Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
mente. La genómica funcional está relacionada con la carac- terización del proteoma o conjunto de proteínas que se expresan a partir de un determinado genoma. Sin embargo, hay que tener en cuenta que para un mismo genoma el patrón de proteínas expresadas va a depender del tipo de célula, estado de desarrollo o fase del ciclo celular y la presencia o ausencia de factores particulares que condicionan la expre- sión de genes concretos. Relacionado con el proteoma se encuentra, a su vez, el transcriptoma o conjunto de molécu- las de ARN existentes en una célula bajo unas condiciones específicas determinadas, aunque éste incluye a todas las moléculas de ARN existentes procedentes de la transcripción del ADN y no sólo a las codificadoras de proteínas, si bien se estima que estas últimas van a ser mayoritarias. El progreso en el conocimiento de los genomas se ha ido produciendo a lo largo del tiempo a través de la construcción de mapas genéticos que han ido asignando, de manera apro- ximada e indirecta, la localización de genes, marcadores o secuencias concretas a diferentes regiones de un cromosoma o cromosomas de una determinada especie; de la elaboración de mapas físicos, que han localizado marcadores o secuen- cias concretas de una manera directa en los cromosomas, estableciendo la distancia física (en unidades de pares de bases) entre unos marcadores y otros (cuando los marcadores son las dianas de las enzimas de restricción se habla de mapas de restricción) y, finalmente, de los mapas genómi- cos, que han establecido la secuencia nucleotídica completa del ADN de un determinado genoma. El gran logro de la caracterización de las secuencias de los diferentes genomas descifrados hasta la fecha ha estado relacionado muy directamente con el desarrollo, hace más de 20 años, de métodos de secuenciación, tanto manuales, como automáticos del ADN (véase el Cap. 23), y con la aplicación posterior de la robótica y de métodos bioinformáticos que han permitido, por una parte, secuenciar de manera rápida millones de moléculas de ADN en diferentes centros de investigación (ya existe la capacidad para secuenciar mil nucleótidos por segundo las 24 horas del día) y, por otra, ordenar la información obtenida y hacerla accesible a la comunidad científica, a través de la creación de bancos de datos donde se almacenan las secuencias nucleotídicas carac- terizadas. 24.2 ESTRATEGIAS DE SECUENCIACIÓN DE GENOMAS COMPLEJOS La secuenciación de los genomas complejos de millones de pares de bases ha ido precedida de la secuenciación de molé- culas de ADN más sencillas, como las de diferentes virus (con genomas de unos pocos miles de bases de longitud) o la del ADNmt humano (~16 kb). También, a partir de pobla- ciones de ARNm de eucariotas que poseen cola de poli(A), y por medio de la transcriptasa inversa y cebadores de oli(dT), se pudieron obtener in vitro moléculas de ADN copia o com- plementario (ADNc) que, clonadas en vectores apropiados, suministraron el material de partida para secuenciar y cono- cer parcial o totalmente las secuencias de ADN expresadas en un determinado tipo de célula. En muchos casos, de los diferentes clones de ADNc producidos sólo se secuenció parte de los extremos 3’ o 5’, obteniéndose las denominadas «etiquetas de secuencias expresadas», o EST. Estas secuen- cias cortas, y otras similares obtenidas de forma arbitraria a partir de ADN genómico, denominadas «sitios de secuencia marcada», o STS, han sido y son utilizadas como marcadores en la elaboración de mapas físicos. La secuenciación de genomas complejos requiere la frag- mentación de las grandes moléculas de ADN en poblaciones de fragmentos más pequeños que, tras su clonación, puedan ser secuenciados directamente o subfragmentados para su posterior clonación y secuenciación. Una aproximación experimental para la secuenciación de genomas es la denominada secuenciación shotgun (tiro de pis- tola o «perdigonada») que consiste en la escisión de manera aleatoria, del genoma completo en una amplia colección de fragmentos secuenciables, seguida de la determinación del orden o alineamiento de los diferentes fragmentos, para lo cual es necesario clasificar la población de los fragmentos secuenciados en cóntigos, considerando como tales a los fragmentos que se solapan parcialmente (Fig. 24-1a). Esta estrategia funciona bien para secuenciar determinados geno- mas, pero no resulta apropiada para secuenciar genomas en los que puedan existir muchas secuencias repetidas. La secuen- ciación jerárquica consiste en la separación del ADN nuclear de los diferentes cromosomas, seguida de la fragmentación de cada uno de éstos en una colección de fragmentos gran- des, de entre 100 y 200 kb, que se pueden clonar en cromo- somas artificiales de bacterias (BAC). Los clones solapantes resultantes se someten a shotgun, lo que genera fragmentos menores (~2 kb) fácilmente secuenciables. A partir de los cóntigos se deduce la secuencia de cada BAC, y de la unión y ordenación de todos los BAC se puede establecer la secuencia completa del genoma (Fig. 24-1b). 24.3 PROYECTO GENOMA HUMANO A principios del año 2001, como resultado de la actividad de miles de científicos en todo el mundo, se publicaron dos borradores de la secuencia del genoma humano. Uno de ellos fue aportado por el Consorcio Internacional de la Secuenciación del Genoma Humano, integrado por grupos 420 | Genoma, patología molecular y terapia génica 24 Capitulo 24 8/4/05 11:46 Página 420 BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR (...) CONTENIDO PARTE II: BIOLOGÍA Y PATOLOGÍA MOLECULAR SECCIÓN V GENOMA, PATOLOGÍA MOLECULAR Y TERAPIA GÉNICA 24 PROYECTO GENOMA HUMANO Y GENÓMICA 24.2 ESTRATEGIAS DE SECUENCIACIÓN DE (...) 24.3 PROYECTO GENOMA HUMANO
Compartir