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CAPÍTULO I

El genoma de los mamíferos

La intención de este capítulo es ofrecer una revisión muy resumida, aunque actualizada, de las características del material hereditario en los mamíferos, y de esta forma, facilitar la comprensión de los términos y conceptos vertidos en el resto del libro. Toda la información detallada sobre los elementos básicos de la genética, así como de las técnicasdel análisis del ADN, pueden encontrarse en los libros de texto (la mayoría con versiones en español) listados en la bibliografía general de este capítulo.

1.1. El genoma: estructura y organización
1.1.1. Los ácidos nucleicos Hasta el año 1944 las bases materiales de la herencia permanecieron desconocidas. Recién en esa fecha, Oswald Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty, basándose en trabajosanteriores (1928) con extractos de bacteria, pudieron determinar que una sustancia presente en el núcleo y capaz de ser purificada (más tarde identificada como el ácido desoxirribonucleico o ADN) era el “material genético”. Ellos pudieron demostrar que el ADN era el material por medio del cual un rasgo genético podía ser transferido de una cepa de bacteria a otra. En este caso, se trató delpasaje de cepas de Streptococcus pneumoniae que forman colonias pequeñas con superficie rugosa (cepa R) hacia cepas con colonias grandes y de superficie lisa (cepa S). La cepa R –que no causa neumonía– puede ser transformada en cepa S –que es patógena– al ser cultivada con extractos de bacteria provenientes de la cepa S. El hecho de que los ácidos nucleicos fueran algo más que un mero componenteestructural del núcleo celular fue algo sorpresivo para el ambiente científico de la época1. 1.1.1.1 Estructura del ADN La estructura propia del ADN no fue develada hasta el año 1953, año en el cual James Watson (Estados Unidos) y Francis Crick (Inglaterra) reportaron sus sorprendentes trabajos sobre la estructura de la doble hélice. Por dichos trabajos, fueron galardonados con el Premio Nobel deMedicina y Fisiología en el año 1962, junto a Maurice Wilkins2. El ADN es una macromolécula compuesta por una alineación de desoxirribonucleótidos, cada uno de los cuales está compuesto por un fosfato, un azúcar (desoxirribosa) y una base nitrogenada (el azúcar más la base forman un nucleósido). El grupo fosfato consiste en un átomo de fósforo (P) uni1

Para una revisión de los acontecimientos másimportantes de la historia de la genética, referirse al libro A History of Genetics (AH Sturtevant), recientemente reeditado por Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, 2001 (http://www.cshlpress.com/).

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En enero del 2003 fue publicado en la revista Nature un número conmemorativo de los 50 años de estos trabajos (Nature, Volumen 421 (6921), http://www.nature.com/nature/DNA50/).

16MANUAL DE GENÉTICA DE ROEDORES DE LABORATORIO

do a tres átomos de oxígeno (O). La molécula de desoxirribosa está compuesta por cuatro átomos de carbono (C) y uno de oxígeno, formando un anillo plano; fuera de este anillo sale un quinto átomo de carbono que es el que se une al grupo fosfato. Las bases en el ADN son de dos tipos: purinas [adenina (A) y guanina (G)] y pirimidinas [citosina (C) ytimina (T)]. Estos nucleótidos, en conjunto, constituyen las “cuatro letras” del código genético universal. Cada una de las bases se encuentra unida a la base adyacente en la cadena por el azúcar y el fosfato. La cadena de nucleótidos se mantiene unida debido a uniones covalentes entre el grupo fosfato en el carbón 5’ de un nucleótido y el grupo OH- en el carbón 3’ del nucleótido adyacente. Deesta forma, la cadena de ADN tiene siempre un extremo fosfato 5’ (llamado extremo 5’) y otro OH- 3’ (llamado extremo 3’). Las dos cadenas que se entrelazan se mantienen juntas por uniones de hidrógeno muy específicas entre purinas y pirimidinas. En la estructura de doble cadena, las bases que se enfrentan son siempre una purina, en una cadena, con una pirimidina en la cadena opuesta (G con C y A...