T.M. Nº 84 - Genética Humana - Integración del medio ambiente y enfermedad

TEMA MÉDICO N° 84
GENÉTICA HUMANA
INTEGRACIÓN DEL MEDIO AMBIENTE Y ENFERMEDAD
El objetivo del presente tema, es hacer conocer el estado actual de las
investigaciones sobre genética humana.
Las enfermedades son el resultado de interacciones entre genes y factores
ambientales. Las nuevas tecnologías englobadas en el concepto “ómica”,
suponen una revolución en la investigación biológica, tal como se ha
hecho patente en el caso de la genómica.
El desarrollo y financiación en los últimos años de un gran número de
proyectos de secuenciación masiva, entre los cuales cabe destacar el
Proyecto Genoma Humano (PGH), ha motivado el perfeccionamiento y
desarrollo de nuevas técnicas tanto en el campo de la biología como en
el de la bioinformática. Los avances logrados en estas áreas han abierto la
puerta de una nueva mentalidad, en la que se desarrolla una visión global
de los procesos biológicos. Este concepto de globalización, se ve reflejado
en la aparición de la que se ha denominado como la “era ómica”. El sufijo
“oma”, tiene un origen latino, que significa ”conjunto de”. La adición del
mismo a diferentes estudios de biología, cubre las nuevas aproximaciones
masivas en las que está enfocada esa ciencia recientemente.
Los últimos descubrimientos, van permitiendo la posibilidad de detección
precoz y la predisposición a contraer determinadas enfermedades.
Podemos agrupar dentro de las tecnologías ómicas a otras tales como la
transcriptónica, proteómica, metabolómica.
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Durante todo este tiempo se venía trabajando en un proyecto de gran
complejidad: el PGH. Iniciado en el año 1990 mediante un consorcio
internacional que agrupaba a más de 20 centros de diferentes países, con
el objetivo de secuenciar completamente el genoma humano (genoma:
todo material genético conocido en la célula de un organismo en
particular), y ponerlo a disposición de la comunidad científica
internacional. Este proyecto ha sido comparado por su complejidad, con
el programa Apolo que llevó al ser humano a la luna.
Debido al tamaño y complejidad de este tipo de proyectos, el primer
genoma completo obtenido fue el de una bacteria, (Haemophilus
influenza), en el año 1995.
El primer borrador del genoma humano fue publicado en el año 2001,
pero el punto culminante de esta aventura se alcanzó cuando en el año
2003, coincidiendo con el 50 aniversario de la publicación de la estructura
del ADN, se publicaron los 2 proyectos genoma humano que se habían
desarrollado.
Veamos algunos datos interesantes acerca de los resultados obtenidos en
el PGH:

El ser humano tiene solo el doble de genes que la mosca del
vinagre, un tercio más que el gusano común y apenas 5.000 genes
más que una planta denominada Arabidopsis (su genoma fue
secuenciado en el año 2.000)
(Arabidopsis)


El ADN humano es al menos en un 98% idéntico al de los
chimpancés y otros simios.
3.200 millones de pares de bases forman genes, repartidos en los 23
pares de cromosomas.
Base:
Los componentes químicos del ADN, Llamados A, T, C, y G (adenina,
citosina, timina, y guanina), se denominan bases, estas se unen en
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pares para formar el ADN y siempre se combinan con el mismo patrón:
A con T y C con G.
Ácido desoxirribonucleico:
Frecuentemente abreviado como ADN (y también DNA, del inglés
DeoxyriboNucleic Acid), es una molécula que forma parte de todas las
células. Contiene la información genética usada en el desarrollo y el
funcionamiento de los organismos vivos conocidos y de algunos virus,
siendo el responsable de su transmisión hereditaria.
Cromosoma:
Largas cadenas de ADN en las que se encuentran los genes. Cada
célula humana tiene 46 cromosomas en 23 pares. Un miembro de cada
par se hereda de la madre, el otro del padre.

