Genética

¿Qué es un mapa genómico?

Celera

- 23.04.2001 - 

Los lugares claves sobre el genoma pueden incluir una secuencia corta de ADN, sitios regulatorios que activan y desactivan genes, y los genes mismos.  

¿Cómo es un mapa genómico?

Un mapa genómico es unidimensional –es linear como las moléculas de ADN que constituyen al genoma mismo. 

¿Cuál es la diferencia entre un mapa genómico y una secuencia genómica?

El mapa genómico es menos detallado que la secuencia genómica.  La secuencia es el orden de las bases en el genoma, mientras que el mapa simplemente identifica una serie de lugares de interés en el genoma.

A veces el mapeo y la secuenciación son procesos totalmente separados.  Por ejemplo, es posible determinar la locación de un gen sin secuenciarlo.

En general, particularmente para los humanos y otras especies con grandes genomas, la creación de un mapa comprensible es más rápido y barato que la secuenciación de todo el genoma.

Por otro lado, el estudio del genoma humano es un doble proceso que lleva al mapeo y secuenciación del genoma. 

¿Para qué mapear el genoma si lo vamos a secuenciar de todas formas? 

En una primera observación, esta estrategia de secuenciar y mapear puede parecer redundante.

Una razón para su empleo es que se necesita un mapa para poder secuenciar el genoma.  Un genoma es tan grande que debe ser fraccionado en fragmentos para poder ser secuenciado.  Los mapas ayudan a los científicos a reconstruir el orden apropiado de los fragmentos luego de que son secuenciados.

Otra razón es que se necesita de un mapa para poder entender la secuencia genómica. 

¿Para qué se usan los mapas genómicos?

Los mapas genómicos ayudan a los científicos a encontrar genes, particularmente aquellos involucrados en enfermedades humanas.  Los científicos pueden estudiar familias afectadas con una enfermedad y trazar la herencia de la enfermedad a través de muchas generaciones. 

También, los mapas genómicos son útiles para las actividades de laboratorio de biología molecular.

Finalmente, los mapas genómicos pueden ayudar a los científicos a encontrar y aprender acerca de otras partes importantes del genoma, como las regiones regulatorias que ayudan a controlar que genes se activan y desactivan. 

¿Qué tipos de mapas genómicos existen?

Los dos tipos de mapas que existen se conocen como mapas de ligamiento genético y mapas físicos. 

Mapas de ligamiento genético.  Los mapas de ligamiento genético ilustran el orden de los genes sobre un cromosoma y las distancias relativas entre esos genes.  Originalmente, estos mapas estaban hechos trazando la herencia de múltiples características, como color de pelo y color de ojos, a través de muchas generaciones.

El mapeo de ligamiento genético es posible por el proceso biológico llamado “crossing over” que ocurre durante la meiosis.  Durante un estadio de la meiosis, los cromosomas se juntan de a pares en el centro de la célula e intercambian fragmentos equivalentes entre sí.

El crossing over produce cromosomas con nuevas combinaciones de genes –y descendencia con nuevas combinaciones de características no vistas en ningún padre.  Generalmente, cuanto más cercanos estén dos genes, menor posibilidad de que sean separados por crossing over.

Esto significa que las características que se heredan juntas probablemente estén influenciadas por genes que se encuentran cerca en un cromosoma y viceversa.  Así, siguiendo varias características a través de las generaciones y observando con que frecuencia ocurren las recombinaciones, uno puede mapear la posición relativa de los genes correspondientes.

Hoy en día, los científicos construyen los mapas trazando la herencia de ciertas secuencias de ADN, de la misma forma que antes trazaban la herencia de las características visibles.  El genoma contiene muchos lugares donde las secuencias de ADN varían de persona a persona.  Estas variaciones de secuencia, o polimorfismos, son las guías para los mapas de ligamiento genético modernos. 

Mapas Físicos. Los mapas físicos, en contraste, siempre dan la distancia física desde un punto de interés a otro.

En los años 70, los científicos desarrollaron nuevas formas de fragmentar el genoma en pequeñas partes para poder estudiarlo.  Al mismo tiempo construyeron el primer mapa físico usando las secuencias de ADN superpuestas al final de los fragmentos de ADN para ayudarse a saber de donde provenían los fragmentos.  En otras palabras, un mapa físico era simplemente un set ordenado de fragmentos de ADN.

Hoy en día, los científicos usan puntos de interés llamados STSs para ayudarlos a encontrar el camino por el genoma.  Cada STS es una secuencia de ADN única que se encuentra solo en esa región del genoma. 

No importa como se fragmente el genoma, los STSs nos dirán donde van las piezas.  

¿Cómo son los mapas que se construyen ahora?  ¿Cómo será el mapa genómico cuando se termine?

Los cartógrafos del genoma están construyendo mapas que combinan ambos tipos de mapas.  Por ejemplo, nuevos métodos de mapeo de ligamiento genético basados en los polimorfismos ayudan a que los científicos tengan la localización física correcta sobre los cromosomas.  Por otro lado, algunos STSs sobre los mapas físicos son partes de genes y así dan el tipo de información que aparece sobre los mapas de ligamiento genético.

A medida que avanzan las técnicas de mapeo, los científicos tratan de crear mapas con mayores puntos de interés.  Pero en contraste con la secuenciación de ADN, que puede ser automatizada, el mapeo genómico solo puede ser logrado por humanos con experiencia.

Que la secuencia genómica humana haya sido completada antes que el mapa genómico menos detallado apunta a lo difícil que es este último.  Y aun después de que todos los genes estén mapeados, habrá más para agregar –polimorfismos, sitios regulatorios y quizá otros puntos de interés que todavía desconocemos.