¿Qué interés tiene descifrar el genoma?

El 15 de marzo de 2022

La catedrática de Genética Ana Zubiaga habló del interés de descifrar el genoma en el Antoniano Aretoa de Zarautz, en la charla con la que ZarautzOn retomaba su programa.

Resumen de la charla

Introducción y conceptos básicos sobre el genoma

Ana Zubiaga comenzó con la herencia biológica y la evolución, y explicó que el material hereditario reside en el ADN (ácido desoxirribonucleico), una molécula con estructura de doble hélice descubierta en 1953 por Watson y Crick, con aportaciones clave de la científica Rosalind Franklin.

• El genoma humano: el ADN se empaqueta en 23 pares de cromosomas dentro de cada célula y, extendido, mediría unos tres metros. El conjunto de estas moléculas forma el genoma de la especie.
• El Proyecto Genoma Humano: iniciado hacia 1990 gracias a los avances en automatización, capacidad de cálculo y miniaturización, culminó en el año 2000 con la publicación de un primer borrador. En ello influyó la competencia entre un consorcio público, liderado por Francis Collins, y otro privado, dirigido por Craig Venter.

¿Qué hay dentro del genoma?

Al analizar sin interrupciones las secuencias de nucleótidos (A, T, C, G) aparecieron datos sorprendentes:

• Los genes: solo un 1 % del genoma humano codifica proteínas, unos 20.000 genes, una cifra similar a la de organismos más simples como la mosca o el gusano.
• Regulación y secuencias virales: un tercio del genoma se dedica a secuencias reguladoras que controlan cuándo y dónde se activan los genes. Además, más de la mitad está formada por secuencias virales insertadas a lo largo de la evolución: algunas son perjudiciales y origen de ciertas enfermedades, y otras beneficiosas, por aportar variabilidad evolutiva.

Evolución tecnológica y secuenciación masiva

Desde 2008, con secuenciadores de ADN más rápidos y baratos, el coste de descifrar un genoma ha bajado drásticamente: de unos 3.000 millones de dólares en el proyecto inicial a unos mil euros en la actualidad, y se puede hacer en una sola mañana. Esto ha permitido:

• Secuenciar genomas de homínidos antiguos (neandertales, denisovanos) y otros restos biológicos, trazar migraciones humanas y comprobar que los humanos modernos no africanos tienen un pequeño porcentaje de ADN neandertal.
• Demostrar que, genéticamente, las razas humanas no existen, porque la variabilidad interna de cada grupo es muy superior a la que hay entre grupos distintos, y que incluso los gemelos monocigóticos presentan diferencias sutiles a nivel celular.

Aplicaciones médicas y medicina personalizada

El conocimiento del genoma ha permitido identificar miles de genes asociados a enfermedades:

• Enfermedades monogénicas (raras): se conocen más de 5.000 genes responsables de estas dolencias, lo que facilita diagnósticos tempranos y tratamientos específicos, como en el caso del niño Nicholas Volker.
• Oncología personalizada: las pruebas basadas en perfiles genéticos (como el test Oncotype DX en el cáncer de mama) permiten determinar con precisión si una paciente se beneficiará de la quimioterapia, y evitan tratamientos innecesarios en un alto porcentaje de casos.
• Ofertas comerciales: han surgido empresas que ofrecen análisis genéticos directamente al consumidor, desde pruebas de predisposición a lesiones deportivas hasta perfiles de ADN, lo que abre el debate sobre la falta de supervisión médica y la privacidad de los datos genéticos.

Parentesco evolutivo y límites éticos

• Homología entre especies: al comparar genomas de especies distintas (humanos, ratones, moscas) se observa una enorme similitud en genes clave, como el gen Pax6 en el desarrollo del ojo, lo que confirma que todos los seres vivos estamos emparentados evolutivamente.
• Tentaciones eugenésicas e históricas: la ponente repasó cómo, a finales del siglo XIX y durante el siglo XX, con Francis Galton y los movimientos eugenésicos, un determinismo genético mal entendido justificó graves atrocidades, como las esterilizaciones forzosas en varios países y los horrores del Holocausto nazi, bajo la falsa premisa de que existen «genes superiores e inferiores».
• Límites de la biotecnología: se discutieron cuestiones éticas actuales como la clonación (la oveja Dolly o los intentos fallidos con especies extintas como el bucardo), el uso de tecnologías de edición genética como CRISPR, galardonada con el premio Nobel, y los dilemas éticos en la reproducción asistida y el diagnóstico preimplantacional.