El equipo de Celera Genomics utilizó para secuenciar el genoma
humano, muestras de ADN de 3 mujeres y 2 hombres (afro
americano, chino, asiático, hispano mexicano y un caucásico).
Cada persona comparte un 99.9% del mismo código genético con
el resto de los seres humanos. Solo 1.250 letras separan a una
persona de otra.
La transmisión de información genética de los padres a los hijos, es decir, el
fenómeno de la herencia está estrechamente vinculado a los ácidos
nucleicos.
De esos ácidos depende la continuidad de la vida, porque constituyen el
enlace esencial entre generaciones. El ADN contiene información
almacenada en una larga cadena, cuya secuencia determina la
naturaleza del organismo así sea una ameba, un tomate o una vaca.
Una particularidad muy especial de la molécula de ADN es su forma de
doble hélice y su universalidad. No importa cuán diferentes sean dos
especies: el ADN que contengan tendrá la misma estructura y naturaleza
química.
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Como decíamos anteriormente, curiosamente, el ADN esta compuesto de
tan solo cuatro letras. Es decir, el lenguaje del ADN tiene un alfabeto muy
chiquito.
Si nos queremos aprender el abecedario de los genes, entonces basta con
recordar la A, la T, la G y la C.
Si deseamos ser unos expertos, entonces tenemos que memorizar sus
denominaciones químicas:
 Adenina
 Timidina
 Guanidina
 Citosina.
Esas letras básicas, se combinan para formar palabras y verbos que son
necesarias para construir las frases de los genes.
A esas palabras se les llaman triplets porque siempre vienen en grupos de
tres. En nuestro idioma español que contiene palabras con diferente
número de letras, es necesario tener espacios entre las palabras para
distinguirlas.
En cambio, las frases de los genes no requieren de espacios dado a que
todas las palabras génicas son siempre de tres letras.
Lo único que se necesita es saber donde comienzan y donde acaban las
frases.
Generalmente, las frases son mucho mas largas, a veces abarcando
cientos o miles de palabras.
Dado a que el ADN tiene solo cuatro letras y las palabras de los genes
siempre usan grupos de tres, podemos decir que el diccionario de los
genes solo contiene 64 palabras diferentes incluyendo los signos de
puntuación. El diccionario del ADN empieza con AAA, hasta llegar al CCC,
GGG y terminar con TTT. Es un idioma muy sencillo, pero a la vez tan
maravilloso como la vida misma.



Hasta ahora se han encontrado 223 genes humanos que resultan
similares a los genes bacterianos.
Algo más del 35% del genoma contiene secuencias repetidas, esto
se conoce como ADN basura.
Se han identificado un número muy elevado de pequeñas
variaciones en los genes que se conocen como “polimorfismos
nucleótidos”. La mayoría de ellos no tienen un efecto clínico
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concreto, pero de ellos depende, por ejemplo, que una persona sea
sensible a un determinado fármaco o la predisposición a sufrir una
determinada enfermedad.
Nucleótido: es la molécula orgánica formada por la unión de un
monosacárido (azúcares simples, glucosa), cinco carbonos, nitrógeno y
fosfato, que integra el ADN.
Polimorfismo nucleótido: es la variación de secuencia del ADN que afecta
a una sola base de una secuencia del genoma.
La gran magnitud de la información a manejar se incrementa, teniendo en
cuenta que para llegar a reconocer donde comienzan y terminan los
genes, e identificar sus secuencias reguladoras, se requieren
comparaciones entre secuencias de diversas especies. (Genómica
comparativa). El mapa de secuencias generado por el proyecto se está
utilizando como fuente primaria de información para la biología humana y
la medicina. El proyecto público liderado por los Estados Unidos de Norte
América y varios europeos ha introducido toda la información en una base
de datos de acceso gratuito. El aprovechamiento de toda la información
exigirá una importante inversión porque la nueva era de la genómica,
requiere complejas y costosas herramientas.
Toda esta amplia información abrió la puerta a nuevos interrogantes,
como son los procesos de regulación de la expresión de los genes o la
caracterización de las diferencias a nivel de genoma, entre los diferentes
individuos de la misma especie y de que manera las más sutiles
alteraciones de cada una de estas operaciones, predisponen a cada
individuo a una enfermedad. El entendimiento de cómo las variantes
genéticas regulan las características de las células, tejidos y órganos,
ocupará la investigación del siglo XXI. Se calcula que existen 8.000
enfermedades hereditarias, pero hoy solo se pueden detectar unas 200
antes del nacimiento y existen test genéticos ya para un par de
centenares.
La genómica funcional permitirá llenar el hueco existente entre el
conocimiento de las secuencias de los genes y su función, para de esta
manera desvelar el comportamiento de los sistema biológicos.
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Con ella surge la esperanza de que su uso dará lugar a rápidos
descubrimientos que facilitarían de manera casi inmediata nuestra
capacidad de prevenir, diagnosticar y generar nuevas terapias contra las
enfermedades más comunes.
Diagnóstico y prevención:
Prueba genética: las pruebas basadas en ADN, son casi el primer uso
comercial y de aplicación médica de los nuevos descubrimientos en
genética. Estas se pueden usar para el diagnóstico de enfermedades, la
confirmación diagnóstica, la información del pronóstico así como del
curso de la enfermedad, para confirmar su presencia en pacientes
asintomáticos y, con variados grados de certeza, para predecir el riesgo
de enfermedades futuras en personas sanas y su descendencia.
Intervención (tratamiento) de enfermedades: posibilidad de desarrollo de
técnicas para tratar enfermedades hereditarias. El proceso implica
reemplazar, manipular o suplementar los genes no funcionales. En esencia,
la terapia génica es la introducción de genes en el ADN de una persona
para tratar las enfermedades y la posible creación de fármacos a medida
del enfermo (farmacogenómica).
Recordemos que hoy tenemos la posibilidad de prevenir varias
enfermedades con la consulta periódica y la realización de estudios de
detección precoz, que hemos informado en la publicación de los
Programas de Prevención de la Obra Social de YPF.
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