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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