La Revolución del ADN

El ADN fue descubierto por James Watson y Francis Crick en abril de 1953, considerándose el mayor descubrimiento biológico del siglo XX.

Estructura del ADN

Es una biomolécula muy larga que está formada por dos cadenas enfrentadas de nucleótidos (Fosfato + desoxirribosa + base nitrogenada) unidas en disposición helicoidal (doble hélice). Cada molécula tiene una parte constante formada por la unión alterna del fosfato y de la desoxirribosa, y una parte variable hacia el interior, formada por las bases nitrogenadas (Adenina, Timina, Citosina y Guanina) y que determina la secuencia del ADN, y que es la portadora de la información genética. Existe una complementariedad de bases nitrogenadas que obliga a enfrentarse la adenina con la timina (A-T) y a la guanina con la citosina (G-C). Es por ello que el ADN puede sufrir desnaturalización (separándose las dos cadenas por rotura de los enlaces de las bases emparejadas) y sufrir hibridación (renaturalización de dos cadenas de ADN de distinta procedencia).

Ingeniería Genética

Conjunto de técnicas nacidas de la genética molecular que permiten manipular el genoma de un ser vivo. Se utilizan enzimas que son biocatalizadores que aceleran las transformaciones químicas que suceden en las células. La ADN polimerasa sintetiza ADN a partir de sus nucleótidos y las enzimas de restricción cortan el ADN en fragmentos por lugares precisos donde producen extremos pegajosos gracias a los cuales pueden volverse a unir los fragmentos.

• Tecnología del ADN recombinante: Intercalar un gen en otro ADN extraño.
• Secuenciación del ADN: Obtener la secuencia de nucleótidos de un gen.
• Reacción en cadena de la ADN polimerasa (PCR): Aumentar el número de copias de ADN a partir de una mínima cantidad del mismo.

El Proyecto Genoma Humano (PGH)

Genómica

Ciencia que utiliza la tecnología del ADN recombinante para el estudio de genomas completos. Nació en la década de 1980 con la secuenciación de ADN vírico (6000 nucleótidos) y se desarrolló con genomas más largos y complejos gracias al rápido desarrollo de los métodos de secuenciación nuevos y automáticos.

Objetivos del PGH

1. Identificar cuáles son los genes existentes y determinar en qué cromosoma, y en qué lugar de ese cromosoma, se localiza cada uno de ellos.
2. Determinar la secuencia exacta de nucleótidos de cada gen con el objetivo de poder conocer la proteína que codifica y sus posibles alteraciones.
3. Alcanzar el borrador de trabajo (90% de la secuencia) en el año 2000 y la secuencia terminada (99% de la secuencia) en el año 2005.
4. Obtener, con otros proyectos, la secuencia de los organismos modelos usados en investigación genética como E. Coli, Drosophila y el ratón.

Historia del PGH

Empezó en 1990 liderado por organismos públicos de EEUU y bajo la dirección de James Watson (consorcio público). Pronto se contó con la colaboración de centros de investigación y universidades de Reino Unido, Alemania, Francia y Japón. Contó con un presupuesto elevado (En 1991 fue de 3000 millones de $) y se destinó el 5% del presupuesto anual al programa de implicaciones éticas, legales y sociales (ELSI) para estudiar cómo sus descubrimientos podían afectar a los individuos, instituciones y sociedad. En 1996 uno de sus fundadores, Craig Venter, que había provocado el cese de Watson por intentar patentar un gen (prohibido por el convenio europeo de patentes), fundó Celera Genomics. En 1996, dicha empresa financiada por fondos privados, utilizó una estrategia diferente y potentes ordenadores, lo que obligó al consorcio público a acelerar sus trabajos. El 26 de Junio de 2000 se finalizó el borrador del genoma humano. El 15 de febrero de 2001 se presentaron simultáneamente los dos borradores. El 14 de abril de 2003 se concluyó el PGH.

Características del Genoma Humano

Contiene 3200 millones de pares de bases, solo el 2% contiene genes que originan proteínas. Hay mucho ADN basura, del que se desconoce la función. Solo el 0.1% nos diferencia a unas personas de otras (huella genética). Contiene 25.000 genes (parecido al chimpancé o al ratón) de los que la mitad se desconoce su función.

La Biotecnología y las Enfermedades Genéticas

Enfermedades Genéticas

En ellas un gen, o un cromosoma normal, sufre cambios, es decir, muta y deja de hacer su función habitual.

