Genoma humao

TEMA MONOGRÁFICO GENÉTICA BÁSICA (I)

Genoma humano y estructura básica de los genes
J. Oriolaa y R. Olivab
Servicio de Hormonología. Centro de Diagnóstico Biomédico. Hospital Clínic. Barcelona. bServicio de Genética. Centro de Diagnóstico Biomédico. Hospital Clínic. Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS). Barcelona.
a

EL GENOMA HUMANO El genoma humano es elmaterial genético característico de la especie humana (fig. 1)1. Básicamente, el 99,9% de este material puede hallarse representado en el ADN (ácido desoxirribonucleico) contenido en una sola célula humana. Así, el genoma está constituido por 23 pares de moléculas de ADN. Cada molécula de ADN tiene una longitud que oscila entre 50 y 250 millones de bases, y la suma de todos ellos es de 6.000millones de bases en estado diploide o de 3.000 millones en estado haploide (fig. 1). También la información genética que presentan las mitocondrias forma parte del genoma humano. El ADN mitocondrial humano consta de un solo filamento circular constituido por 16.569 pares de bases (pb). En general, en cada célula hay varios cientos de mitocondrias, por lo que hay varios cientos de copias de ADNmitocondrial en cada célula. Para poder valorar lo que la cifra de 3 × 109 pb supone, es útil establecer comparaciones. Si tuviésemos que escribir esta secuencia, llenaríamos 200 guías de teléfono de Barcelona (1.000 páginas cada tomo). En cuanto a sus dimensiones lineales, si estirásemos todos los cromosomas de una sola célula y los dispusiésemos uno a continuación del otro, la longitud sería de 2 m (elcromosoma más pequeño, el 21, mediría 3 cm, y el más grande, el 1, mediría 16 cm). Pero el material genético característico de la especie humana no es sólo este ADN presente en una sola célula, sino que hay que considerar, además, la variación génica presente en los distintos individuos. Aproximadamente una de cada 270 bases varía entre cada 2 personas, por lo que para conocer la verdadera magnituddel genoma humano, a los 3.000 millones de bases hay que sumarle toda la variación génica presente en la especie humana (fig. 1).

CONTENIDO DE INFORMACIÓN Y NÚMERO DE GENES DEL GENOMA HUMANO La información genética de la especie humana viene determinada por la secuencia de las cuatro bases (adenina [A] guanina [G], citosina [C], y timina [T]) (fig. 1). La secuencia de estas bases de cada unode nosotros (el genotipo) es lo que determina junto con el ambiente (dieta, exposición física, aspectos sociales, etc.) lo que somos (el fenotipo). La molécula de ADN está formada por dos hebras que se aparean perfectamente entre sí gracias a que las bases son complementarias dos a dos (la A con la T, y la G con la C) (fig. 1). Cada vez que una célula humana se divide (proceso denominado mitosis),debe copiar toda esta información y a continuación repartirla, en partes iguales, a cada célula hija. Este gigantesco trabajo se puede incluso realizar en 1-2 h y no deben generarse errores de copia. De esta forma, se transmite exactamente la misma información genética a cada una de las células hijas. Pero la información contenida en el genoma humano no se distribuye de forma uniforme a lo largode la secuencia, sino que se concentra sobre todo en determinadas secuencias denominadas genes (fig. 2). Los genes representan las unidades funcionales del genoma y normalmente la información contenida en ellos sirve para dar lugar a proteínas (figs. 2 y 3). Se supone que existen alrededor de 30.000-50.000 genes repartidos entre todos los cromosomas. Muchos de ellos ya son conocidos en detalle, asícomo sus posiciones en el genoma, mientras que del resto se dispone de representaciones en las bases de datos. El primer cromosoma humano en secuenciarse fue el cromosoma 22 y en él se hallaron 545 genes y 134 seudogenes2. Estos últimos son genes que contie-

Humanidad •Personas: 5 x 109 •El genoma difiere en una de cada 270 bases entre cada 2 personas

Individuo •Células: 1013 •El genoma...