Proyecto Genoma Humano: Estructura, Función del ADN y Trastornos Genéticos

El Proyecto Genoma Humano (PGH)

El Proyecto Genoma Humano (PGH) fue un proyecto científico dotado con un presupuesto de más de 3.000 millones de dólares. Creado en 1990 y desarrollado a lo largo de casi 15 años, concluyó oficialmente en el año 2003. Su objetivo principal consistió en descifrar la secuencia completa de ADN de un ser humano.

La dotación cromosómica humana

El ser humano posee un total de 46 cromosomas:

• 22 cromosomas procedentes de la madre.
• 22 cromosomas procedentes del padre.
• 1 cromosoma X procedente de la madre.
• 1 cromosoma sexual aportado por el padre: un cromosoma X (para el sexo femenino) o un cromosoma Y (para el sexo masculino), el cual determina el sexo biológico del descendiente.

En casos de anomalías numéricas, como las monosomías o trisomías, las células presentan un número distinto (por ejemplo, en las trisomías se observan 47 cromosomas).

El genotipo hace referencia al conocimiento integral de la secuencia del genoma, el cual se expresa finalmente en el fenotipo.

¿Qué es el Genoma Humano?

El genoma humano es el conjunto de instrucciones genéticas que define y genera nuestras características biológicas. La secuencia de ADN que conforma el genoma contiene codificada toda la información necesaria para la expresión del conjunto proteico del ser humano.

Las proteínas son las principales biomoléculas efectoras del organismo y desempeñan diversas funciones:

• Estructurales.
• Reguladoras.
• Señalizadoras.

Estas se coordinan en complejas redes funcionales. La integración funcional de las distintas células da lugar a cada tejido y a cada órgano, constituyendo en última instancia el organismo vivo completo. Por ende, el genoma humano contiene toda la información necesaria para el desarrollo biológico integral de una persona.

Organismos modelo secuenciados

Entre los organismos secuenciados para avanzar en la investigación biológica y médica destacan:

• Mycoplasma genitalium
• Streptococcus pneumoniae
• Escherichia coli
• Saccharomyces cerevisiae
• Caenorhabditis elegans
• Arabidopsis thaliana

Cromosomas y Genes

Cromosomas

Los cromosomas son secuencias continuas y extensas de ADN altamente organizadas para alcanzar una forma ultracondensada. Se clasifican en:

• 22 pares de autosomas: cromosomas corporales o somáticos vinculados a funciones metabólicas, de nutrición y relación.
• Par 23 (cromosomas sexuales): involucrados en la reproducción y la diferenciación sexual.

Genes

El gen es la unidad fundamental y básica de la herencia; porta la información genética necesaria para llevar a cabo la síntesis de una proteína funcional.

Enfermedades Genéticas y Mutaciones

Un fenotipo patológico consiste en una alteración en la secuencia del ADN constituyente del genoma humano, la cual induce la expresión anormal de uno o más genes.

Tipos de mutaciones

Las mutaciones pueden clasificarse según el cambio sufrido en la secuencia nucleotídica:

• Sustituciones: intercambio de un nucleótido por otro.
• Deleciones o inserciones: pérdida o adición de nucleótidos de longitud variable.

Clasificación de los Trastornos Genéticos

1. Trastornos de un solo gen (monogénicos)

Son aquellas enfermedades genéticas provocadas por la mutación específica en un único gen:

• Autosómico dominante: la patología se manifiesta en individuos heterocigóticos (por ejemplo, la enfermedad de Huntington).
• Autosómico recesivo: se expresa únicamente en individuos homocigóticos recesivos, es decir, aquellos en los que ambas copias de un gen se encuentran mutadas (por ejemplo, la fibrosis quística).
• Recesivo ligado al cromosoma X: afecciones originadas por mutaciones en el cromosoma X, con una incidencia significativamente superior en varones (por ejemplo, la hemofilia A).
• Ligado al cromosoma Y: enfermedades producidas por mutaciones en el cromosoma Y, por lo que afectan de forma exclusiva a varones (por ejemplo, la infertilidad masculina hereditaria).

2. Trastornos poligénicos y multifactoriales

Son afecciones originadas por la interacción coordinada de múltiples variantes o alelos genotípicos en combinación con factores exógenos y ambientales. Entre los principales ejemplos se incluyen:

• Autismo
• Enfermedades cardiovasculares
• Hipertensión arterial
• Diabetes
• Obesidad
• Cáncer

3. Alteraciones cromosómicas

Son perturbaciones genéticas a escala macroscópica dentro de los cromosomas que afectan a múltiples genes simultáneamente. En muchos casos son letales en etapas embrionarias tempranas y conllevan abortos espontáneos o prematuros.

Los individuos afectados suelen presentar rasgos clínicos característicos, tales como:

• Discapacidad intelectual y retraso generalizado del desarrollo.
• Dismorfias faciales y anomalías anatómicas en cabeza y cuello.
• Malformaciones congénitas sistémicas.