Revista de Divulgación Científico-Tecnológica del Gobierno del Estado de Morelos

La era posgenómica

Archivo: Genómica

Dra. María Angélica Santana Calderón / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Facultad de Ciencias, Universidad Autónoma del Estado de Morelos.


La investigación biológica ha alcanzado un momento de gran expansión, en la que nos encontramos frecuentemente con términos terminados en ‘oma’ (genoma, proteoma, metaboloma, etc.). Se habla de que estamos en la era posgenómica, pero ¿qué implica ese término? ¿cómo nos afecta?.

En los 70´s y 80´s, la tecnología asociada con la Ingeniería Genética y la Biología Molecular permitió avanzar en nuestro conocimiento gracias a que pudieron hacerse “construcciones genéticas” es decir cortar y pegar genes y medir su expresión. Asimismo, la tecnología de los anticuerpos monoclonales permitió el avance en la caracterización de numerosas moléculas, a través de microscopía de fluorescencia y citometría de flujo. En los 90 se inició la era de la genómica que ha generado en los años recientes grandes bases de datos que contienen secuencias genéticas completas (genomas) de varias especies, entre ellas la del hombre. Estas nuevas ‘bibliotecas de genes’ están permitiendo la comprensión de los muchos procesos biológicos que son la base del funcionamiento (o mal funcionamiento) del mundo vivo a una escala a lo largo del genoma (del inglés ‘genome wide’).

Los genes determinan nuestras características. También afectan nuestras fortalezas y debilidades físicas y, en conjunto con nuestra alimentación y estilo de vida, determinan nuestra susceptibilidad a padecer algunas enfermedades y no otras. Los genes se descifran principalmente a través de la síntesis de proteínas y son estas últimas quienes dan estructura a nuestras células y realizan la mayor parte del trabajo biológico. En el paso de ADN a proteínas participa una molécula intermediaria que se denomina ARN mensajero. Muchos genes sólo se transcriben en ARN, sin llegar a proteínas.
Los genes pueden ‘prenderse’ o ‘apagarse’, dependiendo de las necesidades y características de una célula particular, dando lugar a distintas composiciones de proteínas. La composición de proteínas de una célula (proteoma) o de los genes que están siendo ‘leídos’ en ARN mensajero (transcriptoma) nos da una indicación muy precisa del trabajo y fisiología de la célula en un momento determinado. Las proteínas se organizan entre sí para formar ‘grupos de trabajo’. Por ejemplo un conjunto de proteínas pueden ocuparse de una vía metabólica que lleva por ejemplo a la digestión de la glucosa, lo que nos permite obtener energía a partir de los azúcares que consumimos. Al estudio de todas las vías metabólicas que realiza una célula se le conoce como metaboloma.

La cantidad de ADN que codifica para genes de proteínas representa tan sólo un 1.4% del total de la secuencias presentes en la molécula entera de ADN de un ser humano y un 15% del ADN da lugar a moléculas maduras de ARN. La expresión de los genes debe ser óptima siempre, de modo que la sub o sobre expresión de los mismos puede llevar a enfermedades. Por lo mismo, existen diversos mecanismos, muchas veces redundantes, que aseguran que una célula mantenga el nivel óptimo de sus proteínas. El más evidente es la regulación de su actividad y la vida media de las proteíanas (todas las proteínas se sintetizan y se degradan continuamente) pero también puede ser a través de la expresión de los genes que las codifican.

La expresión genética misma tiene distintos niveles de control, uno de ellos es a nivel de la transcripción del ADN en ARN mensajero, otra a nivel del procesamiento, transporte y vida media del mensajero. Otro nivel de regulación de le expresión genética es a través del acceso que tienen los genes a las proteínas que los convierten en proteínas. El ADN contenido en una célula es muy largo, por lo que la célula debe empacarlo y archivarlo de manera óptima. Como nosotros guardamos de manera diferente en nuestras casas u oficinas los objetos o archivos que necesitamos continuamente, ocasionalmente o nunca; la célula mantiene algunos genes muy accesibles, otros medianamente accesibles y otros inaccesibles. La manera de hacerlo de la célula es a través de la asociación del ADN con proteínas en lo que se denomina cromatina. Estas proteínas pueden cambiar de composición, modificarse químicamente con grupos químicos pequeños o formar distintas agrupaciones para mantener a la molécula de ADN archivada o disponible de manera óptima para cada célula. Al conjunto de estructuras y modificaciones químicas que controlan el acceso y empaquetamiento del ADN se le denomina paisaje epigenético. Además de este paisaje epigenético, se requieren de los ‘archivistas’ que van a ir a buscar cada gen para expresarlo o archivarlo. La expresión de un gen dependerá entonces de la accesibilidad del mismo (paisaje epigenético) y de la actividad de los archivistas (factores transcripcionales).

Un nuevo nivel de organización del ADN recientemente identificado es la topología del ADN en el núcleo de la célula. Es decir que existen regiones más o menos cercanas en la cromatina, asociadas a genes abiertos o cerrados y la célula se sirve de estas regiones para manejar el archivo genético.
En resumen, las ciencias de la vida viven un momento exponencial que cambiará en poco tiempo tanto nuestro conocimiento de los procesos biológicos que rigen nuestras vidas. En la Facultad de Ciencias del Estado de Morelos elaboramos proyectos de colaboración con Francia para utilizar tecnología de microarreglos para el estudio de la epigenética de la inmunidad neonatal.

Agradezco al Dr. Salvatore Spicuglia por la lectura crítica del presente trabajo y por haberme permitido trabajar a su lado durante mi año sabático en el Centro de Inmunología de Marsella, Luminy, Francia. Al Dr. Pierre Ferrier y su grupo de investigación por haberme introducido a la fascinante área de la genómica y la epigenética. El presente trabajo se encuentra disponible in extenso en www.hypatia.morelos.gob.mx.


Angélica Santana Calderón realizó el doctorado en Biología Celular y Molecular en la Universidad Louis Pasteur de Estrasburgo, Francia. Es profesor-investigador de Tiempo Completo Titular A de la Facultad de Ciencias de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos, donde dirije el laboratorio de Investigación en Inmunología Celular. Su trabajo se ha enfocado al estudio de la activación de linfocitos T humanos y más recientemente a la inmunidad neonatal. Acaba de regresar de una estancia sabática en el Centro de Inmunología de Marsella Luminy en Francia en temas de epigenética.