Genética

Variaciones del genoma

Celera-Whatsagenome

- 04.06.2001 - 

¿Qué tan diferente es un genoma humano de otro?

Cuanto más cercanamente relacionadas estén dos personas, más similares son sus genomas.  Los científicos estiman que los genomas de dos personas no relacionadas difieren en 1 base por cada 1000 bases.  O sea que hay más de 3 millones de diferencias entre dos genomas humanos, pero al mismo tiempo son 99,9 por ciento iguales. (En contraste, somos 99 por ciento iguales a los chimpancés.)

La mayoría de las variaciones del genoma son pequeñas y simples, involucrando solo algunas bases.

Si el genoma fuera un libro, el libro de cada persona contendría los mismos párrafos y capítulos en el mismo orden.  Cada libro contaría más o menos la misma historia.  Pero habría diferentes errores de ortografía o de tipiado en los diferentes libros. 

Si todos los genomas humanos son diferentes, qué significa secuenciar “el” genoma humano?

La secuencia completa del genoma humano anunciada en Junio del 2000 es un genoma representativo basado en el ADN de algunos individuos.  La mayor parte de la secuencia del genoma es la misma de una persona a otra, con la ubicación de los genes en el mismo lugar.  

¿Por qué cada genoma humano es diferente?

Cada genoma humano es diferente por las mutaciones –errores que ocurren ocasionalmente en una secuencia de ADN.  Cuando una célula se divide en dos, produce una copia de su genoma.  Teóricamente, el genoma entero se copia exactamente, pero en la práctica se incorpora una base errónea, una de más o una de menos cada tanto.  Dos personas nunca tienen la misma combinación de variaciones. 

¿Dónde se encuentran las variaciones?

Las variaciones se encuentran por todo el genoma.  Algunas partes del genoma tienden más a las variaciones que otras.

La mayoría de las variaciones se encuentran afuera de los genes, en el ADN extra que no afecta las características de una persona.  Las mutaciones en esta parte del genoma nunca son dañinas.  Los genes, por otro lado, tienden a ser estables porque las mutaciones que ocurren en los genes pueden ser dañinas. 

¿Qué tipo de variaciones existen?

Las variaciones en el genoma incluyen a las mutaciones y polimorfismos.  Técnicamente, un polimorfismo es una variación en el ADN donde cada secuencia posible está presente en por lo menos el 1 por ciento de la población.  Por ejemplo, un lugar en el genoma donde un 93 por ciento de la población tiene una T y un 7 por ciento una A es un polimorfismo.  Si una de las posibles variaciones está presente en menos de un 1 por ciento de la población, entonces la variación se llama mutación.

Los científicos han aprendido que los polimorfismos pueden afectar, tanto como las mutaciones, las características de una persona, pero de una forma más compleja y a veces inesperada.

El 90 por ciento de las variaciones del genoma humano viene en la forma de polimorfismos de nucleótido único o SNPs.  Como lo implica el nombre, estas variaciones involucran una sola base o nucleótido.  Cualquier base puede estar sustituida por otra.

Teóricamente, un SNP tiene cuatro formas o alelos posibles, A, G, T o C.  Pero en la práctica, la mayoría de los SNPs tiene dos alelos posibles. 

¿Cómo afectan a las personas las variaciones del genoma?

En general, las variaciones que se localizan por fuera de nuestros genes no afectan la forma en que funciona nuestro cuerpo.  Y, debido a la redundancia del código genético, algunas variaciones dentro de los genes tienen poco o ningún efecto.  O sea que dos secuencias de ADN diferentes pueden codificar para el mismo amino ácido.  De esta forma la estructura y la función de la proteína se mantienen.

Pero algunas variaciones afectan las características humanas.  Como nuestros genes afectan nuestras características debe existir una gran variación genética en ellos.  Ya que la mayoría de las variaciones del genoma son SNPs, los científicos creen que estas pequeñas diferencias en nuestro ADN son las responsables de la variedad humana. 

¿Para qué sirve estudiar la variación del genoma?

En principio, saber acerca de la variación del genoma tiene muchas aplicaciones prácticas, desde el mapeo genómico y la búsqueda de enfermedades genéticas hasta las tecnologías forenses como el DNA fingerprinting.  Algunas de estas aplicaciones, como la búsqueda de enfermedades genéticas, están centradas en las variaciones que afectan las características de una persona.  Otras, incluyendo al mapeo genómico y el DNA fingerprinting, hacen uso de las variaciones que afectan a las características personales y de las que no lo hacen.

Además, la historia de la especie humana está escrita en nuestros genes.

Todos somos fósiles vivientes.  Comparando los genomas de las diferentes poblaciones del mundo, los antropólogos moleculares esperan encontrar pistas acerca de nuestra historia colectiva.

Finalmente, los científicos estudian las variaciones genómicas para aprender acerca de las características humanas, especialmente aquellas más complejas como la personalidad, peso y susceptibilidad a enfermedades cardíacas.

Los SNPs son básicos para este tipo de estudios.  Los científicos piensan que estas pequeñas variaciones nos ayudarán a comprender las diferentes susceptibilidades a enfermedades comunes como la enfermedad cardiaca, diabetes y cáncer.

Los SNPs no causan enfermedades sino que son factores de riesgo.

Uno de los mejores ejemplos de cómo funcionan los SNPs es en la enfermedad de Alzheimer en un gen llamado apoliproteína E, o Apo E.  El gen Apo E contiene dos SNPs, entonces tiene tres alelos, E2, E3 y E4.

Los alelos difieren en una base y las proteínas correspondientes difieren en un amino ácido.  En la proteína E2 los amino ácidos número 112 y 158 son cysteínas.  En la proteína E3, el 112 es una cysteína pero el 158 es una arginina.  En la proteína E4, ambos amino ácidos son argininas.

Cada persona tiene dos copias del gen Apo E, una heredada de cada padre.  Los científicos han aprendido que las personas que tienen por lo menos un alelo E4 tienen un mayor riesgo de desarrollar Alzheimer.  Por otro lado, aquellos que tienen por lo menos un alelo E2 parecen estar protegidos contra la enfermedad.

Asimismo, no todos aquellos con dos alelos E4 desarrollan Alzheimer y algunas personas con dos alelos E2 si la desarrollan.  En otras palabras, los SNPs son informativos pero no absolutos.