Norris_Porth. fundamentos. 5ed

U N I DA D 2

Función y crecimiento celular

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Cartog r af í a g ené t i c a La cartografía genética (o mapeo genético) es la asignación de genes a un locus especí‚co o a partes especí‚cas del cro- mosoma. Otro tipo de estrategia cartográ‚ca, el mapa de ha- plotipo , se enfoca en la identi‚cación de ligeras variaciones en el genoma humano que afectan la susceptibilidad de una persona a enfermedades y respuestas a factores ambientales como microbios, toxinas y fármacos. H uman G enom eP roj ect El Human Genome Project , iniciado en 1990 y completado en 2003, buscó identi‚car todos los genes en el genoma hu- mano. El proyecto internacional se encargó de determinar las localizaciones precisas de los genes y también de explo- rar tecnologías que permitirían la secuenciación de grandes cantidades de ADN con alta precisión y bajo costo. Parte de lo que se descubrió fue bastante inesperado, incluida la revelación de que los humanos tienen apenas 30000 genes, en lugar de los 100000 que se predijo inicialmente a par- tir de la cantidad de proteínas diferentes en nuestro cuerpo. Otro hallazgo sorprendente fue mencionado anteriormente en este capítulo. En promedio, cualquier par de personas no relacionadas comparten el 99.9% de su secuencia de ADN, lo que indica que la notable diversidad entre las personas se transmite en aproximadamente el 0.1% de nuestro ADN. Mé todosdecar tog r afí a g ené tica Se han utilizado numerosos métodos para desarrollar ma- pas genéticos. Los más importantes son los estudios de liga- miento familiar, los métodos de dosi‚cación genética y los estudios de hibridación. Con frecuencia, la asignación espe- cí‚ca de un locus genético se realiza utilizando información de varias técnicas de cartografía. Es t u di os de lig am ien t o Los estudios de ligamiento suponen que los genes se producen en una matriz lineal a lo largo de los cromosomas. Durante la meiosis, los cromosomas pareados de las células germinales a veces intercambian material genético debido a la recombina- ción ( véase la ‚g. 4-8). En general, este intercambio involucra más de un gen; por lo regular, se intercambian grandes blo- ques de genes (que representan grandes porciones del cromo- soma). Aunque el punto en el que un bloque se separa de otro ocurre al azar, mientras más cerca estén dos genes en el mismo cromosoma, mayor será la probabilidad de que se transmitan juntos a la descendencia. Cuando dos rasgos heredados se pre- sentan juntos a una tasa mayor de lo que pasarían solos por casualidad, se dice que están ligados . El análisis de ligamiento puede usarse clínicamente para identi‚car a las personas afec- tadas en una familia con un defecto genético conocido. Es t u di os de h ib r id ación Un descubrimiento biológico reciente reveló que dos células somáticas de diferentes especies, cuando crecen juntas en el mismo cultivo, ocasionalmente se fusionan para formar una nueva célula híbrida. En los estudios genómicos se utilizan dos tipos de métodos de hibridación: la hibridación de célu- las somáticas y la hibridación in situ .

La hibridación de células somáticas implica la fusión de células somáticas humanas con las de una especie diferente (tí- picamente, el ratón) para producir una célula que contiene los cromosomas de ambas especies. Debido a que estas células hí- bridas son inestables, comienzan a perder los cromosomas de ambas especies durante las subsiguientes divisiones celulares. Lo anterior hace posible obtener células con diferentes combi- naciones parciales de cromosomas humanos. Las proteínas de estas células posteriormente se estudian con el entendimiento de que, para que se produzca una proteína, debe estar pre- sente cierto cromosoma y, por lo tanto, la codi‚cación de esa proteína debe estar localizada en ese cromosoma. La hibridación in situ implica el uso de secuencias especí- ‚cas de ADN o ARN para localizar genes que no se expresan en el cultivo de células. El ADN y el ARN pueden etiquetarse químicamente con marcadores radiactivos o ³uorescentes. Estas secuencias de ADN o ARN marcadas químicamente se utilizan como sondas para detectar la localización del gen. Si la sonda coincide con el ADN complementario de un seg- mento de cromosoma, se hibrida y permanece en la localiza- ción precisa (de ahí el término in situ ) en un cromosoma. Se utilizan marcadores radiactivos o ³uorescentes para encon- trar la localización de la sonda. Cartog r afí ade h ap lotip os A medida que avanzaba el trabajo en el Human Genome Pro- ject , muchos investigadores intuyeron que sería posible identi- ‚car los patrones comunes de las variaciones de secuencia de ADN en el genoma humano. El proyecto internacional cono- cido como International HapMap Project se organizó con la intención de desarrollar un mapa de haplotipos de estas varia- ciones. 4 Los sitios en la secuencia de ADN donde las personas di‚eren en una sola base se llaman polimor‚smos de nucleó- tido único (PNU, también llamados “snips”). Un haplotipo consiste en los muchos PNU estrechamente vinculados en un solo cromosoma que generalmente se pasan como un bloque de una generación a otra en una población particular. Uno de los factores motivadores detrás del proyecto HapMap fue la constatación de que la identi‚cación de unos pocos PNU era su‚ciente para identi‚car de forma particular los haplotipos en un bloque. Los PNU especí‚cos que identi‚can los haplo- tipos se denominan PNU etiqueta . Este abordaje reduce la cantidad de PNU necesarios para examinar un genoma com- pleto y hace que los métodos de exploración del genoma sean mucho más e‚cientes para encontrar regiones con genes que contribuyan al desarrollo de la enfermedad. Se ha prestado mucha atención al uso de PNU que indican la susceptibilidad a la enfermedad en una población en comparación con otra, así como a la determinación de los medicamentos y terapias adecuados con base en el genotipo. Te cn ol og í a d e ADN re c o m b i n an te El término ADN recombinante se re‚ere a una combinación de moléculas de ADN que no se encuentran juntas en la naturaleza. La tecnología de ADN recombinante hace po- sible identi‚car la secuencia de ADN en un gen y generar el producto proteico codi‚cado por ese gen. La secuencia de nucleótidos especí‚ca de un fragmento de ADN puede