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roberto
¿Basura? No: el artículo que publica Nature sobre el proyecto ENCODE anuncia «Funciones bioquímicas para un 80% del genoma»
Casey Luskin 5 de septiembre de 2012 | Permalink
Un revolucionario artículo en Nature comunica los resultados del Proyecto Enciclopedia de Elementos del ADN (ENCODE por sus siglas en inglés), que ha detectado pruebas de función para «la inmensa mayoría» del genoma humano. Titulado «An integrated encyclopedia of DNA elements in the human genome [Una enciclopedia integrada de elementos de ADN en el genoma humano]», este trabajo de investigación encuentra «una cantidad sin precedente de elementos funcionales» donde «una cantidad sorprendentemente grande del genoma humano» resulta funcional. Basándose en el conocimiento actual, el informe concluye que ahora se sabe que al menos un 80% del genoma humano es funcional:
El proyecto Enciclopedia de Elementos del ADN (ENCODE por sus siglas en inglés) ha levantado un mapa sistemático de regiones de transcripción, de asociación de factores de transcripción, de estructura de la cromatina y de modificación de las histonas. Estos datos nos han posibilitado asignar funciones bioquímicas al 80% del genoma, en particular fuera de las bien estudiadas regiones de codificación de proteínas. Muchos candidatos a elementos con función de regulación están físicamente asociados entre sí y con genes expresados, lo que proporciona una nueva comprensión de los mecanismos de la regulación génica.
(The ENCODE Project Consortium: «An integrated encyclopedia of DNA elements in the human genome», Nature, Vol. 489:57-74 (6 de septiembre de 2012) (énfasis añadido))
En el pasado hemos leído con frecuencia acerca de estudios que comunicaban funcionalidades de muchos miles de pares de bases (véase aquí para unos cuantos ejemplos), pero es a menudo difícil conseguir una perspectiva de hasta para qué proporción del genoma se ha detectado funcionalidad. Mediante la colaboración de cientos de investigadores, el proyecto ENCODE ha determinado que «La inmensa mayoría (80,4%) del genoma humano participa en al menos un suceso bioquímico asociado con el ARN y/o la cromatina en al menos un tipo de célula».
Una cantidad «sorprendentemente grande» del genoma humano es funcional
El artículo acerca de ENCODE distribuye los elementos genómicos funcionales en unas categorías principales: regiones transcritas en ARN, regiones codificantes de proteínas, sitios de unión de factores de transcripción, estructura de la cromatina y sitios de metilación del ADN. Después de analizar todas estas diferentes clases de elementos genómicos, el proyecto descubrió que:
Teniendo en cuenta todos estos elementos, una cantidad sorprendentemente grande del genoma humano, un 80,4%, está constituido por al menos un elemento identificado por ENCODE. La clase más amplia de elementos representa los diferentes tipos de ARN, que comprenden el 62% del genoma (aunque la mayoría se encuentra dentro de intrones o cerca de genes). Las regiones muy enriquecidas para modificaciones de histonas forman la siguiente clase más grande (56,1%). Excluyendo los elementos de ARN y elementos de histonas a grandes rasgos, el 44,2% queda cubierto. Unas proporciones menores del genoma están ocupadas por regiones de cromatina abierta (15,2%) o por sitios de unión de factores de transcripción (8,1%), con un 19,4% cubierto por al menos un pico de DHS o factor de transcripción de secuenciación ChIP en todas las líneas celulares. (Se han eliminado las referencias internas.)
Además de encontrar 863 pseudogenes que son «transcritos y asociados con cromatina activa», el artículo comunica que casi todo el genoma se encuentra cerca de un elemento ADN funcional: «Un total de un 99% de las bases conocidas en el genoma se encuentran dentro de 1,7 kb de cualquier elemento ENCODE».
«No conservado» ha dejado de significar «carente de función»
Como ya hemos considerado en SEDIN · Notas y Reseñas con anterioridad, los biólogos moleculares infieren a menudo la funcionalidad para el ADN no codificante al descubrir que una secuencia está «conservada» o «constreñida» (es decir, similar) a través de diversas especies, lo que implica que hay alguna clase de función susceptible de selección que previene que acumule mutaciones. Pero si una secuencia no está conservada o constreñida (es decir, es diferente) a través de diferentes especies, ¿implica esto acaso que no es funcional? El equipo ENCODE hizo esta pregunta, y descubrió que la respuesta es «No»:
Unos elementos primate-específicos así como elementos sin construcción mamífera detectable exhiben, en forma agregada, indicios de selección negativa; así, se espera que algunos