miércoles, 23 de mayo de 2012

Síntesis Proyecto genoma humano



El Proyecto Genoma Humano

El proyecto genoma humano (HGP, por sus iniciales en inglés) se inició oficialmente en el año 1990, con la participación de más de un millar de científicos y técnicos de 16 laboratorios de Estados Unidos, Gran Bretaña, Francia, Canadá, Alemania, China y Japón. El HGP se considera la empresa pública más costosa y ambiciosa jamás emprendida por la Biología.
El objetivo del Proyecto es tratar de descifrar el mapa genético de la humanidad.
La Genética es aquella parte de la Biología dedicada al estudio de los mecanismos de la herencia en seres humanos, animales y plantas. Ya en el año 1866, el monje moravo George Mendel hizo los primeros importantes avances en la genética al publicar sus experimentos de fecundación cruzada entre distintas variedades de arvejas. Este fue el primer paso para llegar a desembocar actualmente en lo que está haciendo la Ingeniería Genética con vegetales y animales: el diseño de alimentos “transgénicos”, es decir, aquellos cuya semilla ha sido intervenida (o manipulada) para obtener especies más resistentes o productivas, y de animales con ventajas comparativas en la producción de carnes, leche, etc.
La intención de los científicos con el HGP es llegar a conocer los detalles de la información contenida en el material hereditario de los animales, y, principalmente, del hombre.
Cada célula animal contiene cromosomas (el hombre posee 23 pares de cromosomas) y cada cromosoma contiene miles de genes y la base de los genes es el famoso ADN (ácido desoxirribonucleico); la forma como están ordenadas las bases del ADN determina el tipo de caracteres que serán transmitidos cuando la célula se reproduzca (1) . Aquí estamos ante el código genético, es decir, ante la “fórmula” de cómo está constituida una persona. En definitiva, es una especie de libro con las instrucciones de la vida. A esto se le llama el genoma humano.
El conjunto de genes en un hombre sumaría unos 100.000. Estos genes son los responsables de las características heredadas de cada persona, y del comportamiento que las distintas células tendrán durante toda la vida.
Si el hombre llegara a comprender cabalmente su genoma podría fácilmente intervenir el código genético y manipularlo a su antojo.


La manipulación genética

En 1982, dos grupos de investigadores norteamericanos obtuvieron unos ratones gigantes por inyección del gen de la hormona del crecimiento de rata en óvulos recién fecundados. En 1999, Joe Tsien de la Universidad de Princeton (USA) obtuvo un ratón más inteligente que el resto tras manipular uno de sus genes implicados en la actividad neuronal relacionada con la memoria.
Estos experimentos dan una pauta: se puede identificar el gen responsable, ya sea del crecimiento o de la memoria, y al manipularlos, se puede obtener una especie mejorada, superior a la natural.
Cabe preguntarse si los resultados serán siempre para bien.


Consecuencias buenas ... y otras no tanto

¿Qué consecuencias podría traer esta manipulación aplicada a seres humanos? Hasta el momento, esta manipulación parece haber arrojado algunos efectos positivos para la medicina, en el tratamiento de algunas enfermedades difíciles. Ya se han identificado los genes responsables de más de 20 enfermedades hereditarias, como la hemofilia, la fibrosis quística, algunas enfermedades renales, el mal de Alzheimer, y algunos tipos de cáncer, entre las más conocidas.
No obstante, cabe preguntarse: Estos logros ¿son capaces de justificar los evidentes riesgos que presenta la manipulación genética? Es innegable que la gran mayoría de los avances de la ciencia y la tecnología han traído mucho beneficio a la humanidad. Seguramente también el estudio del genoma humano puede traer grandes beneficios al hombre, sobre todo en el ámbito de la medicina. Es posible que la terapia génica sea la medicina del futuro, y que, al modificar los genes que nos predisponen a una determinada enfermedad se pueda lograr hombres más sanos y fuertes. Los exámenes de ADN son muy útiles también para identificar víctimas y victimarios en la Medicina legal.
Pero junto con los beneficios son inevitables los riesgos. Como bien lo plantea un periodista: “¿Hasta qué punto será deseable que nuestra especie conozca su estructura biológica en profundidad y que se le entregue a la ciencia el poder de alterarla?” (2) .
Uno de los riesgos sobre los que se está legislando es que el conocimiento de la estructura genética de un individuo podría discriminarlo de un trabajo o del acceso a un sistema de seguros, si se descubre por esta vía que es propenso a tal o cual enfermedad. Esto ya está ocurriendo en Estados Unidos de América.
Por otra parte, ¿qué pasaría si esta información es usada en un futuro cercano por manos inescrupulosas para retirar o agregar características según al hombre mejor le parezca, con el fin de obtener una raza de superhombres? ¿Y si resultan super monstruos?


