Paleogenómica Y Evolución Humana.

Paleogenómica y evolución humana.



El estudio del material genético de restos del pasado, que se había denominado ADN antiguo o ancient DNA, y que tuvo un origen muy modesto por lo que respecta al volumen de información recuperada (Hofreiteret al, 2001), ha entrado de lleno en la era de la paleogenómica [1]. Se denomina paleogenómica al estudio de la secuencia, estructura y función degenomas extinguidos, tanto del genoma nuclear, que incluye la inmensa mayoría del mensaje genético de un organismo (con una extensión promedio de 3 200 millones de nucleótidos en el caso humano) como de los genomas citoplasmáticos (cuya extensión está cerca de los 16 500 nucleótidos) (Hofreiter, 2008); es decir, el genoma mitocondrial (ADNmt) y el genoma cloroplástico (ADNcp, este último presenteúnicamente en vegetales). Debido al mayor número de copias de estos genomas citoplasmáticos comparado con el genoma nuclear (la proporción empírica es de 500-1000 a 1), durante más de 20 años la investigación en ADN antiguo se ha basado en la recuperación mediante la reacción en cadena de la polimerasa (o PCR) de ADNmt o ADNcp de especies extinguidas, normalmente con finalidades filogenéticas ofilogeográficas. A priori, no existen otros condicionantes, excepto los que derivan de esta mayor dificultad asociada a la conservación, para recuperar fragmentos del genoma nuclear. Esto significa que únicamente en muestras excepcionalmente bien conservadas será posible acceder a datos nucleares.


En el año 2006, apareció una nueva técnica de ultrasecuenciación, que había sido desarrollada por unacompañía tecnológica: la pirosecuenciación. Para llevar a cabo este tipo de secuenciación se requiere disponer de fragmentos cortos de ADN de cadena doble y extremos romos. Como el ADN antiguo ya está suficientemente degradado, no es necesario fragmentarlo antes de empezar el proceso, un paso obligatorio con ADN actual. Primero, se reparan los extremos, y se extiende el fragmento 3’ cuando el quesobresale es el 5’ y se recorta el 3’ cuando es éste es el que sobresale. Después se añaden a los extremos de cada fragmento de ADN los adaptadores (secuencias cortas específicas para cada proyecto). Uno de los adaptadores está unido a una molécula de biotina y esto hará que se una a unas microesferas de polímero, que están recubiertas en su superficie por moléculas de estreptavidina. Se separan lasdobles cadenas con NaOH (o calor) y nos quedamos con una sola cadena de cada fragmento inicial de ADN, eliminándose aquellas que están unidas al polímero. A continuación estas cadenas se amplifican en una PCR emulsionada. En este tipo de PCR, millones de esferas microscópicas, cuya superficie está recubierta por una corta secuencia nucleotídica complementaria a la secuencia de los adaptadores, seemulsionan tras añadir un aceite en una solución acuosa que contiene los reactivos. Como consecuencia de la emulsión, una única cadena de ADN queda individualizada, como dentro de una pompa de jabón, junto con una de estas microesferas, y así, en un único eppendorf, tienen lugar millones de reacciones PCR. Al final de la reacción, se obtienen centenares de miles de microesferas que tienen susuperfície literalmente recubierta de miles de copias de cadena única que derivan de un único fragmento de ADN original (al contrario que una PCR convencional, que puede haber empezado en más de una cadena de ADN). Después, se centrifugan en una microplaca que contiene más de un millón de pocillos que, por su diámetro, únicamente podrán contener una microesfera. Finalmente, se obtiene la secuencia decada pocillo, leyéndola desde una secuencia complementaria a la del adaptador externo, mediante una secuenciación por síntesis por SBS. Esta secuenciación se lleva a cabo en presencia de pirofosfatasa y luciferasa, de tal manera que se añade secuencialmente cada uno de los nucleótidos (T,A,C,G y de nuevo T,A,C,G etc). Si el nucleótido se incorpora a la cadena complementaria, se añade un grupo...