{"id":90798,"date":"2008-05-03T17:13:00","date_gmt":"2008-05-03T17:13:00","guid":{"rendered":"http:\/\/weblogs.madrimasd.org\/\/microbiologia\/archive\/2008\/05\/03\/90798.aspx"},"modified":"2010-01-27T00:52:43","modified_gmt":"2010-01-26T23:52:43","slug":"la-carrera-del-genoma-desde-el-fago-qbeta-al-genoma-de-watson-en-menos-de-40-anos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/2008\/05\/03\/90798","title":{"rendered":"La carrera del genoma: desde el fago Qbeta al genoma de Watson en menos de 40 a\u00f1os"},"content":{"rendered":"

autor: Miguel Vicente<\/a><\/p>\n

Pronto ser\u00e1 posible llevar la secuencia individual de nuestro genoma en el documento de identidad. Todav\u00eda sirve para poco, pero es un primer paso que abrir\u00e1 las puertas para la medicina individualizada. La t\u00e9cnica se ha usado para secuenciar el genoma de James Watson, codescubridor de la doble h\u00e9lice, y de un aislado cl\u00ednico de Francisella tularensis<\/em> una bacteria pat\u00f3gena del supuesto arsenal bioterrorista.<\/strong><\/p>\n
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James Watson b\u00e1sico.<\/strong> Un retrato publicado en el n\u00famero<\/a> de Nature<\/em> en elque se ha publicado la secuenciaci\u00f3n del genoma del codescubridor de lala doble h\u00e9lice.<\/span><\/p>\n

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Hace casi cuarenta a\u00f1os, en agosto de 1972, asist\u00eda en Amsterdam al 8\u00ba Congreso Europeo de Bioqu\u00edmica en el que Charles Weissman<\/a> relataba las maravillas del fago Qbeta<\/a>, un virus que ataca a las bacterias. Me impresion\u00f3 c\u00f3mo Weissman, para explicar qu\u00e9 poco se sab\u00eda en aqu\u00e9l momento sobre la secuencia de este peque\u00f1o virus bacteriano, tomaba un bal\u00f3n y con gran desenvoltura sacaba por una abertura lo que parec\u00eda un rosario de cuentas de color blanco, que nos dec\u00eda representaban los 4160 nucleotidos de la \u00fanica cadena de\u00a0 RNA que compone su genoma. De vez en cuando el rosario que sal\u00eda del bal\u00f3n, en vez de cuentas blancas, ten\u00eda unas pocas cuentas de colorines, que nos dec\u00eda eran las que hab\u00edan sido identificadas como Adenina, Uracilo, Guanina o Citosina, los cuatro compuestos, o bases, que configuran la secuencia en el ARN*. <\/span><\/span><\/p>\n

Un rosario de cuentas sin identificar. <\/strong>
\nAl final de la explicaci\u00f3n quedaba esparcido en el suelo un rosario blanco con breves toques de color. Determinar el orden en el que se disponen los nucleotidos en el material gen\u00e9tico, la secuenciaci\u00f3n, es lo que permite leer la informaci\u00f3n contenida en los genes. En aqu\u00e9llos a\u00f1os era un proceso tedioso y poco exacto, tanto era as\u00ed, que muchas secuencias de ADN o, en casos como Qbeta, de ARN, se deduc\u00edan aplicando<\/span><\/span> a la secuencia de las prote\u00ednas que codificaban<\/span><\/span> la traducci\u00f3n inversa del c\u00f3digo gen\u00e9tico. Como un amino\u00e1cido puede ser codificado por m\u00e1s de un triplete de bases la traducci\u00f3n inversa no pod\u00eda por menos que ser ambigua.<\/span><\/span><\/p>\n

Tan solo cinco a\u00f1os m\u00e1s tarde<\/a> se inventaron dos procedimientos de secuenciaci\u00f3n que contribuyeron a revolucionar la Biolog\u00eda de finales del siglo veinte, y con ella las expectativas de tratar muchas enfermedades cuyas causa eran por entonces pr\u00e1cticamente desconocida. Uno de los dos m\u00e9todos de secuenciaci\u00f3n, dise\u00f1ado por el doble premio Nobel (1958<\/a> y 1980<\/a>) Frederick Sanger, prevaleci\u00f3 por ser f\u00e1cilmente automatizable. Con esa tecnolog\u00eda fue posible plantearse el Proyecto Genoma Humano<\/a>, cuyo objetivo era obtener la secuencia de los tres mil millones de bases que componen el genoma humano, casi un mill\u00f3n de veces el genoma de Qbeta. Pero no fue una tarea f\u00e1cil, aparte de otra docena de avances t\u00e9cnicos, se tardaron diez a\u00f1os desde que se esboz\u00f3 el proyecto (que oficialmente empez\u00f3 en octubre de 1990) hasta que se publicaron en febrero de 2001 los resultados de la primera fase del Proyecto, y no fue hasta 2004 que realmente se dio por finalizado.<\/span><\/span><\/p>\n

