ƑYdespués de
los proyectos genómicos?
Mario
Zurita
Un punto que muchos
consideran culminante, al menos en una de las etapas de la
biología molecular, es la determinación de la secuencia
nucleotídica completa del genoma de varios organismos, que van
desde bacterias hasta humanos. En los años ochenta se
planteó que sería muy útil para el estudio de la
biología de estos organismos secuenciar todo su ADN, y
así fue como se comenzó con el proyecto del genoma
humano, entre otros. En los últimos cinco años se ha
obtenido la secuencia completa de todo el genoma de varios
organismos. En parte esto se ha debido a que los métodos
actuales de secuencia automáticos y el análisis de los
datos son extremadamente rápidos, a tal grado que
compañías en biotecnología como TIGR y su filial
Celera pueden secuenciar el genoma de una bacteria en aproximadamente
un mes. Claro que para emprender una empresa de esta magnitud se
requiere de personal altamente calificado y de varias decenas de
millones de dólares.
Entre los genomas
bacterianos secuenciados, ya sea por compañías y/o
algunos consorcios internacionales, destacan Hemophilus influenzae,
Mycoplasma genitalium, Escherichia coli, Archeeloglubus fulgidus y
40 más. Se espera que este año esté completamente
secuenciado el genoma de por lo menos otros 17 genomas bacterianos,
entre los que están rhizobium, rhodobacter, diferentes especies
de salmonela, etcétera. El análisis de estos genomas ha
mostrado que se puede inferir la posible función de muchos de
los genes encontrados a partir de su semejanza con otros de los que ya
se conocía su función. Sin embargo, también fue
evidente que el producto de muchos posibles genes no tenía
semejanza con ningún otro reportado, y por lo tanto su
función aún es desconocida.
El primer organismo
eucariote que se secuenció totalmente fue la levadura
Saccharomyces cereviseae. Cuando se analizó el genoma
completo se vio que el número de genes con función
desconocida y sin semejanza con ningún otro tienen una
proporción importante en el genoma de la levadura. Por otro
lado, en el caso de que se encuentre semejanza con un producto
génico cuya función bioquímica se conoce, no se
puede concluir qué es lo que realmente hace en la célula
y en qué procesos está involucrado durante el desarrollo
de un organismo.
El genoma completo del
nemátodo Caenorhabditis elegans fue publicado a fines
del año pasado. Lo relevante del caso es que se trata del
primer animal cuyo genoma se conoce en su totalidad y que tiene muchos
más genes de lo que se esperaba (19 mil). A pesar de que por el
simple análisis de homología se puede inferir la
función bioquímica de muchos de los productos
codificados por el gusano (eg. hay unos mil genes que codifican para
receptores tipo serpentina), no se conoce cuál es la
función de la mayoría de estos genes en la célula
durante el desarrollo del organismo.
Se calcula que la
secuencia completa del genoma de la Drosophila melanogaster,
mosca de la fruta, será finalizada a mediados de 1999 y que el
genoma humano será completado para el 2002. Sin embargo, ya
están disponibles bases de datos con porciones grandes de la
secuencia genómica de estos dos organismos y hay una gran
cantidad de posibles genes nuevos con función
desconocida.
El deducir la
función de un producto génico en la célula
solamente con la información lineal se complica a medida que el
organismo es también más complejo. Por ejemplo, hay
factores reguladores que intervienen en la respuesta inmune y que
también tienen un papel en la determinación
dorso-ventral.
Así, el reto, una
vez que estén secuenciados la mayoría de los genomas de
los organismos modelo, es determinar la función de cada uno de
los genes en el contexto del organismo completo a lo largo de su
desarrollo. Para esto ya existen técnicas de genética
reversa en la que deficiencias de un gen particular pueden ser
generadas. También se pueden producir dominantes negativas por
medio de transgénesis e incluso se puede forzar al organismo a
inactivar un gen en el momento adecuado en el lugar adecuado. Es
importante remarcar que en aquellos organismos eucariotes modelo como
la levadura, la mosca y la plantita Arabidopsis thaliana, las
técnicas rutinarias de genética son la base para que a
partir de la información de secuencia genómica se pueda
descubrir el papel de todos los genes nuevos y con qué otros
genes interaccionan. Un ejemplo de lo anterior es que a partir de que
se conoció la secuencia completa del genoma de la levadura la
mayoría de los trabajos más importantes en los
últimos dos años en los que se demuestra la
función de genes nuevos ha sido por medio del análisis
de mutantes generadas de diversas formas. Asimismo, el uso de
organismos modelo como la drosophila y el ratón son ya sistemas
utilizados por compañías como Novartis para descifrar la
función de los nuevos genes humanos que aparecen en los bancos
de datos todos los días y ensayar el posible potencial
biotecnológico del producto codificado por estos genes.
En conclusión, se
podría decir que el tiempo de la "talacha" de clonar y
secuenciar está llegando a su fin y que una biología
molecular más fina ųcomo siempre ayudada por las
técnicas de bioquímica, fisiología y, sobre todo,
genéticaų, será la forma de abordar la
biología posgenómica en la que las preguntas más
relevantes podrán ser abordadas en el contexto del
análisis del genoma completo de un organismo.
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