Cómo se logró secuenciar por primera vez al 100% el genoma humano (y qué implicaciones tiene)

La primera vez que el ser humano pudo desbloquear el modelo de ADN de la vida humana fue en el año 2003, y este, fue un logro trascendental. Pero había un pequeño detalle, en realidad no pudieron reunir toda la información genética en el genoma. Había lagunas, regiones sin llenar, a menudo repetitivas, que eran demasiado confusas para unirlas.

Sin embargo, nadie se rindió y conforme avanzaba la tecnología, también avanzaba el Proyecto del Genoma Humano. Los científicos finalmente llenaron esos vacíos en mayo de 2021, y el primer genoma humano completo se publicó oficialmente el 31 de marzo de 2022. 

Las piezas faltantes del rompecabezas

Una forma de describir el aspecto de un genoma es compararlo con un libro de referencia. En esta analogía, un genoma es una antología que contiene las instrucciones del ADN para la vida. Está compuesto por una gran variedad de nucleótidos (letras) que se empaquetan en cromosomas (capítulos). Cada cromosoma contiene genes (párrafos) que son regiones de ADN que codifican las proteínas específicas que permiten que un organismo funcione. 

Si bien cada organismo vivo tiene un genoma, el tamaño de ese genoma varía de una especie a otra. Un elefante usa la misma forma de información genética que la hierba que come y las bacterias en su intestino. Aunque, no hay dos genomas exactamente iguales. 

Los genes,tal como se han entendido tradicionalmente, como tramos de ADN que codifican proteínas, son solo una pequeña parte del genoma de un organismo. De hecho, constituyen menos del 2% del ADN humano. El genoma humano contiene aproximadamente 3.000 millones de nucleótidos y poco menos de 20.000 genes que codifican proteínas, aproximadamente el 1% de la longitud total del genoma.

El 99% restante son secuencias de ADN no codificantes que no producen proteínas. Algunos son componentes reguladores que funcionan como un panel de control para controlar cómo funcionan otros genes. Otros son pseudogenes o reliquias genómicas que han perdido su capacidad de funcionar. Y más de la mitad del genoma humano es repetitivo, con múltiples copias de secuencias casi idénticas.

Completando el rompecabezas genómico

Hasta hace poco, muchas de estas regiones complejas podían compararse con la cara oculta de la luna: se sabía que existían, pero no se veían. Desde 1990, que inició el Proyecto del Genoma Humano, hasta entonces, los parches de secuencia han ido rellenando poco a poco los huecos del genoma humano. Y en 2021, el Consorcio T2T (Telomere-to-Telomere), un consorcio internacional de científicos que trabajan para completar un ensamblaje del genoma humano de principio a fin, anunció que finalmente se llenaron todos los vacíos restantes. Esto fue posible gracias a una tecnología de secuenciación mejorada capaz de leer secuencias más largas de miles de nucleótidos de longitud.

Con más información para ubicar secuencias repetitivas dentro de una imagen más grande, se volvió más fácil identificar su lugar apropiado en el genoma. Al igual que simplificar un rompecabezas de 1.000 piezas a un rompecabezas de 100 piezas, las secuencias de lectura larga hicieron posible ensamblar grandes regiones repetitivas por primera vez.

Salud humana

Con el poder cada vez mayor de la tecnología de secuenciación de ADN de lectura larga, los genetistas están posicionados para explorar una nueva era de la genómica, desenredando secuencias repetitivas complejas entre poblaciones y especies por primera vez. Y un genoma humano completo y sin brechas proporciona un recurso invaluable para que los investigadores investiguen regiones repetitivas que dan forma a la estructura y variación genética, la evolución de las especies y la salud humana.

Pero un genoma completo no lo captura todo. Los esfuerzos continúan para crear diversas referencias genómicas que representen completamente a la población humana y la vida en la Tierra.

Autor: Gabrielle Hartley