Un genoma (unión de las palabras genes y cromosoma) es la totalidad del material genético de un individuo y contiene la información para el funcionamiento y el desarrollo de un nuevo organismo, desde que el óvulo es fecundado por el espermatozoide hasta el final de la vida. El ADN (ácido desoxirribonucleico) es una molécula muy larga con forma de doble hélice. Está compuesta por miles de millones de unidades químicas llamadas nucleótidos, unidos entre sí como arvejas ensartadas a lo largo de una cuerda. Cada nucleótido está por tres partes: una química (fosfato), un azúcar (desoxirribosa) y una molécula (base nitrogenada). Los fosfatos y los azúcares forman las dos hebras largas entrelazadas de la hélice doble, mientras que las bases unen las dos hebras entre sí. El ADN se encuentra en el interior del núcleo de la célula, en estructuras denominadas cromosomas.

El concepto de gen ha ido cambiando desde que Gregorio Mendel lo descubrió. En sus experimentos propuso la idea original del gen, aunque él no los denominó genes, sino factores, y vendrían a ser los responsables de la transmisión de los caracteres de padres a hijos (lo que ahora llamamos genotipo). La palabra gen fue acuñada en 1909 por el botánico danés Wilhelm Ludwig Johannsen a partir de una palabra griega que significa “generar”, refiriéndose a la unidad física y funcional de la herencia biológica. Hacia 1950, se impuso el concepto de gen como la cadena de ADN que dirige la síntesis de una proteína. Éste es un concepto que proporciona una naturaleza molecular o estructural al gen. Más tarde surge el concepto de gen como “la cadena de ADN capaz de dirigir la síntesis de un polipéptido”. Este concepto surge al comprobar que la mayoría de las proteínas están formadas por más de una cadena polipeptídica y que cada una de ellas está codificada por un gen diferente. El gen es, pues, la unidad mínima de función genética, que puede heredarse.

Los estudios de análisis de ligamiento han identificado principalmente a genes de supresión de tumores. Estos genes actúan como su nombre lo sugiere, suprimiendo células tumorales. Este tipo de estudio permite determinar el orden y la distancia que guardan entre sí dos genes. En los síndromes de cánceres heredados, una copia del gen anormal es heredada a través de la línea germinal por parte de cualquiera de los padres, y la otra copia es desactivada en las células del cuerpo.

Los sitios en los cromosomas que ocupan los diferentes genes se denominan, locus (del latin, singular, lugar) y loci en plural (lugares). Cada gene tiene dos o más formas, estas distintas variantes se llaman alelos (forma alternativa).

Cuando el embrión hereda el mismo alelo de un gen de ambos padres, se dice que es homocigoto para ese gen; si los alelos son distintos, se les llama heterocigoto. Su genotipo para ese locus está dado, pues por esos dos alelos, el materno y el paterno. La pérdida del genotipo heterocigótico es muy común en el gen de supresión de tumor, lo que acarrea que en células tumorales se encuentre una bi–inactividad de este gen. Este tipo de mutación es muy rara y mortal, sin embargo, es un buen ejemplo de cómo puede afectar en el desarrollo del cáncer una mutación que se hereda.

La historia familiar es un factor de riesgo importante en casi todos los cánceres, aunque la mayoría de los cánceres familiares no son causados por la mutación antes descrita: gen de supresión de tumor. Esto hace suponer que deben existir otras mutaciones menos penetrantes y menos agresiva que la mencionada anteriormente. El estudio de estos genes ha requerido otro tipo de estrategia genética, diferente al análisis de ligamiento, ya que estos no confieren suficiente riesgo de cáncer para causar una acumulación notable en la familia.

Recientemente, se han identificado más de 30 loci susceptibles para cáncer del pulmón, próstata, mamas y colon–rectal. La estrategia ha sido la de identificar los polimorfismos de un solo nucleótido (siglas en inglés, SNP) en su relación con el cáncer. Un “SNP” es una variación en la secuencia de ADN que afecta a una sola base nitrogenada (adenina (A), timina (T), citosina (C) o guanina (G)) de una secuencia del genoma. Los SNP se consideran una forma de mutación puntual que ha sido lo suficientemente exitosa evolutivamente para fijarse en una parte significativa de la población de una especie. Los SNP pueden modificar o no la cadena de aminoácidos que producen.

Una estrategia para identificar variaciones genéticas vinculadas al desarrollo de enfermedades ha consistido en identificar el mayor número de SNP en genes candidatos para distintas enfermedades comunes. Por ejemplo, se han identificado cerca de 200 SNP en más de 40 genes relacionados con el metabolismo de lípidos, trombosis, del sistema reninaangiotensina, citosinas, moléculas de adhesión y factores de crecimiento, entre otros, como genes potencialmente implicados en la enfermedad cardiovascular. Es interesante señalar que estos estudios establecen la presencia o de determinados polimorfismos en ciertas poblaciones, así como su frecuencia alélica. Aunque, cada día se mejora y se presentan nuevas tecnologías en la identificación de variaciones genéticas, la información disponible no ha sido traducida a directrices clínicas.

