Una historia abreviada de la genómica británica

El aislamiento de la DNA fue realizado con éxito en 1869. Sin embargo, su secuencia tuvo que esperar hasta que el proyecto del genoma humano fuera terminado en 2003, más que cientos años más tarde.

Hélice de la DNAvitstudio | Shutterstock

La genómica moderna data de los años 70, pero su asiento fue puesto por lo menos veinte años antes de esto, con la creación de las escrituras de la etiqueta radioactivas para estudiar biomoléculas. Este los científicos ayudados entienden procesos corporales múltiples. Más importantemente, ayudó a encontrar el santo grial de genética - la estructura y la serie del doble hélice de la DNA.

Descubrimiento de la estructura de la DNA  

El descubrimiento genético más grande de la edad moderna se ingriesa en cuenta a la tortícolis de Francisco y James Watson, que, junto con Mauricio Wilkins, recibió el Premio Nobel 1962 Para el remedio para descubrir la estructura de la DNA.

La tortícolis era un físico inglés prometedor que interrumpió su carrera cuando la Segunda Guerra Mundial explotó para ensamblar el Ministerio de marina. Durante esos ocho años, él cambió su campo de la investigación a la biología, después de leer el libro del Erwin Schrodinger eminente del físico, “cuál es vida?”  y eventual ensamblado el laboratorio de Cavendish en Cambridge.

Mauricio Wilkins nació en el desierto de Nueva Zelanda a un médico-investigador irlandés, pero vivido en el Reino Unido de la edad de seis. Después de tomar su doctorado en la física, él estuvo implicado en el proyecto Manhattan de desarrollar la primera bomba nuclear en los E.E.U.U.

Aquí otra vez, el libro de Schrodinger le inspiró a que buscara la física en genética. Después de la guerra, él se movió de nuevo a Inglaterra, y ensambló el laboratorio de la biofísica de Randall en College de rey, Londres. Aquí ordenaron a las personas eventual para encontrar la estructura de la DNA.

Esto incluyó a Rosalind Franklin, investigador asombroso talentoso que había ensamblado el laboratorio de Randall para aumentar la unidad de la cristalografía de la radiografía allí. Sin embargo, Wilkins y Franklin nunca lo pegaron lejos junto.

James Watson era un científico americano joven brillante que el primer encontró a Wilkins en una conferencia en Nápoles en 1951. El año pasado, el Wilkins y el que está de sus estudiantes del doctorado, Raymond Gosling, habían producido varias imágenes de la radiografía de la estructura cristalina de la molécula de la DNA. Algunos de éstos fueron presentados en la reunión de Nápoles.

Una imagen particularmente probó tan la intriga a James Watson que él ensambló el laboratorio de Cavendish el mismo año para perseguir la estructura de la DNA. Allí él resolvió la tortícolis de 35 años de Francisco, y allí las líneas se encontraron, porque ambos ellos acordaron trabajar en la DNA.

Al mismo tiempo, Rosalind Franklin también se unió la carrera para interpretar la molécula evasiva. A pesar del trabajo todo solamente, ella vino asombrosamente cerca de quebrar el rompecabezas.

Watson y la tortícolis resolvieron diversos aspectos teóricos de la estructura de la DNA. Sin embargo, para confirmar su exactitud, las imágenes sin obstrucción de la radiografía de Franklin y sus mediciones exactas de diversas distancias dentro de la célula de unidad de la DNA demostraron crucial. Incorporando estos datos, tuvieron éxito en publicar la estructura de doble hélice de la DNA en 1953, así como mostrar su capacidad de la réplica. A pesar del papel dominante desempeñado por el trabajo de Franklin, la omitieron de la citación del Premio Nobel.

La tortícolis de Francisco continuó estudiar manufactura de la proteína y la regla genética de este proceso. Él también propone la hipótesis de la serie del `' - esa era la serie de bases en la molécula de la DNA que codificó la información genética (la pedido de los aminoácidos acumulados en cada proteína).

