Genoma Humano

Historia del genoma humano

Desde el descubrimiento de la estructura del ADN (Watson y Crick, 1953) el objeto de los genetistas, biólogos y químicos fue conocer más sobre sus mecanismos de acción. Con el descubrimiento del código genético, de los procesos de clonación génica (vectores y reacción de la polimerasa) y las técnicas de secuenciación (métodos de Maxam y Gilbert o químico y de Sanger o de didesoxido) se dispuso de las herramientas para leer el lenguaje con que se escribía la información génica.

Habiéndose leído inicialmente algunos genes(el primero fue el de la lactosa) y organismos pequeños(ya en 1979 se había secuenciado el bacteriófago fX174 y en 1980 la mitocondria humana), con una visión ambiciosa, se estableció la necesidad de “leer” la secuencia del genoma humano.

En la década del ochenta del siglo pasado, en Estados Unidos, el DOE (Departament of Energy) motivado por las investigaciones atómicas y su relación con las mutaciones; y el NIH( National Institutes of Health) motivado por las afecciones de origen hereditario, se cristaliza la necesidad y se establece un cronograma y se propone la lectura en un plazo de 15 Años.

En 1989 se crea el National Human Genome Research Institute(NHGRI, EEUU) que dirige el “proyecto genoma humano”(HGP) con el fin de completar el mapa y función de los genes humanos(genoma) para comprender el funcionamiento a nivel molecular del organismo, producir mejores medicamentos y diagnosticar y curar enfermedades hereditarias. Y como líneas de trabajo a la secuenciación de todas las bases del ADN (orden de ubicación de los pares de bases), realización de mapas físicos de ubicación de los genes en los cromosomas, mapas de ligamientos (“linkage maps”) y de la transmisión de los caracteres complejos. Dicho proyecto inicia sus actividades oficialmente en 1990.

Independientemente, a nivel mundial, y con el fin de no superponer esfuerzos se esboza HUGO(Human Genomic Organization), un Consorcio Publico donde participaron investigadores de EE UU, Gran Bretaña, Francia, Alemania, Japón y China, organismo que será el encargado de dictar la directrices éticas del proyecto.

En los años siguientes(1990-1994) se profundizan las actividades de desarrollo y creación de mapas genéticos y físicos para precisar la localización de los genes. Con la aparición de los primeros secuenciadores automáticos de ADN(basados originalmente en el sistema de Sanger), lo que mecaniza los procesos de análisis, los microarrays (micromatrices) y el desarrollo de la bioinformática, tanto en mejor hardware como software, permite analizar gran una inmensa cantidad de información con un mínimo de esfuerzo humano de una manera hasta el momento impensable. Estas acciones investigan tecnologías que busquen la secuenciación de grandes cantidades de DNA con alta precisión y bajo coste.

Recién en 1996 se inicia el proyecto piloto con resultados satisfactorios, logrando los laboratorios automatizar y acelerar los procesos de secuenciación del ADN. Entre las grandes decisiones tomadas entonces aparece la necesidad de “depositar la información de las secuencias leídas en bases de datos públicas” sin ninguna limitación de uso, a través de Internet. Ya para 1997 el proyecto piloto había secuenciado aproximadamente el 2% del ADN de genoma humano.

Con la tecnología disponible, los Centros del HGP secuencian gran cantidad información a un costo ínfimo si comparamos con los valores de tres años antes.

J. Craig Venter

En 1996 Craig Venter sale del NIH y crea el TIGR(The Institute for Genomics Research), un consorcio de capital mixto y logra descifrar la secuencia de Haemophilus influenciae. En 1998 Venter en una alianza del TIGR y Applied Corp. crea Celera Genomics planteando una nueva aproximación al genoma sin realizar el mapeo físico. Contando con 300 superordenadores, el 6 de abril de 2000 anunció su primer borrador. El Consorcio Internacional (HUGO) constituido por 16 laboratorios y 1100 especialistas de 6 países, no se queda a la zaga. Y el 26 de Junio de 2000 anunciaba junto a los gobiernos estadounidense e inglés un “borrador” con el 90% de genoma secuenciado.

En febrero de 2001, el consorcio público y el sector privado publican la secuencia: El 15 de febrero en la revista Nature el consorcio público da el informe del borrador, dirigido por el NHGRI y el 16 de febrero en Science, el borrador de Celera Genomics.

El 13 de abril de 2003, los países de Consorcio Público del Genoma Humano, anuncian el desciframiento completo del “libro de instrucciones de la vida” y dan por finalizado el trabajo, dos años antes del estipulado inicialmente.

La rapidez de los avances en el conocimiento de los genomas se deben básicamente a la automatización de los procesos de análisis y al aumento de la capacidad de procesamiento de datos. El mejor ejemplo de esto lo constituye Celera, que inicia el análisis el 8/9/1999 y termina en 9 meses utilizando el método del didesoxi o terminación en cadena(Sanger) automatizado, haciendo 175.000 lecturas diarias(Cada una de secuencias de 500 a 750 pb).; haciendo en dicho período 27.271.853 lecturas completando 5,11 veces el genoma humano.

Sumadas a las 2,9 veces que el NHGRI, hace una redundancia de 8 veces (Necesaria para el posterior armado).

1.000 a. C.. Los babilonios celebraban con ritos religiosos la polinización de las palmeras.

323 a. C. .Aristóteles especula sobre la naturaleza de la reproducción y la herencia.

1676. Se confirma la reproducción sexual de las plantas.

1838.

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