Yo escogí este tema por que me parece muy importante tener seguro la capacidad de poder recombinar los genes; ya que en un futuro puede ser cercano o lejano dependamos de esto para algún acontecimiento importante; por que es muy seguro que este planeta se está acabando poco a poco por nuestro descuido y desinterés; se están extinguiendo muchas especies ya sea vida animal o en la naturaleza, también tenemos que tener en cuenta el agua que es fundamental y sabemos que nuestras vidas dependen de esto; entonces para que nos sirve tener conocimiento sobre estas grandes capacidades; pues la respuesta seria obvia para alargar un poco mas nuestra existencia; esto seria un punto clave para continuar con nuestra descendencia y la descendencia de los animales y la naturaleza en el planeta; pero de nada serviría seguir con estas grandes investigaciones si no ponemos de nuestra parte para cuidarlo por que este como tal dejaría de existir.
Me parece muy importante la capacidad de aislar, identificar y recombinar los genes de modo que por primera vez podamos disponer del acervo genético como materia prima básica de la actividad económica futura. La concesión de patentes sobre genes, líneas celulares, tejidos, órganos y organismos sometidos a la ingeniería genética y los procesos empleados para alterarlos da a los mercados el incentivo comercial para explotar nuevos recursos. La mundialización del comercio y los negocios hacen posible una nueva y completa siembra de la biosfera terrestre con una génesis concebida en el laboratorio, una naturaleza bioindustrial producida artificialmente y destinada a reemplazar la pauta evolutiva destruida de la naturaleza.
con esto quiero decir que debemos tener mas presentes la biotecnología por que de aquí salen dos partes muy importantes para nuestro vivir en la tierra; el mas importante sería como lo dije antes ayudar con la preservación de la vida animal y vegetal; el segundo sería, la economía por que esto se convertiría en algo muy común en un futuro para conservar la vida aquí en la tierra.
DEFINICIONES:
con esto quiero decir que debemos tener mas presentes la biotecnología por que de aquí salen dos partes muy importantes para nuestro vivir en la tierra; el mas importante sería como lo dije antes ayudar con la preservación de la vida animal y vegetal; el segundo sería, la economía por que esto se convertiría en algo muy común en un futuro para conservar la vida aquí en la tierra.
DEFINICIONES:
GEN
Un gen es una secuencia ordenada de nucleótidos en la molécula de ADN (o ARN, en el caso de algunos virus) que contiene la información necesaria para la síntesis de una macro molécula con función celular específica, habitualmente proteínas , pero también ARNm,ARNr y ARNt
Esta función puede estar vinculada con el desarrollo o funcionamiento de una función fisiológica. El gen es considerado la unidad de almacenamiento de información genética y unidad de la herencia, pues transmite esa información a la descendencia. Los genes se disponen, pues, a lo largo de ambas cromátidas de los cromosomas y ocupan, en el cromosoma, una posición determinada llamada locus. El conjunto de genes de una especie, y por tanto de los cromosomas que los componen, se denomina genoma. Los genes están localizados en los cromosomas en el núcleo celular.
RECOMBINACIÓN GENÉTICA
La recombinación genética es el proceso por el cual una hebra de material genético (usualmente ADN, pero también puede ser ARN) se corta y luego se une a una molécula de material genético diferente. En eucariotas la recombinación comúnmente se produce durante la meiosis, como entrecruzamiento cromosómico entre los cromosomas apareados. Este proceso conduce a que la progenie tenga combinaciones de genes diferentes a las de sus padres y puede producir alelos quiméricos. En biología evolutiva se cree que esta mezcla de genes tiene varias ventajas, incluyendo que permite a los organismos que se reproducen sexualmente y evitar el trinquete de Muller.
En biología molecular, "recombinación" también se refiere a la recombinación artificial y deliberada de piezas de ADN distintas, a menudo de diferentes organismos, creando lo que se llama ADN recombinante.
Ciertas enzimas llamadas recombinasas catalizan las reacciones de recombinación natural. RecA, la recombinasa encontrada en Escherichia coli, es responsable de la reparación de las roturas en el ADN bicatenario. En levaduras y otros organismos eucariotas se necesitan dos recombinasas para reparar esas roturas. La proteína RAD51 es necesaria para las recombinaciones mitótica y meiótica, mientras que la proteína DMC1 es específica de la recombinación meiótica.
