Los genomas contienen una gran cantidad de información. Por eso los científicos intentan descifrar el código genético de los animales y los vegetales, pero también, por supuesto, el de los humanos. Hace unos veinte años casi lo conseguimos; los científicos lograron descifrar alrededor del 92 % del genoma humano. Pero ahora los investigadores han dado una gran noticia. Ese último ocho por ciento también ha sido cartografiado.
El alfabeto del ADN
El genoma puede verse como un grueso libro escrito en un alfabeto de ADN de cuatro letras: A, T, G y C. Los cromosomas son los capítulos y los genes son las palabras. Entre los genes funcionales también encontrará muchas tonterías, como si un gato hubiera pasado por encima del teclado mientras escribía este libro. El objetivo de los científicos del genoma es poner todas las palabras y tonterías en el orden correcto. Además, cada párrafo debe estar vinculado al capítulo correcto (cromosoma). No parece una tarea tan difícil, si no fuera porque el texto (en el caso del genoma humano) tiene unos 6.000 millones de letras. Así que ponte a trabajar.
Descifrar el genoma humano es un trabajo infernal. Esto se debe a que el genoma humano está formado por algo más de seis mil millones de letras individuales de ADN, repartidas en 23 pares de cromosomas (véase el recuadro). Para leer un genoma, los científicos primero cortan todo ese ADN en trozos de cientos o miles de letras. A continuación, las máquinas secuenciadoras leen las letras individuales de cada pieza. Los científicos intentan entonces unir las piezas en el orden correcto, como si se tratara de armar un complicado rompecabezas.
El genoma se repite
Sin embargo, un reto importante es que algunas partes del genoma repiten las mismas letras una y otra vez. Las regiones repetitivas incluyen los centrómeros (las partes que mantienen unidas las dos hebras de los cromosomas y que desempeñan un papel crucial en la división celular) y el ADN ribosómico (los complejos moleculares que llevan a cabo la síntesis de proteínas). Otras piezas que se repiten incluyen nuevos genes que pueden ayudar a las especies a adaptarse. El genoma humano contiene millones de secuencias de ADN repetitivas de 300 letras repartidas por todo el genoma. En el pasado, toda esa repetición hacía imposible juntar las piezas sueltas en el orden correcto. Es como tener piezas idénticas de un rompecabezas: los científicos no sabían cuál iba a dónde, lo que dejaba grandes lagunas en el cuadro del genoma.
El ocho por ciento
Sin embargo, los investigadores lograron avanzar mucho en 2001. Como ya se ha dicho, esta secuencia original del genoma humano solo dejó fuera el 8 % del ADN. Había una buena razón por la que este 8 % no podía descifrarse más. Los científicos sabían que estos trozos perdidos contenían duplicaciones casi idénticas y secuencias altamente repetitivas. "Son regiones importantes, pero difíciles de secuenciar", dice la investigadora Megan Dennis.
Un paso adelante
Sin embargo, las nuevas técnicas permiten ahora descifrar incluso ese último 8 %, cuyo tamaño es comparable al de un cromosoma entero. Esto se debe a que la anterior tecnología de secuenciación del ADN únicamente podía leer secuencias relativamente cortas. "Las nuevas generaciones de secuenciadores pueden descodificar trozos mucho más largos, de hasta un millón de pares de bases o "letras" de ADN", explica Dennis. "Eso significa que los trozos son mucho más grandes y, por tanto, más fáciles de ensamblar en la secuencia original. Esto es un verdadero cambio de juego".
Genoma humano completo
Los investigadores por fin han acertado. En el nuevo estudio, describen todo el genoma humano; y, en consecuencia, también las partes complicadas que los científicos no se atrevían a tocar antes. El nuevo genoma de referencia procede de una única muestra humana, pero no de una persona real. Los investigadores generaron la secuencia completa del genoma utilizando una línea celular especial que tiene dos copias idénticas de cada cromosoma, a diferencia de la mayoría de las células humanas, que llevan dos copias ligeramente diferentes. La mayoría de las nuevas secuencias de ADN añadidas se sitúan cerca de los telómeros repetitivos (extremos largos y finales de cada cromosoma) y de los anteriormente mencionados centrómeros (secciones medias densas de cada cromosoma). "En el manuscrito genético, vemos capítulos que nunca se han leído antes", afirma el investigador Evan Eichler. O, como dice el genetista Robert Waterston, de la Universidad de Washington, "ya no hay piezas ocultas o desconocidas".
El Estudio tiene importantes implicaciones para nuestra comprensión dela evolución humana, la variación y la función biológica
Nuevas ideas
Una de las cosas más sorprendentes del genoma humano es que una parte importante del material genético humano está formado por secciones largas y repetitivas que se repiten una y otra vez. Aunque todas las personas tienen algunas repeticiones, no todas tienen el mismo número. Y la diferencia en el número de repeticiones es donde se encuentra la mayor parte de la variación genética humana. Pero esta no es la única novedad. Es una de las muchas conclusiones importantes del proyecto. "La espera ha merecido la pena", afirma Francis Collins, médico y genetista estadounidense. "El estudio revela una rica gama de características arquitectónicas sorprendentes, con importantes implicaciones para entender la evolución humana, la variación y la función biológica".
En definitiva, los resultados son un gran hito. "Desde que tuvimos el primer borrador de la secuencia del genoma humano, ha sido un reto determinar la secuencia exacta de regiones genómicas complejas", dice Eichler. "Estoy muy contento de que hayamos completado el trabajo. Esta imagen completa del genoma humano revolucionará la forma de pensar sobre la variación genómica humana, las enfermedades y la evolución".