Día Internacional del ADN

Hoy, 25 de abril, es el Día Internacional del ADN.

Hemos hablado con el dr. Miquel Carballo, jefe de la Unidad de Genética Molecular del Consorcio Sanitario de Terrassa.

. ¿Cómo definir la genética?

La genética es la parte de la biología que se ocupa de los mecanismos de herencia de los caracteres biológicos. Podemos considerar a Gregor Mendel (1822-1884) como el padre de la genética, él introdujo el concepto de gen que es la unidad de la información genética.

. ¿Y la genética molecular?

La genética molecular se ocupa de los mecanismos moleculares que intervienen en la herencia. En 1944 en USA, Avery MacLeod y MacCarty, demostraron por primera vez y de forma inequívoca que el material genético era el ADN y no las proteínas, como se creía hasta entonces. En 1949 el químico estadounidense Linus Pauling, dos veces premio Nobel, publicaba en la revista Science el descubrimiento de que en la enfermedad anemia falciforme los pacientes tenían una proteína de hemoglobina diferente y como la herencia se transmitía a través del ADN (y no por las proteínas) este carácter debía estar codificado en la molécula de ADN. Esto debería ser extensible a todas las enfermedades hereditarias. Aquí nació la genética molecular.

. ¿Cuáles son los ámbitos de intervención de la genética molecular?

En el ámbito sanitario, la genética molecular se ocupa de las bases moleculares de las enfermedades hereditarias y el cáncer. La principal actividad está orientada a determinar el origen molecular de las enfermedades genéticas. Éstas se producen por variaciones (mutaciones) en el genoma (ADN) del paciente. En el ámbito de la genética molecular se analizan estas variantes genéticas y se correlacionan con el fenotipo (expresión) de la enfermedad.

. Los genes están formados por ADN. ¿Qué información nos da el ADN?

Los genes son fragmentos continuos de ADN dispersos en los cromosomas que apenas ocupan el 5% del total del genoma humano. Todas las proteínas, que son los elementos funcionales de la célula, están codificadas por un gen, aunque un gen puede codificar a más de una proteína. Los genes contienen en sus regiones codificantes (exones) las secuencias de ADN que se transcriben en núcleo celular a una molécula de ARN, que es transportada a los ribosomas en el citoplasma de la célula y traducida mediante el código genético a proteína. Por tanto, el ADN contiene toda la información necesaria para producir todas las proteínas de la célula.

Las enfermedades genéticas se producen por mutaciones en el ADN de los genes que se traducen en la generación de proteínas anómalas que no pueden desarrollar su función celular y pueden causar una enfermedad.

. ¿Qué importancia tiene la secuenciación del genoma humano?

El proyecto genoma humano se proyectó a finales de la década de los ochenta por el Departamento de Defensa de USA para secuenciar el genoma completo humano, con la finalidad de defensa en casos de radiaciones atómicas y en las guerras biológicas. En octubre de 1990 se puso en marcha el proyecto, bajo la dirección de James Watson (Watson y Crick) financiado por el departamento de energía de USA y se formó un consorcio con los países de Gran Bretaña, Francia, Alemania y Japón. En 2003 se da por finalizado el proyecto, bajo la dirección del genetista USA Francis Collins.

La importancia del proyecto genoma humano es la secuenciación y caracterización de los aproximadamente 20.000 genes que componen el genoma humano. Además, la secuenciación del resto del genoma nos proporciona información para entender su funcionalidad y descifrar los mecanismos biológicos.

Desde el punto de vista sanitario, conocer la secuencia de todos los genes humanos nos permite asociar las variantes que se producen y asociarlos con las enfermedades de origen genético. Actualmente en el campo asistencial analizamos los casi 20.000 genes (exoma) de un paciente mediante la secuenciación masiva (NGS) y podemos caracterizar las mutaciones que originan la enfermedad. El futuro diagnóstico molecular se completará con el análisis del resto de las secuencias del genoma donde previsiblemente existen variantes estructurales que también pueden ser responsables de la patología humana.

. Dos décadas después de que el Proyecto Genoma Humano lograra una visión preliminar del 92% genoma humano, seis artículos publicados el 1 de abril en la revista Science ofrecen la versión más completa que hemos tenido hasta ahora. ¿Para qué servirá ese avance? ¿Tratamientos médicos específicos para cada persona?

Disponer de la secuencia y caracterización de todo el genoma humano (genómica) permite su aplicación en el mundo sanitario. La genómica es la base de la medicina de precisión que permite el tratamiento individualizado de los individuos atendiendo a su variabilidad genética. Así conocer las variables genéticas del paciente permite orientar su pronóstico y tratamiento de una manera específica. Por ejemplo, la determinación de mutaciones específicas en los tratamientos oncológicos orientan el tratamiento con fármacos específicos. De la misma forma, la investigación farmacológica se orienta al diseño de nuevos fármacos que respondan a las mutaciones causantes de los tumores cancerígenos.