Genética.docx

Organismos modelo y enfermedades humanas El desarrollo de la tecnología del DNA recombinante y los resultados de los proyectos de secuenciación de los genomas, han confirmado que la vida tiene un origen común, y por ello, los genes con funciones similares en distintos organismos tienen una estructura y secuencia del DNA similar o idéntica. Además, la capacidad de transferir genes entre especies ha hecho posible desarrollar modelos de enfermedades humanas en organismos como las bacterias, hongos, vegetales y animales (Tabla 1.2). Por estas razones, el Proyecto Genoma Humano incorporó proyectos para secuenciar los genomas de cinco organismos modelo, además del genoma humano. Otros proyectos genoma han secuenciado los genomas de los restantes organismos modelo, así como los genomas de cientos de organismos. Puede parecer extraño estudiar una enfermedad humana, como el cáncer de colon, utilizando E. coli, pero los procesos básicos de reparación del DNA (el DNA es defectuoso en algunas formas de cáncer de colon) es el mismo en ambos organismos, y el gen implicado (mutL en E. coli y MLH1 en humanos) es el mismo en ambos organismos. Aun más importante, E. coli tiene la ventaja de ser más fácil de cultivar (las células se dividen cada 20 minutos) y es más fácil de producir y estudiar mutaciones nuevas en el gen mutL para ayudar a comprender como funciona. Este conocimiento puede conducir finalmente al desarrollo de fármacos y otras terapias para tratar el cáncer de colon humano. Otros organismos modelo, como la mosca Drosophila melanogaster, se están utilizando para estudiar enfermedades humanas concretas. Durante varias décadas se han identificado en Drosophila muchos genes mutantes que producen fenotipos con anormalidades en el sistema nervioso, como anormalidades en la estructura del cerebro, aparición en la edad adulta de la degeneración del sistema nervioso y defectos visuales como la degeneración de la retina. La información de los proyectos de secuenciación de genomas indica que casi todos los genes tienen equivalentes en humanos. Como ejemplo, los genes implicados en una enfermedad humana compleja de la retina, llamada retinosis pigmentaria, son idénticos a los genes rdgB y rdgC de la degeneración de la retina en Drosophila. El estudio de estas mutaciones en Drosophila ayuda a la disección de

esta enfermedad compleja y a identificar la función de los genes implicados. Utilizando la tecnología del DNA recombinante, se está usando Drosophila como modelo para estudiar enfermedades del sistema nervioso humano, transfiriendo un gen de la enfermedad humana a las moscas. De este modo, es posible crear modelos para enfermedades humanas concretas. Las moscas que llevan genes humanos se utilizan para estudiar los efectos de estos genes mutantes sobre el desarrollo y función del sistema nervioso y de sus componentes. Además de estudiar al mismo gen mutante, el sistema modelo se puede utilizar para estudiar genes que afectan a la expresión de genes de enfermedades humanas y comprobar los efectos de fármacos terapéuticos sobre la acción de estos genes, estudios que son difíciles o imposibles de hacer en los humanos. Este planteamiento de transferir genes a Drosophila se está utilizando para estudiar casi una docena de anomalías neurodegenerativas humanas, como la enfermedad de Huntington, la enfermedad de Machado-Joseph, la distrofia miotónica y el Alzheimer. A medida que lea el texto, encontrará estos organismos modelo una y otra vez en el análisis genético de procesos biológicos básicos. Recuerde, que no solo tienen una rica historia en genética, sino que también son la frontera en el estudio de anomalías genéticas humanas y enfermedades infecciosas. Recuerde que la comprensión de cómo un gen controla un proceso en la levadura es relevante para la comprensión del mismo gen y del mismo proceso en células normales humanas. El desarrollo y utilización de organismos modelo es solo una de las formas genéticas y biotecnológicas que están cambiando rápidamente muchos aspectos de la vida diaria. Como se discute en la sección siguiente, todavía tenemos que alcanzar un consenso en cómo y cuándo esta tecnología es aceptable y útil. 1.5 Los estudios genéticos confían en la utilización de organismos modelo 15 TABLA 1.2 ORGANISMOS MODELO PARA ESTUDIAR ENFERMEDADES

HUMANAS Organismo Enfermedades humanas E. coli Reparación del DNA; cáncer de colon y otros cánceres Levadura Ciclo celular; cáncer, Síndrome de Werner Drosophila Marcaje celular; cáncer C. elegans Marcaje celular; diabetes Pez cebra Rutas de desarrollo; enfermedad cardiovascular Ratón Expresión génica; enfermedad de Lesch-Nyhan, fibrosis quística, síndrome del X frágil y muchas otras enfermedades