La tortícolis combinó hacia arriba con George Gamow, otro físico-biólogo, para publicar su teoría famosa del trío del `' en 1958. Esta hipótesis, ahora conocida como el dogma central del ` de la biología molecular', declara que la clave de la DNA está transcrita en el ARN que está decodificado mediante codones. Los codones son equipos de tres bases que especifiquen diversos aminoácidos. La pedido de estos tríos decide a la pedido específica de los aminoácidos que formarán la proteína dada.

El Pub de Eagle en donde la tortícolis y Watson los anunciaron había descubierto la estructura de la DNA en 1953. (Imagen tomada por Claudio Divizia, 2018 - Shutterstock).El Pub de Eagle en donde la tortícolis y Watson los anunciaron había descubierto la estructura de la DNA en 1953. (Imagen tomada por Claudio Divizia, 2018 - Shutterstock).

¿Qué Sanger está ordenando?

Después del descubrimiento de la DNA, la nueva tecnología emergió rápidamente, que permitió la determinación automatizada rapid de las series de nucleótido en fragmentos de la DNA. La reacción en cadena de polimerasa fue inventada, permitiendo la amplificación enorme de una pequeñísima cantidad de DNA que contenía un gen del interés. Innovaciones posteriores hicieron este método de poco costo y “queja-libre”.

La tecnología de DNA recombinante fue desarrollada en 1973, y permitió la caracterización y la manipulación de genomas grandes. 1977 vieron el primer gen que era aislado.

El honor de ordenar un genoma va por primera vez a Fred Sanger, gigante entre científicos británicos, y premio Nobel doble. Él ordenó un genoma viral y mitocondrial totalmente, haciéndole al primer científico de la genómica.

Después de trabajar en la secuencia de la DNA por 15 años pacientes en el laboratorio médico (MRC) del Consejo de Investigación en biología molecular, él publicó la tecnología más temprana para determinar la pedido de bases en una molécula de la DNA - el ` Sanger que ordenaba método'.

La secuencia de Sanger golpeó lejos una época con el pie en la DNA que ordenaba, y dio forma la ciencia de la genómica. También le ganó su segundo Premio Nobel. El método ha avance hoy para permitir la lectura de hasta 800 bases simultáneamente.

ejemplo 3D de un método de secuencia de la DNAktsdesign | Shutterstock

El proyecto del genoma humano

Las rupturas en la estructura de la DNA, decodificando y ordenando eran cruciales a los efectivoses del proyecto del genoma humano. A partir de 1993 a 2003, reunió a científicos de primera calidad a partir de 20 instituciones a través de seis países para desenredar con éxito la serie de las tres mil millones bases nitrogenadas en una molécula humana de la DNA.

¿Por qué es la correspondencia del genoma importante? La respuesta es que pone juntas brocas del genoma entero para ayudar a investigadores a encontrar su manera alrededor de ella y a localizar genes del interés.

Inscriba a Juan Sulston, el hijo de un vicario, que había sido siempre curioso sobre ` cómo los organismos trabajan'. Eventual haciendo biólogo molecular, él ensambló el laboratorio de MRC, Cambridge.

Juan Sulston y el tornillo sin fin

Sydney surafricana Brenner trabajaba en las mutaciones que causaron a cambios en la manera el tornillo sin fin movido, porque él quiso saber los genes regularon procesos de la vida en el nivel molecular. Sulston colaboró con él en MRC pero el espacio y los fondos eran cortos. Sulston entonces cabildeó con éxito la confianza de Wellcome y el Consejo de Investigación médico para fijar un nuevo laboratorio dedicó a los estudios genomic. Éste era el comienzo del centro de Wellcome Sanger, cuyo él hizo el fundador-director en 1992, permaneciendo hasta el 2000.

En 1998, después de 12 años de trabajo paciente, las personas de Sulston, trabajando con las personas de Roberto Waterston en St. Louis, los E.E.U.U., publicaron la primera serie completa de la DNA del animal, de los elegans de Caenorhabditis del nematodo (elegans de la C.), usada como prototipo para la otra especie. Para esto, él compartió el Premio Nobel Junto con los investigadores compañeros Sydney Brenner y Roberto Horwitz.