Tipos de recombinación genética:
Recombinación homóloga
La recombinación homóloga (también llamada recombinación general) sucede durante la profase I de la meiosis y tiene lugar entre las largas regiones de ADN cuyas secuencias son homólogas, es decir altamente similares aunque no idénticas.
Entrecruzamiento cromosómico
Se denomina así a la recombinación entre los cromosomas apareados, generalmente durante la meiosis. Durante la profase I, en la sub-fase de paquitene, las cuatro cromátidas disponibles están estrechamente posicionadas una con respecto a la otra. En esta disposición los sitios homólogos en las dos cromátidas pueden coincidir entre sí, y pueden intercambiar información genética.
Como la recombinación puede producirse en cualquier lugar del cromosoma, la frecuencia de recombinación entre dos puntos depende de la distancia entre ambos. Por lo tanto, para genes suficientemente distantes en el mismo cromosoma la frecuencia de recombinación es lo suficientemente alta para destruir la correlación entre alelos recombinantes.
En células B
Las células B del sistema inmunitario realizan una recombinación genética llamada cambio de clase de inmunoglobulinas. Es un mecanismo biológico que cambia un anticuerpo de una clase a otra, por ejemplo, de un isotipo llamado IgM a otro llamado IgG.
Conversión génica
En la conversión génica, una sección de material genético se copia de un cromosoma a otro, pero deja el cromosoma donante sin cambios.
Recombinación específica de sitio
Este otro tipo de recombinación tiene lugar por rotura y posterior unión de regiones de homología corta y específica de dos ADN diferentes, o dentro de la misma molécula. Ocurre en virus (por ejemplo, el bacteriófago T4) y en plásmidos.
Recombinación no homóloga.
La recombinación puede ocurrir entre secuencias de ADN que no contienen secuencias homólogas. Esto se conoce comorecombinación no homóloga. Acontece raramente en procariotas y levaduras, pero es más frecuente en células de mamíferos.
IDENTIFICACIÓN DE LOS GENES ASOCIADOS A
FENOTIPOS
GENES DE RASGOS MENDELIANOS
CLONACIÓN FUNCIONAL
Cuando se tiene información bioquímica sobre un rasgo monogénico, es posible en principio diseñar alguna estrategia para seleccionar el gen correspondiente de la genoteca, lo que se ha llamado clonación funcional. Este es el caso del factor VIII de coagulación.
CLONACIÓN POSICIONAL
La clonación funcional no siempre es posible. Cuando, como ocurre con la gran mayoría de enfermedades genéticas, se desconoce la base bioquímica del rasgo, hay que recurrir a otras estrategias, a menudo laboriosas. Como ejemplo, la clonación posicional de genes de enfermedades: consiste en ir estrechando el cerco al gen a partir de su localización cromosómica (genética inversa). La clonación posicional era una estrategia ya empleada antes del PGH:
- Se parte de una colección de pedigrís en la que se ve la cosegregación del rasgo mutante respecto a múltiples marcadores genéticos polimórficos. En humanos, lo ideal es que la separación entre marcadores no sea mayor de 1cM. Luego, por paseo o salto cromosómico, se va uno acercando al gen.
- Identificación del gen mediante una serie de técnicas
- Zoo-blots
- Islas de CpG sin metilar
- Selección de ADNc
- Atrapamiento de exones
Ejemplos de genes aislados por clonación posicional:
 | Fibrosis quística |
| Distrofia muscular de Duchenne |
| Neurofibromatosis tipo 1 |
| Alzheimer familiar |
| Cloroidemia. |
ANÁLISIS DE GENES CANDIDATOS
Se han aislado muchos genes por clonación posicional, pero la mayoría de ellos sobre la base de mutaciones de delección, translocación o amplificaciones de trinucleótidos. La clonación posicional a partir de mutaciones puntuales es más ardua, y suele requerir muchos marcadores cercanos al gen y una cartografía fina de desequilibrio de ligamiento. Por ello, se recurre a otra estrategia: enfoque del candidato posicional: se usa información disponible sobre función y posición en el mapa de genes previamente aislados, información que puede proceder de otros proyectos genoma o de ESTs/ADNc.
| Por ejemplo, una EST aleatoriamente aislada y homóloga con una glicerol-quinasa de B. subtilis se cartografió en la región Xp21 humana. Tras obtener un ADNc más largo, se vio ese era el correspondiente al gen en cuestión. |
| Gen de la retinitis pigmentosa. |
| Síndrome de Marfan. |
| Cardiomiopatía hipertrófica familiar |
| Atrofia muscular espinal y bulbar |
| Síndrome de Waandenburg |
| Esclerosis lateral amiotrófica. |
Este tipo de estrategia se hará cada vez más importante conforme avance el PGH. En el futuro, cuando se asigne un nuevo rasgo a una nueva posición específica del mapa, será posible interrogar a las bases de datos genómicas, y obtener para esa porción genómica una lista de los otros genes asignados a esa región. Las características de los genes se compararán entonces con las características del rasgo para encontrar el candidato más verosímil.
