¿Qué hay de nuevo en 70 años de descripción del ADN?
César Paz-y-Miño. Investigador en Genética Médica, Universidad UTE. Artículo en El Comercio, Semanario CONEXIONES.
El 25 de abril se cumplen 70 años de la primera descripción del ADN realizada en 1953. La doble hélice revolucionó la Genética, se entendió cómo funciona el ADN y cómo se expresan los genes. Pese al avance vertiginoso de la Genética, recién en 1990 se inició el desciframiento completo del ADN y sus genes, mediante el Proyecto Genoma Humano. Diez años después, en 2003 se comunicó su primera anotación, es decir, se adjudicó información biológica y funcional a las secuencias genéticas.
La primera condición para secuenciar el ADN en su totalidad fue el desarrollo tecnológico y computacional. Leer 3 billones de letras químicas de la vida requirió sofisticados equipos, ingente almacenamiento de datos y análisis de información. En la última anotación del genoma humano (2023) se determinó que solo tenemos 20 mil genes, 99 más que los contados un año atrás. El ADN es enorme y presenta solapamientos y repeticiones no funcionantes. Sobre este ADN no codificante ya se han descrito alteraciones que llevan a enfermedades.
Tenemos algo más de genes que un ratón (18 mil) o una mosca de la fruta (14 mil) y 98% igual que un chimpancé. La complejidad de cada especie está dada por la función de los genes en conjunto. Curiosamente, solo el 2% de todos los genes humanos produce proteínas funcionales, y existen unas 60 mil. Hasta la actualidad se han descifrado genomas de unas 15 mil especies. Haciendo comparaciones, nuestro genoma contiene ADN de otras especies: virus, bacterias, parásitos, gatos, perros, etc., y también ADN de nuestros ancestros, de 2% a 3% son genes impregnados por los Neandertales.
Todos los humanos somos similares en nuestro ADN. Solo existe una raza: la humana. Los individuos nos diferenciamos entre todos solo en 0,1% de nuestro genoma, en esta pequeña variación están las etnias, las enfermedades, las inclinaciones, la altura, la genialidad y el gran patrimonio de diversificaciones humanas.
El estudio del ADN completo nos aclaró cómo el ambiente modifica nuestro genoma. Recientemente se analizó ADN completo de 45 tejidos humanos en busca de las variaciones de la expresión de los genes y la manera diferente de expresarse en cada persona y tejido. Se conoció por primera vez el mapa de estas variaciones llamadas Epigenéticas, es decir, modificaciones dirigidas por el ambiente u otros genes sobre el propio genoma. Hay 175 mil rasgos de expresión genética variable que se producen por bloqueos o promociones de función de genes.
¿Por qué ha sido tan difícil descifrar o secuenciar todo el genoma? La primera razón es que la tecnología con que contábamos solo permitía trabajar con fragmentos cortos del ADN. El ADN mide 1,70 metros por cada célula y guarda 3 mil millones de letras químicas; solo podíamos analizar de mil en mil y luego armarlas como un rompecabezas a través de computadoras, lo que claramente no es el genoma completo sino reconstruido. Segundo, hay muchas porciones del ADN que son repetidas y similares y hay problemas para descifrarlas y evaluar su función de manera perfecta. Lo más próximos al genoma completo secuenciado en una sola persona es el ADN de origen paterno (no materno) de un individuo denominado T2T, en quien se develaron todas las letras químicas de la mitad de su genoma. La tercera dificultad para secuenciar todo el ADN, es la presencia de porciones saltarinas del genoma (transposones), lo que hace variar su lectura. Aunque en la actualidad se secuencia genomas “completos” y porciones de expresión de los genes o “exomas” de manera comercial y médica, la profundidad del análisis no es total como en T2T.
La nueva meta será la secuenciación profunda de genomas completos de individuos de muchas latitudes para compararlas y hallar la base de enfermedades comunes y raras, terapias genéticas, el camino de la evolución y las diversidades, lo que se llama Proyecto Pangenoma. Se calcula que existen unos 5 millones de variantes en cada persona, por tanto, la nueva labor de descubrir cuánto variamos entre personas, es ardua y posiblemente, mientras existan nuevas personas, tendremos nuevos genomas influidos por la epigenoma y la propia selección natural. Tal vez siempre tendremos la versión última de anotación y no la última versión del genoma.
Entender el ADN y las tecnologías ha impuesto nuevas pruebas diagnósticas como las no invasivas para diagnóstico prenatal de enfermedades genéticas y la alternativa de interrupciones voluntarias de embarazos por estos trastornos y, el diseño de fármacos personalizados para cada enfermedad y genoma, en lo que constituye la medicina de precisión.
Las últimas novedades son la introducción de la edición genética para cambiar genes mediante tijeras moleculares de corte y pega de genes, lo que permitirá quitar un gen malo y poner uno bueno, técnica (CRISPR) probada en células adultas y prohibida en embriones; y, el diseño de la técnica denominada AFDesing que activaría y desactivaría genes a través de proteínas modificadas a voluntad. Ojalá todo esto sea en benéfico humano.