Un problema ético

Un periodista chileno escribió: “Así como en la Biblia, la serpiente tentó a Eva, señalándole que ‘el día en que comáis del árbol de la ciencia se abrirán vuestros ojos y os haréis como dioses’ así justamente se están sintiendo hoy muchos científicos.” (3).
En efecto, con estos estudios, el hombre se acerca a su antiguo anhelo de ser como Dios, conociendo el bien y el mal. Pero la historia del hombre ha demostrado más que suficientemente, que éste conoce el bien, pero que no tiene el poder para realizarlo; que conoce también el mal, pero es incapaz de evitarlo. ¿Cuántos milenios de barbarie tuvieron que pasar para que (hace apenas poco más de 50 años atrás) se llegara a redactar la Declaración Universal de los derechos Humanos?
Tras el proceso de Nuremberg (después de la Segunda Guerra Mundial) recién vinieron a conocerse los horribles ensayos llevados a cabo por médicos nazis en los prisioneros de los campos de concentración. Desde entonces, ha surgido la preocupación por establecer códigos que regulen el trabajo de las ciencias cuando caen en el terreno de la dignidad humana.
Así surgió una disciplina que unió la biología con la filosofía –la Bioética–, que ha procurado establecer las bases morales sobre experimentación en el hombre. La gran pregunta que se hace esta nueva disciplina es: “¿Es ético que se deba hacer todo lo que técnicamente se puede hacer ?”
Se supone que este Código de ética es respetado hoy en día por toda la comunidad científica. Pero aquí es donde surgen legítimas aprensiones, por cuanto los científicos son hombres sujetos a grandes presiones, y aun a pasiones, como todos. Además, ¿cuánta experimentación científica que se realiza en el mundo resulta naccesible para los entes reguladores, sean de los gobiernos, sean de los mismos Centros de Investigación?

Estos descubrimientos están poniendo en manos de la ciencia –en realidad, de los científicos– herramientas poderosísimas, cuyo uso y consecuencias es imposible predecir.

El hombre ha demostrado fehaciente-mente durante su breve historia sobre el planeta, que no es un buen administrador de los recursos que Dios ha puesto en su mano, y que, a la hora de administrar el conocimiento que ha logrado, tampoco lo ha hecho bien. ¿No hay algunos claros signos que demuestran esto ante nuestros propios ojos? ¿Cómo es que el hombre no logra frenar el avance de la ruptura de la capa de ozono? ¿Cómo es que no logra producir los necesarios equilibrios ecológicos –por usar su propio lenguaje– que le aseguren la preservación de la vida sobre la tierra? Ante cada imperativo moral surgen un sinfín de intereses comerciales y políticos que hacen difícil el imperio de la razón, de la ética o de los principios divinos ampliamente conocidos.

Un problema espiritual

Por otro lado, es en extremo riesgoso que el hombre se entrometa en los secretos de Dios.

En el Salmo 139:16 leemos: “Mi embrión vieron tus ojos, y en tu libro estaban escritas todas aquellas cosas que fueron luego formadas, sin faltar una de ellas.” Esta sencilla declaración, escrita aproximadamente 3000 años atrás, calza perfectamente con la científica descripción del genoma humano. (“Oh profundidad de las riquezas de la sabiduría y de la ciencia de Dios, cuán insondables son sus juicios e inescrutables sus caminos”. Romanos 11:33). ¡Evidentemente hay un material genético escrito en el libro de Dios, donde están registradas las claves de la personalidad de cada hombre! ¡Dios determinó la configuración genética, caracterológica de cada ser humano! Pero, ¿es válido y lícito que el hombre las altere, y aun las determine? ¡Dios, en su sabiduría infinita, diseñó nuestra conformación sicológica y física! ¿Lo haremos mejor nosotros?

Las Sagradas Escrituras nos enseñan, además, que cuando Dios creó al hombre tuvo en mente a su Hijo Jesucristo. En efecto, cuando Dios creó a Adán lo hizo conforme a un modelo, y ese modelo es Cristo (Gén.1:26; Col. 1:15). ¡El hombre fue creado a imagen y semejanza de Dios! Por decirlo así, Dios tomó a su Hijo como el molde o estampa, y sobre esa estampa, Él imprimió en nosotros su imagen, para que el Hijo de Dios pudiera llegar a ser el primogénito entre muchos hijos. Luego, en el tiempo establecido por Dios, el Hijo de Dios vino al mundo, se vistió de carne, y, luego de cumplida su obra en la tierra, ascendió a los cielos y se sentó a la derecha de Dios. ¡En este momento hay un Hombre a la diestra de la Majestad en las alturas!

De manera que el hombre, tal como Dios lo creó, por poseer las características de su propio Hijo, tiene una alta dignidad, y ocupa un lugar central en el corazón de Dios.

