GENOMICA
¿QUÉ ES GENÓMICA?
Genoma: Colección de genes contenida en un conjunto haploide completo de cromosomas (Hans Winkler, 1920)
Genómica: Primer uso: Thomas Roderick (1986) para referirse a describir el mapa, la secuencia y la caracterización de genomas
Definición actual: estudio a gran escala del genoma (secuencias codificantes y no codificantes) conociendo, idealmente, la secuencia de nucleótidos completa
¿DE QUÉ DEPENDE LA GENÓMICA?De los avances en:
Tecnologías de secuenciación
Poder de la Bionformática / Computación
Internet, que permite a los investigadores la utilización de cantidades masivas de datos instantáneamente y desde cualquier parte del mundo.
PREGUNTAS DE LA GENÓMICA I
Contenido:¿Cuántas pares de bases hay?
¿Cuántos genes hay? ¿Cuántos intrones y exones? ¿Cuántos genes de RNAs? ¿Cuántos de proteínas?
¿Cuánto DNA no codificante hay? ¿Cuántos pseudogenes? ¿Cuánto DNA repetitivo?
¿Cuántas familias génicas hay? ¿Cuántos miembros hay en cada familia?
PREGUNTAS DE LA GENÓMICA II
Función:¿Qué función tiene cada gen? ¿Qué sucede cuando se noquea el gen?
¿Dónde y cuándo se expresa cada gen?
¿Cómo interaccionan genes y proteínas entre sí?
lEstructura: ¿Cuántos cromosomas hay?
¿Cómo están distribuidos los genes y los elementos no codificantes? ¿Los miembros de la misma familia génica están distribuidos en clusters?
¿Cuál es el contenido GC? ¿Cuál es la distribución de GC?
PREGUNTAS DE LA GENÓMICA III
Evolución: diferencias entre especies¿Cómo han cambiado los cromosomas entre especies?
¿Cómo han cambiado los genes individuales entre especies?
¿Hay familias génicas específicas o el número de genes implicados en procesos específicos se ha expandido/contraído en ciertas especies?
¿Son estas diferencias el resultado de la adaptación debida a la selección natural o son debidas a procesos de deriva genética?
¿Qué relación hay entre especies?
¿Qué hace a cada especie única?
PREGUNTAS DE LA GENÓMICA IV
Variación dentro de una especie (generalmente humanos):¿Qué variaciones de secuencia existen dentro de una especie?
¿Cuántos individuos varían dentro de la especie?
¿Cuántas poblaciones varían dentro de la especie?
Estas variaciones, ¿causan cambios en la expresión o en la función génica?
¿Estas diferencias son el resultado de una presión selectiva específica? Por ejemplo: alelos persistentes para la lactasa (capacidad de digerir la lactasa en adultos) son persistentes en poblaciones con ganadería vacuna.
¿Qué variaciones están asociadas con enfermedades humanas complejas (por ejemplo, diabetes, enfermedades cardíacas, esquizofrenia, etc)?
PREGUNTAS DE LA GENÓMICA V
¿Cómo puede la genómica ser utilizada para mejorar la salud humana?¿se puede mejorar la identificación de individuos de riesgo y permitir la detección temprana y el tratamiento precoz de la enfermedad?
¿puede permitir un diagnóstico más adecuado de enfermedades clínicamente similares?
¿permite predecir si un paciente responderá bien a una droga o a un tratamiento específico?
OBJETIVOS CENTRALES DE LA GENÓMICA I
- Establecer bases de datos basados en web y herramientas informáticas para su investigación
- Realizar mapas genéticos y mapas físicos del genoma (alineamientos)
- Generar y ordenar secuencias génicas expresadas y genómicas (contigs, cDNAs, EST,...)
- Identificar y anotar el conjunto de genes codificados en un genoma (alineamiento de cDNA, algoritmos tipo BLAST,..)
OBJETIVOS CENTRALES DE LA GENÓMICA II
- Caracterizar la diversidad de la secuencia del DNA (SNPs, inserciones y deleciones,...)
- Elaborar atlas de expresión génica (ESTs, SAGE, Northern blots, Western blots,...)
- Acumular datos funcionales de los genes, incluyendo propiedades bioquímicas y fenotípicas (Genómica funcional, Estructural, Proteómica, Farmacogenómica,..)
- Proveer información para la comparación con otros genomas
Tipos de mapas I
Mapas citológicos
Tipos de mapas II
Mapas genéticos (cM)RFLPs
SNPs
VNTRs
Microsatélites
Tipos de mapas III
Mapas físicos (nt):
lMarcadores molecularesRFLPs
SNPs
VNTRs
Microsatélites
STS
Marcador molecular: RFLP
Restriction Fragment Length Polymorphisms Técnica: Southern blotting (hibridación con sondas de DNA)
Unidades de distancia: análisis de ligamiento (cM)⇒ mapa gen
análisis del tamaño del fragmento (kb)⇒ mapa físico de restricción
RFLPs