¡¡Érase una vez la vida !!

•Fundamentos De Biología Molecular VIII•

•Proyecto Genoma Humano•

•El Proyecto Genoma Humano inicio en 1990 y fue financiado principalmente por el gobierno de Estados Unidos. 

•Nace como una colaboración internacional. 
•Este ha sido el proyecto a nivel biológico internacional más grande en la historia de la humanidad. 
•Parte en base al conocimiento creado inicialmente en relación a la estructura del DNA. 
•En el artículo publicado por Watson y Crick en la revista NATURE el 25 de abril de 1953 propusieron la estructura de la doble hélice. 
•Este proyecto se terminó en el 2003. 

•Participaron 20 universidades en centros de investigación en Estados Unidos, Inglaterra, Japón, Francia, Alemania, Canadá y China.

•La primera secuenciación del proyecto genoma humano (HGP, hace 17 años) costo 3 billones de dólares. 
•Actualmente la secuenciación de un genoma individual cuesta menos de $1,000 USD.

•El HGP inicio en 1990, se publicaron resultados preliminares en el 2001 y termino en el 2003, pero todavía continua su análisis.

•Hasta el momento se ha secuenciado más del 99% del genoma humano con una precisión del 99.99%.

•El proyecto partió con un donador anónimo en la ciudad de Búfalo, Nueva York. 
•El DNA de este hombre caucásico se extrajo y fue enviado a estos 20 centros de investigación, los cuales entonces, se enfocaron a trabajar sobre la misma muestra.

•Con la secuenciación completa del genoma humano se supo que la secuencia completa tiene 3,000,000,000 o 3,000 millones (3 billones en inglés) de pares de bases, y que codifican para 20,000 genes aproximadamente. Máximo 22,000.

•Aclaración: En español un billón equivale a un millón de millones, que en números es 1,000,000,000,000, mientras que en el inglés estadounidense un billón es igual a mil millones, que es números es 1,000,000,000. Es por eso que 3,000 millones de pares de bases en español equivale a 3 billones en inglés.

•Al principio se esperaban 40,000 o 50,000 genes, sin embargo, el resultado fue menor.

•Se han identificado mutaciones responsables de diferentes patologías en aproximadamente 1,000 genes.

•El dogma de "un gen, una proteína" fue desplazado por la evidencia de que aproximadamente 20,000 genes codifican para alrededor de 100,000 proteínas. 
•En la actualidad se han identificado casi un millón de proteínas.

•La tecnología para secuenciar ha avanzado mucho. 

•En el 2004, un centro secuenciador con 100 secuenciadores tardaba un año en secuenciar 125,000,000 o 125 millones de bases, por lo que tardaría 27 años en secuenciar 3.5 billones de bases en inglés o 3,500 millones en español. 
•En el 2009, un secuenciador de alto rendimiento podía secuenciar 500,000,000 o 500 millones de bases por día, por lo que en una semana podría secuenciar 3.5 billones de bases en inglés o 3,500 millones de bases en español.

•El GenBank es un banco donde se suben secuencias. 
•El crecimiento de la subida se secuencias es exponencial al pasar de los años.

•La mayoría de las secuencias publicadas pertenecen a organismos procariontes (bacterias). Después de ellos seguimos los mamíferos vertebrados.

•Hay plantas que tienen más genes que lo humanos, por ejemplo, la Arabidopsis thaliana, que tiene 27,416 genes, o el maíz (Zea mays), que tiene 39, 469 genes, que son casi el doble de los genes encontrados en nosotros.
•El número de genes no dice nada acerca de la complejidad de los organismos.

•El reto de la genómica es entender la relación entre el Genotipo (secuencia de DNA), el Fenotipo (biología, salud/enfermedad) y el Ambiente (alimentación, hábitos, exposición).

•Las cromátidas hermanas están unidas en un centrómero. 
•Las partes distales de los cromosomas se denominan telómeros.

•Los nucleosomas son complejos (conjunto) proteína-DNA. 
•Esas proteínas se llaman histonas.

•Para hacer un cariotipo de obtiene DNA genómico de una muestra de un paciente, se cultivan estas células provenientes del paciente, se induce la mitosis, posteriormente se introduce un fármaco que detiene la mitosis en metafase. 
•Se extraen los cromosomas, se tiñen, se agrupan por pares y de esta forma se puede analizar la cantidad, tamaño y morfología de los cromosomas. 
•De este modo se pueden observar detalles como regiones distintas, patologías como intercambio de regiones entre los cromosomas conocidas como translocaciones cromosomales.

•El brazo corto de los cromosomas se llama p, mientras que el brazo largo se denomina q. 

•Los genes están separados por regiones intergénicas que no codifican para una secuencia de RNA.

•Un cromosoma humano contiene 22-48x106 pares de nucleótidos de DNA. 
•Por ejemplo, un 1% de cromosoma tiene 4 genes, por lo tanto, un gen está codificado por 3.4x104 pares de nucleótidos (np).

•Aproximadamente el 50% del genoma humano son secuencias repetidas y la otra mitad son secuencias únicas. 
•Se piensa que las secuencias repetidas se han generado por errores en la división a lo largo de la evolución. 
•Se cree que esto es una ventaja, debido a que permite experimentar con el DNA. 
•Por ejemplo, si tenemos dos secuencias repetidas, y en una de ellas tenemos una mutación, esa mutación puede ayudarme a sobrevivir en el medio, pero si la mutación hace lo contrario o inactiva al gen entraría en acción la otra secuencia. 

•Dentro de las secuencias únicas están los genes (que incluyen a las regiones promotoras y codificantes), los cuales constituyen al 20-25% del genoma total. 
•Cerca de un 20% del genoma corresponde a intrones, que son mucho más grandes que los exones. 
•Los exones representan solamente un 1.5% del genoma total. 

•Por lo tanto, solo un 1.5% de nuestro genoma codifica para proteínas y genera todo el fenotipo.

•En promedio cada persona tiene 30 mutaciones nuevas no heredadas.

•Gracias al Proyecto Genoma Humano también se descubrió que nuestro DNA es una mezcla de DNA proveniente de virus y bacterias que a lo largo de la evolución se han incorporado a nuestro genoma.

•Los procariontes (bacterias) son los organismos que contienen un menor porcentaje de DNA no codificante, es decir, tienen un menor porcentaje de su DNA que no son exones. 

•Luego les siguen los organismos eucariontes unicelulares, luego las plantas y hongos, después los invertebrados, luego los cordados, después los vertebrados y al final los humanos. 
•Los humanos son los seres vivos que tienen un porcentaje mayor de DNA no codificante. 
•El DNA no codificante tiene una función de buffer/amortiguador, ya que, si se genera una mutación, lo más probable es que caiga en el 98.5% del DNA que no codifica a que caiga en el 1.5% que si lo hace, debido a que si lo hace, podría generar una alteración o enfermedad.

•El ADN de los humanos coincide en un 99.9% en todos los humanos, de cualquier lugar o raza. 

•El 0.1% restante son polimorfismos de nucleótido sencillo. 

•De este modo, la diferencia en el DNA no justifica la clasificación en razas de los humanos. 

•El pariente más cercano es el chimpancé, con el cual compartimos el 96% de genoma. 
•Con el ratón compartimos 88%, con el caballo 84%, con el gallo 54%, con la levadura 18%.