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\n<\/strong>Una bater\u00eda de secuenciadores del tipo usado en el Proyecto Genoma. <\/strong>Basados en el m\u00e9todo de secuenciaci\u00f3n de Sanger separan los fragmentos de ADN por electroforesis.<\/span><\/p>\n
Del coche de caballos al f\u00f3rmula 1<\/strong>
\n\u00bfCu\u00e1nto se ha tardado ahora en averiguar la secuencia completa del genoma de James Watson, el codescubridor, con Rosalind Franklin, Francis Crick y Maurice Wilkins, de la doble h\u00e9lice del ADN? Dos meses. El coste del Proyecto Genoma, cientos de millones de d\u00f3lares, el de la secuencia de Watson, una cent\u00e9sima parte. <\/span><\/span><\/p>\n

La tecnolog\u00eda, como podemos imaginarnos ya obsoleta, que us\u00f3 el Proyecto Genoma necesit\u00f3 instalaciones de un gran n\u00famero de m\u00e1quinas\u00a0 trabajando a la vez, que m\u00e1s recordaban una factor\u00eda que un laboratorio. El instrumento<\/a> usado ahora se podr\u00eda colocar en la mesilla de noche. Su dise\u00f1o, desde su fundamento qu\u00edmico hasta el proceso de medida, ha hecho borr\u00f3n y cuenta nueva con el m\u00e9todo de Sanger, que inclu\u00eda un engorroso proceso de separaci\u00f3n de\u00a0 fragmentos de ADN de distinto tama\u00f1o. Ahora todo se hace en microbolitas enclaustradas individualmente en micronichos a las que llegan los reactivos necesarios para a\u00f1adir uno a uno los cuatro diferentes nucleotidos, que seg\u00fan se van incorporando al fragmento de ADN que hay en cada bolita producen un peque\u00f1o destello gracias a otra reacci\u00f3n qu\u00edmica acoplada. Los destellos son procesados por un ordenador que interpreta y ensambla la informaci\u00f3n y la convierte en la secuencia del ADN.<\/span><\/span><\/p>\n

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Secuenciador de 454 Life Sciences. <\/strong>El utilizado para secuenciar el genoma de James Watson. El ordenador se aloja en la mesita sobre la que est\u00e1 el m\u00f3dulo en el que se realizan las reacciones qu\u00edmicas.
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\u00bfLo pagar\u00e1 la Seguridad Social?<\/strong>
\nTodav\u00eda se est\u00e1 lejos de abaratar el coste del proceso hasta los mil d\u00f3lares (unos 650 euros al cambio de hoy), que es lo que se considera estar\u00edamos dispuestos a pagar los ciudadanos de a pie para disfrutar de tener la secuencia de nuestro genoma. Hoy ser\u00eda de todas maneras un lujo in\u00fatil, ya que la informaci\u00f3n para poder interpretar el contenido del genoma todav\u00eda est\u00e1 en mantillas. Pero sin duda esto abre nuevos horizontes en el camino hacia la medicina personalizada. Y por pura l\u00f3gica, obtener la secuencia completa de una bacteria, ha pasado de durar a\u00f1os a poder completarse en d\u00edas. Incluso la secuencia del genoma de Mycoplasma genitalium,<\/em> que como ya dijimos en otro art\u00edculo<\/a> tiene el genoma de menor tama\u00f1o secuenciado, se pudo completar en 4 horas. Esta rapidez del m\u00e9todo se nos anuncia puede servir para hacer un diagn\u00f3stico que detecte desde la propagaci\u00f3n de genes de resistencia a los antibi\u00f3ticos en las infecciones, hasta ataques bioterroristas.\u00a0 Esta \u00faltima es la motivaci\u00f3n que ha guiado el trabajo de secuenciaci\u00f3n de aislados cl\u00ednicos de la bacteria Francisella tularensis<\/em><\/a> para comparar su genoma con el de estirpes de referencia, su aplicaci\u00f3n a 80 estirpes requiri\u00f3 tan solo 6 semanas.<\/span><\/span>
\n<\/span><\/span><\/span>*<\/span> En el ADN, que forma el genoma de la mayor parte de los seres incluido el humano, en vez de Uracilo se encuentra Timina.<\/span><\/span><\/sup><\/p>\n
REFERENCIAS<\/strong><\/span>
\nWheeler et al<\/em>. 2008. The complete genome of an individual by massively parallel DNA sequencing. Nature<\/em>. 452<\/strong>: 872-876<\/a>.<\/span><\/span><\/p>\n

M.V. Olson. 2008. Dr Watson\u2019s base pairs. Nature<\/em>. 452<\/strong>: 819-820<\/a>.<\/span><\/span><\/p>\n

La Scola et al<\/em>. 2008. Rapid comparative genomic analysis for clinical microbiology: The Francisella tularensis paradigm. Genome Research<\/em>. 18<\/strong>:742-750<\/a>.<\/span><\/span><\/p>\n

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