Gracias a: RAFAEL H. PAGÁN SANTINI

Los hallazgos, detallados en dos estudios publicados hoy en Nature Genetics, aportan importantes claves sobre el papel de las células beta en el desarrollo de la diabetes, una auténtica epidemia en los países desarrollados. Los análisis iniciales apuntaron a 25 variantes genéticas que podían estar involucradas en los campos de interés pero, tras analizarlas en muestras genéticas de 77.000 individuos, el número se redujo a 13. Las variaciones identificadas se suman a las cuatro descubiertas en 2007, que fueron entonces publicadas en Nature.

El hallazgo publicado hoy subraya el papel de las hormonas incretinas, que se fabrican en células endocrinas del intestino. Estas podrían convertirse en la diana para nuevos fármacos

* La investigación se ha desarrollado en la Universidad de California.
* Se ha demostrado con una variante del gen DEC2 en ratones.
* Podría suponer un nuevo modelo para estudiar el sueño humano.

Un estudio de la Universidad de California, en San Francisco (Estados Unidos), ha proporcionado nuevas pistas para estudiar los efectos del sueño sobre la salud humana. Una de las principales conclusiones a las que se ha llegado es que algunas personas podrían estar genéticamente programadas para necesitar menos horas de sueño.

Según publica la revista Science, los investigadores han identificado una mutación que parece ser, al menos en parte, responsable del hecho de que las personas que la portan no necesiten dormir apenas las ocho horas consideradas normales.

Los científicos, dirigidos por Ying He, estudiaron una amplia familia en la que una madre y una hija dormían regularmente una media de seis horas por noche. Después de la secuenciación de varios genes candidatos, los investigadores descubrieron que madre e hija compartían una variante del gen DEC2 que no portaba el resto de la familia.

Este gen es un represor transcripcional, es decir, un gen que bloquea la expresión de otros genes concretos. El DEC2 ya ha sido implicado en la regulación de los ritmos circadianos.

Los investigadores después compararon los ciclos del sueño y la actividad cerebral de ratones que portaban la mutación y ratones normales. Los ratones mutantes no sólo dormían menos, con periodos más frecuentes de vigilia, sino que también necesitaban menos tiempo para recuperarse de un periodo de deprivación del sueño.

Según los autores, mutaciones parecidas en las moscas de la fruta también condujeron a fases del sueño más cortas. Por todo ello, los investigadores consideran que los animales mutantes podría suponer un nuevo modelo para estudiar el sueño humano.

* Su dureza es comprable a la de los dientes naturales.
* Se trata de genes que crecen como dientes tras ser implantados.
* Han logrado su hallazgo en ratones.

Investigadores de la Universidad de Ciencias de Tokio en Chiba (Japón) han conseguido hacer crecer dientes de reemplazo en la mandíbula de ratones. Los resultados del estudio se publican en la edición digital de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

La dureza de los nuevos dientes era comparable a los naturales
Según los investigadores, existe ya la tecnología capaz de desarrollar tejidos limitados en el laboratorio que pueden ser trasplantados en animales pero en esta ocasión exploraban vías para hacer crecer un órgano tridimensional en su lugar, por lo que comenzaron con los dientes.

Los científicos, dirigidos por Etsuko Ikeda, desarrollaron un germen de diente, que es un tejido similar a una semilla que contiene las células y las instrucciones necesarias para formar un diente y trasplantaron este germen a las mandíbulas de ratones. Los científicos informan que los gérmenes crecieron de forma normal en forma de dientes de reemplazo. En las imágenes aparecen, de arriba abajo, nada más ser implantados, a los 36 y a los 49 días.

Mediante el seguimiento de la expresión genética con una proteína fluorescente en el germen trasplantado, los investigadores mostraron que los genes que suelen estar activados en el desarrollo de los dientes estaban también activos durante el crecimiento de estos dientes de reemplazo.

La dureza de los nuevos dientes era comparable a la de los naturales y las fibras nerviosas pudieron crecer y responder a la estimulación de dolor.

El estudio demuestra una técnica que podría conducir al desarrollo de órganos de reemplazo, proporcionando un antecedente a la capacidad de hacer crecer órganos funcionales al completo dentro del organismo a partir de células madre u otras células germinales.

La camada fue “creada” por un equipo de científicos surcoreanos, dirigidos por Byeong-Chun Lee, de la Universidad Nacional de Seúl. Y se consiguió por medio de la clonación de fibroblastos (un tipo de células del tejido conectivo) de anémonas marinas y que son capaces de expresar un gen fluorescente de color rojo.

