Notas útiles sobre el proyecto del genoma humano (explicado con un diagrama)
Notas útiles sobre el proyecto del genoma humano!
El Proyecto Genoma Humano es la empresa científica más ambiciosa y emocionante del ser humano. El proyecto del genoma humano es administrado por el Instituto Nacional de Salud y el Depto. De EE. UU. de energía. En EE. UU., El trabajo comenzó en este proyecto en 1990 con la determinación de mapear y secuenciar el conjunto completo de cromosomas en 15 años.
"La adquisición del conocimiento completo de la organización, estructura y función del genoma humano, el modelo maestro de cada uno de nosotros, es el objetivo general del Proyecto Genoma Humano". Con el objetivo de tres mil millones de pares de bases en el genoma humano para ser secuenciados y para 1990, se habían analizado 100.000.
Muchas secuencias en el genoma son altamente repetitivas y no tienen una función obvia. Esto es aproximadamente el 50% del ADN total. Como se vio anteriormente, no es un trabajo y trabajo pequeños, y también es frustrante en cuanto a costos. Es un proyecto ambicioso.
Los estudios de este proyecto se realizarán en tres etapas:
(i) Mapeo
(ii) Secuenciación
(iii) Análisis funcional.
El mapeo de la genética humana es difícil debido a las siguientes razones:
(i) razones éticas
(ii) La duración del ciclo de reproducción es de 15-16 años.
(iii) Incapacidad para llevar a cabo la reproducción controlada.
La vista regular de las estrategias utilizadas para el mapeo, la automatización extensiva de la secuenciación y las nuevas técnicas pueden ayudar a los científicos a lograr el objetivo.
Donnis Keller et.al. (1987) describieron el primer mapa RFLP del genoma humano. Identificó loci RFLP con un espaciado promedio de 10 centimorgans (cM). G. Craig Venter et.al. (1990) en lugar de tomar la estrategia del 'Proyecto del Genoma Humano' de secuenciar el ADN cromosómico una base a la vez, aislaron moléculas de ARNm, copiaron estas moléculas de ARN en etiquetas de secuencias de ADN o EST.
Identificaron más de 8000 genes en el período de 1990 a 1992. El Dr. Venter con sus 70 científicos en el Instituto de Investigación Genómica de Gaitherburg, Maryland, espera determinar la secuencia de 2000-3000 genes humanos por semana.
Los mapas físicos de todos los cromosomas humanos se completaron en 1994. Se puede usar EST para aislar todo el gen. Con EST se han puesto a disposición muchas bases de datos de secuencias de nucleótidos. Ha facilitado la construcción del mapa preliminar de transcripción del genoma humano.
Los EST representan solo genes expresados. ESTs son clones de cDNA. Utilizando el banco de datos de secuencias de nucleótidos (banco de genes) y la base de datos de secuencias de proteínas (recurso de información de proteínas), los EST pueden combinarse con secuencias existentes y genes asignados con la ayuda de programas informáticos.
El Dr. Venter ideó una "estrategia de arma de fuego de genoma completo" que consiste en dividir al azar el ADN en segmentos y clonar los fragmentos en vectores. Las estructuras tridimensionales del genoma más pequeño, Mycoplasma genitalium y Haemophilus influenzae Rd, proteínas con funciones completamente desconocidas se han determinado como parte de un proyecto de genómica estructural.
Este esfuerzo está investigando el uso de información estructural para asistir la asignación funcional de proteínas. Craig Venter formó "El Instituto de Investigación Genómica (TIGR)" en Maryland (EE. UU.). Aquí se secuenciaron varias bacterias.
Las estructuras de las proteínas hipotéticas se están utilizando para guiar los estudios para conocer la función de la proteína. Con más de 25 estructuras determinadas para este momento, los resultados son muy alentadores para conocer algún nivel de comprensión funcional.
La finalización de la secuencia de ADN humano en 2003 coincidió con el 50 aniversario de la descripción de Watson y Crick de la estructura del ADN. El Proyecto Genoma Humano estuvo marcado por un progreso acelerado. El borrador del genoma humano se completó en 2000.
En febrero de 2001, 'Science and Nature' publicó el borrador de trabajo de secuencia y análisis del genoma humano. Los científicos primero generaron un mapa físico del genoma humano con clones obtenidos de cada cromosoma organizados en series de cotizaciones largas.
Debido a que la mayoría de los clones tienen más de 100, 0000 pb de longitud y las técnicas actuales pueden resolver solo 600 a 750 pb de secuencia, cada secuencia debe secuenciarse en fragmentos.
Al utilizar el método de tiro con pistola seguido del ensamblaje de un clon completo mediante la identificación computarizada de las superposiciones, el ADN secuenciado estuvo disponible en la base de datos que cubre todo el genoma. J. Craig Venter (1997) en Celera Corporation hizo uso de una estrategia diferente llamada secuenciación de todo el arma del genoma que eliminó el paso de armar un mapa físico del genoma.
Los científicos secuenciaron fragmentos de ADN a lo largo del genoma al azar. Décadas de décadas estiman que el humano tiene aproximadamente 100, 000 genes dentro de los 3.2 X 10 9 pb. Sin embargo, la secuencia del genoma reveló que solo hay entre 20, 000 y 25, 000 genes. Aunque los humanos evolucionaron relativamente recientemente, el genoma humano es muy antiguo.
Algunas características interesantes del genoma humano son:
(i) Hay más de 3.2 mil millones de pares de bases.
(ii) Se estima que el genoma humano tiene entre 20, 000 y 25, 000 genes y que determina las secuencias de 3 billones de pares de bases químicas que forman el ADN humano.
(iii) Dentro de la población humana hay millones de diferencias de bases únicas llamadas polimorfismos de nucleótido único (SNP). Cada persona se diferencia de la siguiente en aproximadamente 1 pb en cada 1, 000 pb.
(iv) El genoma humano contiene áreas ricas en genes separadas por áreas pobres en genes llamadas desiertos genéticos.
(v) Alrededor del 45% de nuestro genoma está formado por transposones.
(vi) Sólo el 2 por ciento del genoma codifica las proteínas.
(vii) Mejorar las herramientas de análisis de datos.
(viii) Uso de la tecnología en cuestión para sectores como industrias.
(ix) Abordar los problemas éticos, legales y sociales (ELSI) que pueden aparecer debido a HGP.
(x) El genoma humano contiene 3164.7 millones de bases de nucleótidos. El gen humano más grande conocido es la distrofina que tiene 2.4 millones de bases, con un gen promedio que tiene alrededor de 3000 bases. Todavía no se han encontrado funciones del 50 por ciento de los genes descubiertos.
(xi) Alrededor del 99.9 por ciento de las bases de nucleótidos son exactamente similares en todos los seres humanos. Anteriormente, el número total de genes estimado era de 80, 000 a 1, 40, 000, pero ahora se dice que el número es de 30, 000.
(xii) Una gran cantidad de genoma humano está constituida por secuencias repetidas.
(xiii) El cromosoma 1 tiene los genes máximos (2968), con el cromosoma Y con el más bajo (231).
Fig. 6.68. Instantánea del genoma humano
Laboratorios y grupos de investigación de muchos países participan en la investigación sobre el genoma humano. Los datos recolectados de todas estas fuentes deben ser utilizados e integrados. Dos destacados colaboradores del Proyecto Genoma Humano son el Centre d'Etudes Polymorphism Humaine (CEPH) y Genethon (una fábrica de genética humana) en Francia.