Ahora bien, si el hombre se aventura en la empresa de alterar el genoma humano, ¿cuál va a ser el modelo de hombre hacia el cual se proyectará? ¿Será un híbrido de hombre y bestia, o de hombre y máquina, con superpoderes, como esos héroes de la ciencia-ficción, poseedores de una extraña configuración sicológica, las más de las veces aterradora y sicopática?

Las preguntas se multiplican, y las consecuencias son imprevisibles. El tema da para una segunda parte, que esperamos continuar en nuestro próximo número. ¡Que Dios extienda su misericordia sobre este convulsionado planeta!

Proyecto genoma humano


El Proyecto Genoma Humano (PGH) fue un proyecto de investigación científica con el objetivo fundamental de determinar la secuencia de pares de bases químicas que componen el ADN e identificar y cartografiar los aproximadamente 20.000-25.000 genes del genoma humano desde un punto de vista físico y funcional.
El proyecto, dotado con 280.000 millones de dólares, fue fundado en 1990 en el Departamento de Energía y los Institutos Nacionales de la Salud de los Estados Unidos, bajo la dirección de James D. Watson, con un plazo de realización de 15 años. Debido a la amplia colaboración internacional, a los avances en el campo de la genómica, así como los avances en la tecnología computacional, un borrador inicial del genoma fue terminado en el año 2000(anunciado conjuntamente por el expresidente Bill Clinton y el exprimer ministro británico Tony Blair el 26 de junio de 2000), finalmente el genoma completo fue presentado en abril del 2003, dos años antes de lo esperado. Un proyecto paralelo se realizó fuera del gobierno por parte de la Corporación Celera. La mayoría de la secuenciación se realizó en las universidades y centros de investigación de los Estados UnidosCanadáNueva ZelandaGran Bretaña y España.

El genoma humano es la secuencia de ADN de un ser humano. Está dividido en fragmentos que conforman los 23 pares de cromosomas distintos de la especie humana (22 pares de autosomas y 1 par de cromosomas sexuales). El genoma humano está compuesto por aproximadamente entre 22500 y 25000 genes distintos. Cada uno de estos genes contiene codificada la información necesaria para la síntesis de una o varias proteínas (o ARN funcionales, en el caso de los genes ARN). El "genoma" de cualquier persona (a excepción de los gemelos idénticos y los organismos clonados) es único.
Conocer la secuencia completa del genoma humano puede tener mucha relevancia en cuanto a los estudios de biomedicina y genética clínica, desarrollando el conocimiento de enfermedades poco estudiadas, nuevas medicinas y diagnósticos más fiables y rápidos. Sin embargo descubrir toda la secuencia génica de un organismo no nos permite conocer su fenotipo. Como consecuencia, la ciencia de la genómica no podría hacerse cargo en la actualidad de todos los problemas éticos y sociales que ya están empezando a ser debatidos. Por eso el PGH necesita una regulación legislativa relativa al uso del conocimiento de la secuencia genómica, pero no tendría por qué ser un impedimento en su desarrollo, ya que el saber en sí, es inofensivo.

Antes de los ochenta ya se conocía la secuencia de genes sueltos de algunos organismos, como también se conocían los genomas de entidades subcelulares, tales como virus y plásmidos. Así pues, no fue hasta 1986 cuando el Ministerio de Energía (DOE), concretó institucionalmente el Proyecto Genoma Humano (PGH) durante un congreso en Santa Fe. El PGH contaba con una buena suma económica y sería utilizado para estudiar los posibles efectos de las radiaciones sobre el ADN. Al siguiente año, en el congreso de biólogos en el Laboratorio de Cold Spring Harbor, el Instituto Nacional de la Salud (NIH) quiso participar del proyecto al ser otro organismo público con mucha más experiencia biológica, si bien no tanta en la organización de proyectos de esta magnitud.
El debate público que suscitó la idea captó la atención de los responsables políticos, no solo porque el Proyecto Genoma Humano era un gran reto tecnocientífico, sino por las tecnologías de vanguardia que surgirían, así como porque el conocimiento obtenido aseguraría la superioridad tecnológica y comercial del país. Antes de dar luz verde a la iniciativa del PGH se necesitó por un lado el informe de 1988 de la Oficina de Evaluación Tecnológica del Congreso (OTA) y el del Consejo Nacional de Investigación (NRC). Ese año se inauguró HUGO (Organización del Genoma Humano) y James D. Watson fue nombrado alto cargo del proyecto. Sería reemplazado porFrancis Collins en abril de 1993, en gran parte por su enemistad con Bernadine Healy que era su jefe por aquel entonces. Tras esto el nombre del Centro cambió a Instituto Nacional de Investigaciones del Genoma Humano (NHGRI).
En 1990 se inauguró definitivamente el Proyecto Genoma Humano calculándose quince años de trabajo. Sus objetivos principales en una primera etapa eran la elaboración de mapas genéticos y físicos de gran resolución, mientras se ponían a punto nuevas técnicas de secuenciación, para poder abordar todo el genoma. Se calculó que el PGH americano necesitaría unos 3000 millones de dólares y terminaría en 2005. En 1993 los fondos públicos aportaron 170 millones de dólares, mientras que la industria gastó aproximadamente 80 millones. Con el paso de los años, la inversión privada cobró relevancia y amenazó con adelantar a las financiaciones públicas.