Lee ya había trabajado junto al conocido investigador Hwang Woo Suk para crear, en 2005, a Snuppy, el primer perro clonado. Cabe recordar que muchos de los logros anunciados después por Hwang, como la clonación de células humanas, resultaron ser un fraude, aunque en el caso de Snuppy se ha demostrado que sí decía la verdad.

Con este nuevo experimento se abre la puerta, por ejemplo, a la “fabricación” de perros transgénicos que ayuden a la cura de enfermedades humanas. Sin embargo, otros investigadores que trabajan con perros domésticos están menos convencidos de que se puedan extender esta clase de trabajos.

En la actualidad, los perros ya se utilizan como modelo para enfermedades como la narcolepsia, algunos tipos de cáncer y la ceguera. Y tras secuenciar el genoma del perro también se han abierto las vías para la búsqueda de genes relacionados con un amplio abanico de enfermedades.

Pero el equipo de Lee ha ido más allá, y ha logrado crear un perro fluorescente. Para conseguirlo, lo primero que hizo fue infectar los núcleos de fibroblastos de un perro con un virus en el que previamente había insertado el gen fluorescente. Entonces transfirió esos núcleos celulares a un óvulo perteneciente a otro perro, del cual había extraido el núcleo. Tras una semana de divisiones celulares, los investigadores implantaron el embrión clonado en una madre de alquiler.

El experimento empezó con 344 embriones implantados en veinte perras, lo que dio lugar a siete embarazos. Dos de los fetos no sobrevivieron y murieron a la mitad de la gestación, uno de ellos de neumonía. Pero los otros cinco están vivos, gozan de buena salud y han empezado ya a engendrar sus propias crías fluorescentes.

A la baja eficiencia del proceso de clonación (sólo el 1,7 por ciento de los embriones llegan a término) se une también la dificultad de controlar el lugar exacto del ADN en el que “aterriza” el gen añadido de manera artificial. El equipo de Lee ha utilizado un retrovirus para transferir el gen fluorescente a los fibroblastos caninos, pero ha sido hasta ahora incapaz de controlar dónde el virus inserta el gen.

Para su trabajo con perros, los investigadores han adaptado un procedimiento que ya se ha utilizado con éxito en cerdos, vacas y otros animales.Pero la larga esperanza de vida de los perros y las peculiaridades de su ciclo reproductivo los hacen, en potencia, más útiles al ser humano que, por ejemplo, los ratones, especialmente a la hora de comprender los problemas relacionados con la infertilidad.

“Creo que estos perros serán excelentes modelos para realizar nuestras investigaciones”, afirma uno de los miembros del equipo. Lo dice, seguramente, sin tener en cuenta las reacciones negativas que pueden suscitar esta clase de experimentos en un animal que no en vano se conoce como “el mejor amigo del hombre”.

ABC / MADRID. El cáncer es casi una enfermedad rara en el síndrome de Down. Durante años se ha pensado que esa copia extra del cromosoma 21 que identifica a las personas afectadas podía proporcionarles una dosis extra de uno o más genes protectores frente al cáncer. Esos genes bloquearían la angiogénesis, que impiden el desarrollo de vasos sanguíneos que alimentan y hacen crecer a los tumores. En la revista «Nature» un equipo de investigadores del Hospital Infantil de Boston confirma esa teoría y presentan un gen que es capaz de ralentirzar el crecimiento de los tumores.

El hallazgo es mucho más que la confirmación de una teoría. Sienta las bases para identificar nuevos tratamientos para el cáncer, escriben en su estudio el grupo de Sandra Ryeom del Hospital Infantil de Boston.

Los investigadores explican que la presencia de una copia extra de uno los genes localizados en el cromosoma 21, denominado Dscr1, es suficiente para ralentizar el crecimiento del cáncer en un modelo de ratón. Este gen parece funcionar en combinación con otro cromosoma del gen 21, el Dyrk1a, al interferir con un mecanismo que permite a los tumores formar su propia red de suministro sanguíneo. Sin él, de alguna manera, los tumores se quedan sin alimento, se «mueren de hambre» y no pueden crecer.

Terapia celular

Los investigadores han validado sus resultados en ratones y también en células humanas. para hacerlo utilizaron la última tecnología. A partir de la piel de una persona con síndrome de Down, obtuvieron células iPS, células adultas que se comportan como si fueran embrionarias.
Este tipo de células favorecen la aparición de tumores, llamados teratomas. Pero al introducirlas en ratones los tumores nunca llegaron a formarse del todo porque los vasos sanguíneos que debían alimentar al tumor no se lo permitieron.