Mientras que este proyecto había sido pensado inicialmente para seguir en la conexión entre el revelado de los elegans de la C. y su genética, era tan acertado que se convirtió en rápidamente un prototipo para el proyecto del genoma humano, para el cual éste se convirtió en el centro BRITÁNICO.

Su éxito era un prueba-de-concepto crucial para los métodos de poco costo de la alto-producción usados para destapar la serie humana de la DNA, así como para mostrar sus limitaciones y ventajas. Para el final de su arrendamiento, usando el Sanger que ordenaba métodos, el primer esbozo de la serie del genoma humano era completo.

Juan que la pasión de Sulston no acaba de hacer descubrimientos científicos, él también insistió en poner toda su investigación científica libremente a disposición cualquier persona. Esto, él aserraba al hilo, era la única manera de acelerar progreso dentro de la comunidad. Esto ha seguido siendo central al carácter del instituto de Wellcome Sanger hasta el día de hoy.

Mike Stratton y genes del cáncer

Simultáneamente, Mike Stratton comenzó a fijar el proyecto del genoma del cáncer en el instituto, tentativa correlacionar todos los genes cancerígenos en el genoma humano. Él había determinado ya el gen BRCA2, uno de los dos genes que causan la mayoría de los cánceres de pecho en mujeres, y el gen de BRAF implicado en seis fuera de diez melanomas malos. Él también ayudó a descubrir otros genes implicados en cáncer del pecho, testicular, colorrectal y de tiroides.

El paso siguiente adelante habría podido suceso solamente después que la secuencia del completo-genoma tuvo éxito, porque se centró en la correspondencia del genoma funcional, que consiste solamente en genes funcionales. Esto llevó al estudio enfocado de las regiones del gen dentro de la molécula de la DNA para relacionarse la estructura física con su expresión exterior en la carrocería y su trabajo.

Allan Bradley trabajó en su vida del estudiante en Cambridge, siguiendo que él tomó la producción de ratones knockout usando las células madres embrionarias. Éstos son los ratones que faltan ciertos genes específicos. Él siguió esto hacia arriba con el trabajo sobre el alcance del gen y las técnicas genéticas de la manipulación, que eran útiles en muchas tecnologías y procesos genéticos del laboratorio.

Ofreciéndolo a este punto lo contrató a hacer su trabajo comercialmente viable para la venta. Cuando él hizo más adelante el nuevo director del instituto de Sanger en 2000, él la transformó en un centro que se centró en la obtención de la información biológica del genoma ordenado.

Algunos ejemplos incluyen el consorcio internacional del genoma del cáncer que se centró en el genoma del cáncer, y los 100 000 genomas proyectan ordenar los genomas de las células normales y afectadas en pacientes con el cáncer, por ejemplo, y ésos con una enfermedad rara.

secuencia de la Siguiente-generación emergida en 2007 y demostrada ser otro paso transformativo, permitiendo a millones de muestras de la DNA ser ordenado junto usando la secuencia paralela masiva (MPS). Esto hace la preparación de la muestra más rápida, es extremadamente adaptable, y ha derribado el costo enormemente. ¡Es real posible al genoma humano de la serie una para menos que el £ 700 de un único día, comparado el £ a 2 mil millones y 10 años que llevó para primer!

Esto ha sido seguida casi inmediatamente por la secuencia de tercera generación. Esta tecnología hace uso de las bases etiqueta con tecnología fluorescente de la enzima de las etiquetas y de la polimerasa de DNA. Esto produce fragmentos de la DNA 10-15 mil bases largas, haciendo genomic ordenando mucho más simple y eliminando la necesidad de ensamblar fragmentos en el caso de genomas más pequeños. ¡Esto ha habilitado la revisión del `' de genomas ya ordenados a la exactitud virtualmente 100%, y los científicos esperan eventual ordenar el genoma humano entero en el plazo de apenas una hora!

Todo el esto ha ocurrido en el plazo de apenas dos años del proyecto del genoma humano. Sin duda alguna, muchos más descubrimientos deben ser hechos que facilitarán diagnosis personalizada y el tratamiento basados en variaciones genomic en un ordenador principal de las condiciones de la enfermedad.

Fuentes

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Last Updated: May 13, 2019

Dr. Liji Thomas

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Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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