En resumidas cuentas, el PGH va a simplificar y abaratar la búsqueda de genes relativos a enfermedades mediante estrategias de clonación posicional.
PREDICCIÓN Y ANÁLISIS DE GENES MEDIANTE BIOINFORMATICA
Conforme avanza el PGH, se hace cada vez más importante la predicción de genes por medio de bioinformática: Algunos métodos:
| Predicción de genes a partir de secuencias mediante programas como el GRAIL. |
| Búsquedas de similitudes (BLAST, FASTA). |
| Comparación con secuencias de organismos modelo. |
| ESTs. |
| Perfiles de secuencia y modelos de Markov ocultos. |
La bioinformática tiene ante sí un formidable reto, dado el diluvio de datos que está cayendo en las bases de datos. Habrá que desarrollar nuevos y potentes algoritmos, y de aplicar buenas estrategias de ingeniería y gestión de la información, capaces de sacar provecho a los datos e integrarlos para darles sentido biológico, según los programas de investigación que cada centro o grupo se plantee.
ESTUDIOS DE RASGOS COMPLEJOS Y CUANTITATIVOS
Los rasgos complejos (poligénicos) se pueden clasificar como rasgos discretos (medidos según un resultado específico: diabetes, infarto de miocardio) o como rasgos cuantitativos (medidos por una variable continua). Son estos rasgos los que plantean más problemas a la hora de adscribirlos a los genes correspondientes, pero ya hay varias estrategias para estudiarlos.
IDENTIFICACIÓN DE LOSI DE RASGOS CUANTITATIVOS (QTLs)
Sólo se ha vuelto posible con la llegada de los RFLPs. Las estrategias consisten en cruzar dos razas puras que difieran sustancialmente en un rasgo cuantitativo. La progenie segregante se analiza tanto para el rasgo como para una serie de marcadores. Se emplea en animales y plantas domésticos.
ANÁLISIS DE RASGOS COMPLEJOS EN HUMANOS
Uno de los mayores retos del PGH será identificar y caracterizar los genes responsables de rasgos complejos, incluyendo las enfermedades poligénicas y multifactoriales. Los rasgos poligénicos son difíciles de estudiar en humanos, y evidentemente no se puede recurrir a estudios de cruces controlados como en los animales y plantas.
Cosegregación en estudios familiares
Se parte de familias con individuos afectados. Los genes de la enfermedad se pueden identificar por cosegregación con marcadores genéticos (p. ej., microsatélites) estrechamente ligados, que mostrarán identidad por descendencia en los individuos afectados. Este enfoque se está volviendo más cómodo y rápido gracias a las técnicas de genotipado rápido basado en fluorescencia, que permiten rastrear el genoma completo en poco tiempo. Mediante este tipo de estrategia se han logrado varios éxitos:
| genes responsables de mayor o menor susceptibilidad a enfermedades infecciosas, como la malaria . Además, ello abre nuevas vías al desarrollo de vacunas. |
| Genes de susceptibilidad a diabetes tipo 1 y tipo 2: algunos han resultado ser genes del complejo HLA-DR. También la porción 5' del mismo gen de la insulina, y otros genes a caracterizar. |
| Genes relacionados con susceptibilidad a osteoporosis: polimorfismos en genes de receptores de vitamina D. ¿Una puerta abierta al diagnóstico y prevención de la osteoporosis postmenopáusica? |
MÉTODOS DE RASTREO EN GENOMAS
Sería ideal contar con métodos capaces de rastrear genomas completos en busca de secuencias relacionadas con un determinado rasgo complejo. Citemos algunos intentos:
| Rastreo genómico de malos emparejamientos (GMS). |
| Rastreo por rotura enzimática de malos emparejamientos (EMC). Con resolvasas de fagos. |
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