Tema 6 Organització del genoma en eucariotes I

Proyecto ENCODE

• El proyecto Encyclopedia of DNA Elements (ENCODE) se lanzó en 2003 para identificar todos los elementos funcionales del genoma humano.
• Se define un elemento funcional del ADN como un segmento discreto del genoma que produce un producto definido (proteína o ARNnc) o muestra una firma bioquímica reproducible (capacidad de unión a proteínas o estructura de la cromatina específica).
• El proyecto analizó ~ 140 tipos celulares (líneas celulares inmortalizadas: HeLa, HepG2, K562, HUVEC, etc.)
• Los resultados obtenidos en 2012 revelaron que el 80.4% del genoma humano participa en al menos un proceso bioquímico asociado con el ARN o la cromatina en al menos un tipo celular.
• Aproximadamente el 75% del genoma se transcribe en algún tipo celular.
• El proyecto ENCODE ha identificado genes solapados, en los que se sintetizan transcritos solapantes de ambas cadenas de ADN.
• Los diferentes estados de la cromatina (mayor o menor compactación) están relacionados con la expresión génica y las modificaciones/factores de transcripción.
• El proyecto ENCODE ha encontrado que muchos polimorfismos (SNPs) asociados a enfermedades por estudios de asociación de genoma completo (GWAS) se localizan en elementos funcionales no codificantes, cerca de regiones definidas por ENCODE.
• Tras las fases 1 y 2, la fase 3 del proyecto ENCODE, lanzada en 2020, ha generado casi un millón de anotaciones de elementos cis-reguladores candidatos para humanos y más de 300.000 para ratones.
• El proyecto ENCODE se ha extendido a organismos modelo, particularmente el ratón.
• El European Reference Genome Atlas (ERGA) es una iniciativa paneuropea que busca comprender la biodiversidad global.

Genes Solapados

• Los genes solapados se definen como genes que comparten una secuencia de ADN.
• La secuencia de ADN puede codificar para más de una proteína.
• La secuencia codificante de uno de los genes puede estar ubicada en un intrón del otro gen.
• Los genes solapados se encuentran en el genoma de todos los organismos vivos, pero son más comunes en los genomas de los eucariotas.
• Los genes solapados pueden tener un papel importante en la regulación de la expresión génica y la evolución.
• Se destaca la relación entre los genes NF1 y HTR2C para dar ejemplos de diferentes genes solapados.

Complejidad del Genoma

• La cinética de reasociación mide la tasa de reasociación de cadenas complementarias de ADN.
• La cinética de reasociación se utiliza para determinar la complejidad del ADN, mostrando la proporción de secuencias únicas y repetidas en un genoma.
• La técnica fue desarrollada por Roy Britten y Eric Kohne en 1968.
• Se fragmenta el ADN en fragmentos de 200-‐300 pb y se desnaturaliza, después se renaturaliza y se mide la fracción de ADN de cadena sencilla a lo largo del tiempo.
• C0t1/2 es el tiempo de reacción en que la mitad del ADN está renaturalizado. C0 es la concentración inicial del ADN de cadena sencilla, y t es el tiempo.
• La curva C0t se utiliza para identificar diferentes fracciones de ADN con diferentes tasas de reasociación.

Cinética de Reasoción

• La cinética de reasociación se ha utilizado para estudiar la complejidad de los genomas eucariotas.
• Los primeros estudios mostraron la presencia de secuencias repetidas en los genomas eucariotas.
• Los resultados de la cinética de reasociación han ayudado a comprender la estructura y la organización de los genomas eucariotas.
• Mediante la cinética de reasociación se pueden clasificar los nucleótidos en familias, por ejemplo, las familias de secuencias repetidas del ADN satélite.
• El ADN satélite es una secuencia de ADN de secuencia repetida simple que forma heterocromatina en los cromosomas.