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¿Cuál es genómica comparativa?

La genómica comparativa es un campo de la biología donde el genoma de diversa especie se compara el uno al otro para entender diferencias evolutivas y moleculares entre las especies. El revelado del bajo costo, secuencia de la siguiente-generación ha habilitado el análisis de una plétora de genomas relacionados usando genómica comparativa. Este artículo apunta describir las técnicas usadas en genómica comparativa y sus ventajas/desventajas.

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La genómica comparativa es un campo de la biología donde el genoma de diversa especie se compara el uno al otro para entender diferencias evolutivas y moleculares entre las especies.vrx | Shutterstock

Secuencia del genoma y comparación del genoma

La información genética es codificada por cuatro nucleósidos: adenina, citosina, guanina, y thymine. La determinación de la pedido de estos nucleósidos en la DNA lineal forma la base de la secuencia. Junto con el genoma humano, los genomas de varios organismos modelo ahora se han ordenado - incluyendo chimpancés, ratones, moscas del vinagre, pescados del fumador, ascárides, la levadura del panadero, y las bacterias. En total, los genomas de más de 1000 organismos procarióticos y 1300 especies se han ordenado hasta la fecha.

El primer paso en genómica comparativa es comparar características generales por ejemplo: talla del genoma, número de genes y número de cromosoma. Por ejemplo, Arabidopsis (una instalación) tiene un genoma más pequeño comparado a la Drosophila, la mosca del vinagre que tiene dos veces tantos genes. Interesante, la talla del genoma de Arabidopsis es similar a los seres humanos, sugiriendo que la talla del genoma no es un indicador de la complejidad o del estado evolutivo.

DNA que ordena y synteny

Synteny es un método por el cual los genes se arreglan en cuadras similares a través de especies para determinar regiones similares y disímiles. El fragmento de la semejanza y de la desemejanza puede variar a través de los cromosomas. Por ejemplo, el cromosoma 20 de seres humanos corresponde casi totalmente al segundo cromosoma del ratón.

Semejantemente, el decimoséptimo cromosoma de seres humanos corresponde con el cromosoma 11 del ratón. Así, el análisis puede mostrar cómo los cambios cromosómicos que han suceso en ratón y cromosomas humanos desde que divergieron de un antepasado común hace casi 75-80 millones de años.

Análisis homólogo de la DNA

Otro método usado en genómica comparativa es el análisis de la homología, donde los cromosomas homólogos de diversas especies se alinean. Por ejemplo, en un estudio, el gen para la cinasa del piruvato de la enzima en seres humanos fue alineado con el perro, el ratón, el pollo, y los zebrafish homólogos de la forma de la serie de la enzima (entre otros), y posteriormente, las regiones de alta semejanza de la serie fueron trazadas.

Por ejemplo análisis alta semejanza mostrada en las series de la enzima del ser humano y del macaque (primate), mientras que el pollo y los zebrafish mostraron semejanza solamente en las regiones de la codificación. Tal análisis se puede utilizar para encontrar qué características genomic se han preservado durante el curso de la evolución y, inversamente, que las características han diversificado.

Distancia filogenética

La distancia filogenética es una característica no paramétrica usada para medir el grado de separación entre dos organismos. Este parámetro se basa en el número de cambios de la serie que han acumulado durante un período de años o las generaciones. Esta distancia es inverso proporcional a la semejanza de la serie entre los organismos - es decir menos la semejanza de la serie, más es la distancia filogenética entre ellos.

Sobre distancias filogenéticas más largas (tales como un mil millones años) puesto que los organismos separados, solamente las inferencias generales pueden ser recolectados. Sin embargo, para distancias filogenéticas más cercanas, tales como 50-200 millones de años desde la separación, la DNA funcional y no funcional puede ser discriminada, que puede llevar posteriormente a la identificación de las regiones de la codificación, de la no-codificación RNAs, de regiones reguladoras, del etc.

Para las distancias filogenéticas menos de 5 millones de años, diferencias de la serie se puede utilizar para deducir diferencias más pequeñas y sutiles en forma y forma. Por lo tanto, las diferencias genomic comparativas pueden ofrecer mucha información potente.

Ventajas de la genómica comparativa

Los genomas comparativos han llevado a los discernimientos interesantes, tales como esa parte el 60% de la mosca del genoma humano y del vinagre de sus genes. También, casi dos tercios de los genes del cáncer tienen genes homólogos en la mosca del vinagre. Tales resultados tienen un impacto profundo en la investigación de la salud humana. Aparte de salud, también tiene implicaciones en diversos campos como agricultura, biotecnología, zoología, biología de la protección, el etc.

Fuentes

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Last Updated: May 22, 2019

Dr. Surat P

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Dr. Surat P

Dr. Surat graduated with a Ph.D. in Cell Biology and Mechanobiology from the Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, India) in 2016. Prior to her Ph.D., Surat studied for a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Zoology, during which she was the recipient of an Indian Academy of Sciences Summer Fellowship to study the proteins involved in AIDs. She produces feature articles on a wide range of topics, such as medical ethics, data manipulation, pseudoscience and superstition, education, and human evolution. She is passionate about science communication and writes articles covering all areas of the life sciences.  

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