Genoma Humano

Introducción a la Bioinformática – El genoma humano
3 EL GENOMA HUMANO.
3.1 HISTORIA.
El término genoma ha sido acuñado hace tres cuartos de siglo por un botánico
alemán llamado Hans Winklerpara 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 (HumanGenome 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 grupoincluye 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 InvestigacionesBiomédicas 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 deMaryland fundada por Craig Venter [16]. Celera tiene más de 300 secuenciadores
automáticos PRIMS 3700 [17] 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 [18].
Estosgrupos han utilizado técnicas diferentes para secuenciar los genomas y
especialmente el genoma humano:
Roberto A. Pava Díaz rpava@uniminuto.edu 37
Introducción a la Bioinformática – 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 loscortaron 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 unfragmento 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. Cadaparte 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 100000bases.
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...