• Enfermedad genética hereditaria: Si el cambio afecta a todas las células del organismo incluidos los gametos.
• Cromosómicas: Afectan a cromosomas completos (par 21 en el síndrome de Down) o a fragmentos de cromosomas.
• Monogénicas: Se deben a cambios en un único gen y se heredan como cualquier otro carácter (la fibrosis quística es causada por un alelo mutante recesivo del cromosoma 7 por lo que para tener un hijo enfermo los dos padres deben tener el gen anómalo; el gen alelo responsable de la hipercolesterolemia es dominante).
• Enfermedad genética adquirida: Si el cambio no afecta a la línea germinal. (Cáncer, SIDA)

Tecnologías Relacionadas

• Diagnóstico prenatal: Diagnóstico precoz de las enfermedades genéticas dentro del útero.
  • Amniocentesis: Antes del análisis cromosómico se toma una muestra del líquido amniótico que contiene células en suspensión.
  • Análisis de las vellosidades coriónicas: Antes del análisis cromosómico se toma una muestra del tejido de la placenta en desarrollo.
• Terapia génica: Empleo de genes en la curación o el alivio de enfermedades hereditarias y adquiridas, sustituyendo el ADN mutado por ADN normal.

Dilemas Éticos

• Confidencialidad: ¿Cómo se puede proteger la información de éstas pruebas? ¿En qué casos el mantenimiento del secreto médico puede dañar a terceras personas o a la sociedad?
• Autonomía: ¿Se debe hacer análisis para éstas enfermedades? ¿Cómo se pueden comunicar de manera eficiente los resultados y los riesgos de un análisis genético?
• Información: ¿Qué se debería hacer antes de someterse a alguna de estas pruebas?
• Justicia: ¿Quién tendrá acceso a estos tratamientos? ¿Quién lo decidirá? ¿Cómo se puede definir y evitar la discriminación genética?
• Beneficio: ¿Se puede evitar los errores diagnósticos y las falsas expectativas?

Preguntas

1. ¿Qué significa que el genoma humano… humanidad?

Que nos pertenece a todos, alude a la responsabilidad de toda la humanidad, de forma que todo el conocimiento generado debe ser público y gratuito para quien lo necesite y no pueda usarse en beneficios de unos pocos.

2. ¿Si se descubriera en tu genoma que tienes una… por qué?

No porque si esa enfermedad no tiene cura, estaría pensando continuamente en ello y no podría vivir tranquilo, en cambio si no lo sé no tendría problema para vivir.

3. ¿Cómo podría una persona… genéticas?

Pueden surgir ejemplos en que disponer de esa información puede llevar a situaciones de discriminación a la hora de acceder a un puesto de trabajo, obtener una hipoteca, contratar un seguro…

4. ¿Qué significa que las dos cadenas… complementarias?

Porque en frente se pone la de la AT y delante de la G se enfrenta la C.

6. ¿Qué es un transgén?

Es un ADN recombinante, una secuencia de ADN construido por ingeniería genética. Incluye el gen que se quiere transferir y otras secuencias que el investigador considere oportunas, como las necesarias para su posterior transcripción.

7. ¿Qué función desempeña… marcador?

Es un gen que suele incorporarse junto con el gen que lleva la información para el carácter que se desea transferir y que es fácil de detectar. Es, con frecuencia, un gen que contiene resistencia a un antibiótico.

8. Si un alimento solo contiene… etiqueta?

Sí, ya que el límite que pone la ley para que no figure está en el 90%.

9. ¿Qué podría ocurrir si una persona alérgica… frío?

Podría ocurrir que presentará una reacción alérgica al producto que deriva de ese gen al que es alérgica. Por eso es tan importante que los alimentos transgénicos estén etiquetados.

10. ¿Qué características del PGH… investigación?

Se implicó a un gran número de científicos de diferentes países; intervinieron empresas públicas y privadas; se dedicó una parte del proyecto a estudiar las implicaciones éticas, legales y sociales; se potenció el desarrollo de los ordenadores y se obtuvieron resultados en un plazo más corto.

12. ¿Qué es una enfermedad genética… hereditaria?

Se dice que una enfermedad es genética cuando se debe a que un gen o un cromosoma normal, sufre cambios, es decir, muta y deja de hacer su función habitual. Solo si el cambio afecta a todas las células del organismo la enfermedad genética producida es hereditaria.

13. ¿Qué diferencia hay entre… preimplantacional?

El diagnóstico prenatal es el que se realiza para detectar enfermedades en el embrión o feto que se encuentra dentro del útero. El diagnóstico preimplantacional se hace en embriones resultantes de fecundación in vitro, antes de su implantación en el útero de la mujer, cuando se encuentran en fase de mórula.