Genoma humano.



El genoma humano es el genoma del Homo sapiens, es decir, la secuencia de ADN contenida en 23 pares de cromosomas en elnúcleo de cada célula humana diploide.
De los 23 pares, 22 son cromosomas autosómicos y un par determinante del sexo (dos cromosomas X en mujeres y uno X y uno Y en hombres). El genoma haploide (es decir, con una sola representación de cada par) tiene una longitud total aproximada de 3200 millones de pares de bases de ADN (3200 Mb) que contienen unos 20.000-25.000 genes (las estimaciones más recientes apuntan a unos 20.500). De las 3200 Mb unas 2950 Mb corresponden a eucromatina y unas 250 Mb a heterocromatina. El Proyecto Genoma Humano produjo una secuencia de referencia del genoma humano eucromático, usado en todo el mundo en las ciencias biomédicas.
La secuencia de ADN que conforma el genoma humano contiene codificada la información necesaria para la expresión, altamente coordinada y adaptable al ambiente, del proteoma humano, es decir, del conjunto de las proteínas del ser humano. Las proteínas, y no el ADN, son las principales biomoléculas efectoras; poseen funciones estructurales, enzimáticasmetabólicas, reguladoras, señalizadoras..., organizándose en enormes redes funcionales de interacciones. En definitiva, el proteoma fundamenta la particularmorfología y funcionalidad de cada célula. Asimismo, la organización estructural y funcional de las distintas células conforma cadatejido y cada órgano, y, finalmente, el organismo vivo en su conjunto. Así, el genoma humano contiene la información básica necesaria para el desarrollo físico de un ser humano completo.
El genoma humano presenta una densidad de genes muy inferior a la que inicialmente se había predicho, con sólo en torno al 1,5%2de su longitud compuesta por exones codificantes de proteínas. Un 70% está compuesto por ADN extragénico y un 30 % por secuencias relacionadas con genes. Del total de ADN extragénico, aproximadamente un 70% corresponde a repeticiones dispersas, de manera que, más o menos, la mitad del genoma humano corresponde a secuencias repetitivas de ADN. Por su parte, del total de ADN relacionado con genes se estima que el 95% corresponde a ADN no codificante: pseudogenes, fragmentos de genes, intrones o secuencias UTR, entre otros.

¿Que es  un gen?

Un gen es la unidad básica de la herencia, y porta la información genética necesaria para la síntesis de una proteína (genes codificantes) o de un ARN no codificante (genes de ARN). Está formado por una secuencia promotora, que regula su expresión, y una secuencia que se transcribe, compuesta a su vez por: secuencias UTR (regiones flanqueantes no traducidas), necesarias para latraducción y la estabilidad del ARNm, exones (codificantes) e intrones, que son secuencias de ADN no traducidas situadas entre dos exones que serán eliminadas en el procesamiento del ARNm (ayuste).
Actualmente se estima que el genoma humano contiene entre 20.000 y 25.000genes codificantes de proteínas, estimación muy inferior a las predicciones iniciales que hablaban de unos 100.000 genes o más. Esto implica que el genoma humano tiene menos del doble de genes que organismos eucariotas mucho más simples, como la mosca de la fruta o el nematodo Caenorhabditis elegans. Sin embargo, las células humanas recurren ampliamente al splicing (ayuste) alternativo para producir varias proteínas distintas a partir de un mismo gen, como consecuencia de lo cual el proteoma humano es más amplio que el de otros organismos mucho más simples. En la práctica, el genoma tan sólo porta la información necesaria para una expresión perfectamente coordinada y regulada del conjunto de proteínas que conforman el proteoma, siendo éste el encargado de ejecutar la mayor parte de las funciones celulares.



Este diagrama esquemático muestra un gen en relación a su estructura física (doble hélice de ADN) y a un cromosoma (derecha). Los intrones son regiones frecuentemente encontradas en los genes de eucariotas, que se transcriben, pero son eliminadas en el procesamiento del ARN (ayuste) para producir unARNm formado sólo por exones, encargados detraducir una proteína. Este diagrama es en exceso simplificado ya que muestra un gen compuesto por unos 40 pares de bases cuando en realidad su tamaño medio es de 20.000-30.000 pares de bases).