Los científicos Analizan los Cromosomas 2 y 4
Los investigadores apoyados por el NHGRI Descubren los «Desiertos Genéticos» Más Grandes; Encuentran Nuevas Pistas sobre el Evento Ancestral de Fusión de Cromosomas
BETHESDA, Md., Casar., 6 de abril de 2005-Un análisis detallado de los cromosomas 2 y 4 ha detectado los «desiertos genéticos» más grandes conocidos en el genoma humano y ha descubierto más evidencia de que el cromosoma 2 humano surgió de la fusión de dos cromosomas simios ancestrales, informaron hoy investigadores apoyados por el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI), parte de los Institutos Nacionales de Salud (NIH).
En un estudio publicado en la edición del 7 de abril de la revista Nature, un equipo de varias instituciones, dirigido por la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington en St.Louis, describió su análisis de la secuencia de referencia de alta calidad de los cromosomas 2 y 4. El trabajo de secuenciación de los cromosomas se llevó a cabo como parte del Proyecto Genoma Humano en la Universidad de Washington; Broad Institute del MIT, Cambridge, Mass.; Stanford DNA Sequencing and Technology Development Center, Stanford, California.; Wellcome Trust Sanger Institute, Hinxton, Inglaterra; Universidad Nacional Yang-Ming, Taipei, Taiwán; Genoscope, Evry, Francia; Baylor College of Medicine, Houston; University of Washington Multimegabase Sequencing Center, Seattle; U. S. Department of Energy (DOE) Joint Genome Institute, Walnut Creek, California.; y Roswell Park Cancer Institute, Buffalo, N. Y.
» Este análisis es un logro impresionante que profundizará nuestra comprensión del genoma humano y acelerará el descubrimiento de genes relacionados con la salud y las enfermedades humanas. Además, estos hallazgos proporcionan nuevos y emocionantes conocimientos sobre la estructura y evolución de los genomas de mamíferos», dijo el Dr. Francis S. Collins, Ph. D., director del NHGRI, que dirigió el componente estadounidense del Proyecto Genoma Humano junto con el DOE.
El cromosoma 4 ha sido durante mucho tiempo de interés para la comunidad médica porque contiene el gen de la enfermedad de Huntington, la enfermedad renal poliquística, una forma de distrofia muscular y una variedad de otros trastornos hereditarios. El cromosoma 2 es notable por ser el segundo cromosoma humano más grande, solo por detrás del cromosoma 1 en tamaño. También es el hogar del gen con la secuencia de codificación de proteínas más larga conocida: un gen de 280,000 pares de bases que codifica una proteína muscular, llamada titina, que tiene 33,000 aminoácidos de longitud.
Uno de los objetivos centrales del esfuerzo para analizar el genoma humano es la identificación de todos los genes, que generalmente se definen como tramos de ADN que codifican para proteínas particulares. El nuevo análisis confirmó la existencia de 1.346 genes codificadores de proteínas en el cromosoma 2 y 796 genes codificadores de proteínas en el cromosoma 4.
Como parte de su examen del cromosoma 4, los investigadores encontraron lo que se cree que es el «desierto genético» más grande descubierto hasta ahora en la secuencia del genoma humano. Estas regiones del genoma se llaman desiertos de genes porque carecen de genes codificadores de proteínas. Sin embargo, los investigadores sospechan que estas regiones son importantes para la biología humana porque se han conservado a lo largo de la evolución de los mamíferos y las aves, y ahora se está trabajando para determinar sus funciones exactas.
Los humanos tienen 23 pares de cromosomas, un par menos que los chimpancés, gorilas, orangutanes y otros grandes simios. Durante más de dos décadas, los investigadores han pensado que el cromosoma 2 humano se produjo como resultado de la fusión de dos cromosomas simios de tamaño mediano y un grupo de Seattle localizó el sitio de fusión en 2002.
En el último análisis, los investigadores buscaron en la secuencia de ADN del cromosoma las reliquias del centro (centrómero) del cromosoma simio que fue inactivado tras la fusión con el otro cromosoma simio. Posteriormente identificaron un tramo de 36.000 pares de bases de secuencia de ADN que probablemente marca la ubicación precisa del centrómero inactivo. Ese tracto se caracteriza por un tipo de duplicación de ADN, conocido como repeticiones de satélite alfa, que es un sello distintivo de los centrómeros. Además, el tracto está flanqueado por una abundancia inusual de otro tipo de duplicación de ADN, llamada duplicación segmentaria.
» Estos datos plantean la posibilidad de una nueva herramienta para estudiar la evolución del genoma. Es posible que podamos encontrar otros cromosomas que han desaparecido con el transcurso del tiempo al buscar en el ADN de otros mamíferos patrones similares de duplicación», dijo Richard K. Wilson, Ph.D., director del Centro de Secuenciación Genómica de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington y autor principal del estudio.
En otro hallazgo intrigante, los investigadores identificaron una transcripción de ARN mensajero (ARNm) de un gen en el cromosoma 2 que posiblemente puede producir una proteína única para los humanos y los chimpancés. Los científicos tienen pruebas tentativas de que el gen se puede usar para producir una proteína en el cerebro y los testículos. El equipo también identificó regiones «hipervariables» en las que los genes contienen variaciones que pueden conducir a la producción de proteínas alteradas exclusivas de los seres humanos. Las funciones de las proteínas alteradas no se conocen, y los investigadores enfatizaron que sus hallazgos aún requieren «una evaluación cautelosa».»
En octubre de 2004, el Consorcio Internacional de Secuenciación del Genoma Humano publicó su descripción científica de la secuencia del genoma humano terminado en Nature. Ya se han publicado anotaciones y análisis detallados de cromosomas 5, 6, 7, 9, 10, 13, 14, 16, 19, 20, 21, 22, X e Y. Publicaciones que describen los cromosomas restantes se publicarán próximamente.
Se puede acceder a la secuencia de los cromosomas 2 y 4, así como al resto de la secuencia del genoma humano, a través de las siguientes bases de datos públicas: GenBank (www.ncbi.nih.gov/Genbank) en el Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI) de los NIH; el Navegador del Genoma de la UCSC (www.genome.ucsc.edu) at the University of California at Santa Cruz; the Ensembl Genome Browser (www.ensembl.org) en el Wellcome Trust Sanger Institute y el EMBL-Instituto Europeo de Bioinformática; el Banco de Datos de ADN de Japón (www.ddbj.nig.ac.jp); y EMBL-Bank (www.ebi.ac.uk/embl/index.html) en la Base de Datos de Secuencias de Nucleótidos del EMBL.
El NHGRI es uno de los 27 institutos y centros de los NIH, una agencia del Departamento de Salud y Servicios Humanos. La División de Investigación Extramuros del NHGRI apoya subvenciones para investigación y capacitación y desarrollo profesional en centros de todo el país. Puede encontrar información adicional sobre el NHGRI en www.genome.gov.
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