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EL GENOMA HUMANO
HISTORIA.
El término genoma ha sido acuñado hace tres cuartos de siglo por un botánico alemán llamado Hans Winkler para designar el conjunto haploide de cromosomas de los organismos eucarióticos, aunque en la actualidad el término también se aplica para organismos procarióticos.
El proyecto del genoma humano (Human Genome Project) trata de encontrar y descifrar el significado de cada una de los 3150 millones de bases según el HGP o de las 3120 millones de bases según Celera Genomics, que conforman nuestro genoma. Este proyecto es efectuado por dos grandes grupos: uno público (del gobierno de los E.E.U.U) dirigido por Francis Collins el cual es un consorcio de varios entes internacionales, este grupo incluye el Instituto para el Estudio del Genoma Humano (HGRI) de los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos (NIH), 4 centros de secuenciamiento en los Estados Unidos: El departamento de Energía de los Estados Unidos en Walnut Creek, estado de California; La Facultad de Medicina de Washington University en San Luis, estado de Missouri; El Instituto Whitehead para Investigaciones Biomédicas en Cambridge, estado de Massachussets, y la Facultad Baylor de Medicina en Houston, estado de Texas, además del Centro Sanger en Hinxton, cerca de Cambridge, Inglaterra, y varios laboratorios en Japón, Francia, Alemania y China.
El segundo grupo, representando el sector privado, esta constituido por unas pocas compañías con el liderazgo de Celera Genomics de Rockville, estado de Maryland fundada por Craig Venter [1]. Celera tiene más de 300 secuenciadores automáticos PRIMS 3700 [1] hechos por PE Biosystems adquiridos por US 300000 cada uno y un supercomputador Compaq conformado por 800 procesadores Alfa EV6 y EV7 con una arquitectura de 64 bits y más de 80 terabytes de memoria, ese computador puede ejecutar 1,3x109 operaciones de punto flotante por segundo [1].
Estos grupos han utilizado técnicas diferentes para secuenciar los genomas y especialmente el genoma humano:
El sector público empezó con células de la sangre y espermatozoides, luego los científicos dividieron las preparaciones en los 23 cromosomas humanos, y luego tomaron fragmentos largos y los cortaron en fragmentos más cortos que secuenciaron y ordenaron por los extremos superpuestos, y así sucesivamente pasando por genes, luego cromosomas y después todo el genoma. El estilo se puede comparar con la acción de sacar la página de un libro, romperla en pedacitos y volverla a unir utilizando las letras que se sobreponen. En el caso de la secuencia del genoma humano, la "página" es un fragmento de alrededor de 150000 bases, clonado en un vector conocido como BAC o cromosoma artificial de bacterias. Este fragmento es cortado en fragmentos más pequeños o subclonos con extremos que se superponen. Estos fragmentos son secuenciados y las secuencias son organizadas por un computador para producir secuencias cada vez más grandes llamadas contigs. De ahí se pasa a otra página. Cada parte del genoma es secuenciado varias veces con el resultado de que entre más veces aparece una base en la misma posición, mayor es la certidumbre de que la identificación que hace el computador es la correcta. Todo el genoma es secuenciado varias veces, 4 veces sirven para tener una tasa de error menor de 1 en 100 y alrededor de 11 veces para llegar a una tasa de error de 1 en 100000 bases.
La compañía Celera Genomics utiliza un enfoque llamado de escopetazo, el cual le había dado muy buenos resultados en el secuenciamiento de genomas pequeños como los de bacterias. Celera en lugar de arrancar una página cada vez (un fragmento), rompe en millones de pedacitos todo el libro (todo el genoma). Los pedacitos se superponen y luego se ensamblan por los extremos que se superponen, con la ayuda del supercomputador ya descrito.
Referencias
