GENETICA MOLECULAR HUMANA CURSO 2014-15

TEMA 1. CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE LOS GENOMAS. GENOMA HUMANO

La Genómica tiene como objetivo comprender el contenido, la organización, la función y la

evolución de la información contenida en genomas completos. Al iniciarse el Proyecto Genoma Humano se consideró de interés la secuenciación de los genomas de varios organismos “modelo”, como proyectos

piloto para desarrollar y poner a prueba los métodos aplicables a la secuenciación del propio genoma

humano, sirviendo además para contar con genomas secuenciados con los que comparar la organización y

estructura del genoma humano. Algunos de tales organismos modelo son la bacteria Escherichia coli, la

levadura Saccharomyces cerevisiae, la mosca Drosophila melanogaster, el nematodo Caenorhabditis

elegans o la planta Arabidopsis thaliana. A estos proyectos se han ido sumando otros encaminados a

obtener la secuencia de organismos de interés clínico (patógenos de animales y plantas), comercial

(organismos utilizados en agricultura o ganadería), etc. Actualmente, se conoce la secuencia completa del

genoma de más de 3000 organismos distintos y cada día aumenta el número de genomas secuenciados.

El conocimiento y caracterización de la secuencia de DNA de genomas completos abre la puerta a

una serie de análisis que van a permitir predecir los genes (Genómica Estructural) y determinar la

variación genética existente entre poblaciones de una especie o entre distintas especies, para comprender

cómo se han reestructurado los genomas en el curso de la evolución (Genómica Comparada).

En términos prácticos, la Genómica progresa mediante niveles crecientes de resolución analítica: 1) asignación de genes y marcadores moleculares a cromosomas específicos; 2) mapas cromosómicos de alta

resolución; 3) mapas físicos y 4) secuenciación genómica. Una alternativa a este planteamiento

jerarquizado fue planteada por C. Venter para la secuenciación de genomas sencillos, aunque

posteriormente se ha utilizado también para la secuenciación de genomas complejos, como el humano. La

estrategia de Venter consiste en la secuenciación aleatoria de todo el genoma sin llevar a cabo una

cartografía física previa. Posteriormente, poderosos programas informáticos solapan la información de

todos los fragmentos para obtener la secuencia completa del genoma correspondiente.

En el año 2001 se publicó el análisis del “borrador” del Genoma Humano y en el 2004 se publicó la secuencia definitiva. El genoma humano contiene unas 3200 Mb, aunque poco más del 1% está dedicado

a la síntesis de proteínas y aproximadamente el 50% del genoma humano consiste en DNA repetitivo,

cuya función (si la tiene) se desconoce. El análisis de los elementos funcionales del Genoma Humano

(Proyecto ENCODE) ha permitido identificar unos 20.000 genes que cifran proteínas y un número parecido

de genes cuyo producto son RNAs funcionales no codificantes. Otros hallazgos interesantes son que un

gran número de genes sufren procesamientos alternativos del RNA o la existencia de una gran variabilidad

genómica entre individuos (Proyecto 1000 genomas).

BIBLIOGRAFÍA

Strachan, Goodship and Chinnery, “Genetics and Genomics in Medicine” Cap. 2 y 4.

Strachan and Read, “Human Molecular Genetics” 4ª ed., cap. 8.

Hartwell, y otros, “Genetics, from genes to genomes” 3ª ed., cap. 10. Muy bien.

Russell, “iGenetics: a molecular approach” 2ª ed., cap. 10