/ miércoles 23 de agosto de 2023

Científicos descifran rompecabezas del cromosoma Y, la última pieza del genoma humano completo

Es un importante paso para conocer su papel real en el desarrollo, la fertilidad o el cáncer

Los científicos han dado un importante paso adelante en la comprensión del genoma humano -nuestra huella genética- al descifrar por completo el enigmático cromosoma Y presente en los varones.

Ahora, un equipo de más de cien científicos logró descifrarlo, un importante paso para conocer su papel real en el desarrollo, la fertilidad o el cáncer.

¿Qué son los cromosomas Y y X?

Los investigadores develaron el miércoles la primera secuencia completa del cromosoma Y humano, que es uno de los dos sexuales -el otro es el X- y que suele transmitirse de padres a hijos varones.

Es el último de los 24 cromosomas -estructuras filiformes que transportan la información genética de célula a célula- del genoma humano en ser secuenciado.

Las personas tienen un par de cromosomas sexuales en cada célula. Los varones poseen un cromosoma X y uno Y, mientras que las mujeres tienen dos cromosomas X, con algunas excepciones.

Los genes del cromosoma Y ayudan a gobernar funciones reproductivas clave, como la producción de esperma, formalmente llamada espermatogénesis, e incluso están implicados en el riesgo y la gravedad del cáncer. Sin embargo, había resultado difícil de descifrar por su estructura excepcionalmente compleja.

La última pieza del rompecabezas

La secuenciación completa del cromosoma asociado al desarrollo masculino era la última pieza que faltaba en el mapa del genoma humano y sus detalles se presentan en dos artículos en la revista Nature.

Detrás de este logro está el Consorcio T2T (Telómero a Telómero), el mismo que en 2022 publicó en seis artículos en Science y en una docena de escritos complementarios en otras publicaciones la primera secuencia completa del genoma humano.

"Se lo debemos a las nuevas tecnologías de secuenciación y a los métodos computacionales", afirmó Arang Rhie, científica del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano de Estados Unidos y autora principal de un artículo de investigación que detalla este logro en Nature.

"Por fin se dispone de la primera visión completa del código del cromosoma Y, que revela más del 50% de la longitud del cromosoma que antes no aparecía en nuestros mapas genómicos", resaltó la profesora de ingeniería biomolecular de la Universidad de California en Santa Cruz (UCSC) y coautora del estudio, Karen Miga, codirectora del consorcio Telomere-to-Telomere, responsable de la investigación.

Ese mapa casi acabado -al que le faltaba "la fotografía" definitiva del cromosoma Y- venía a rematar el hito conseguido dos décadas atrás, cuando se cartografió cerca del 92% del genoma humano, lo que ya supuso una revolución en la biología y la medicina.

En 2022 se aportaron datos del 8% restante y se revelaron regiones ocultas importantes para entender las enfermedades genéticas, la reproducción o la diversidad humana. Los artículos que se publican este día en Nature cierran el círculo.

Ahora se ha conseguido secuenciar por completo el cromosoma Y, "lo que completa por fin el conjunto de cromosomas humanos de extremo a extremo", explica un comunicado del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano.

¿Por qué el cromosoma Y era difícil de descifrar?

El cromosoma Y, junto con el cromosoma X, suele ser objeto de debate por su papel en el desarrollo sexual.

Aunque estos cromosomas desempeñan un papel central, los factores que intervienen en el desarrollo sexual humano están repartidos por todo el genoma y son muy complejos, lo que da lugar a la variedad de características sexuales humanas que se encuentran entre los individuos masculinos, femeninos e intersexuales, detalla el NHGRI y la Universidad Johns Hopkins.

Estas categorías no son equivalentes al género, recuerdan estas instituciones, que añaden que trabajos recientes demuestran que los genes del cromosoma Y contribuyen a otros aspectos de la biología humana, como el riesgo y la gravedad del cáncer.

El cromosoma Y ha sido especialmente difícil de descifrar debido a sus patrones moleculares repetitivos; ensamblar los datos de su secuenciación es como intentar leer un libro largo cortado en tiras.

"El cromosoma Y es el más pequeño y el de evolución más rápida del genoma humano, y también el más repetitivo, lo que significa que su ADN contiene tramos que se repiten muchas veces", explicó Monika Cechova, genómica de la UCSC y coautora del estudio.

El trabajo reveló características de regiones médicamente relevantes del cromosoma Y, incluido un tramo de ADN -la molécula que transporta la información genética para el desarrollo y funcionamiento de un organismo- que contiene varios genes implicados en la producción de esperma.

Los nuevos datos rellenan lagunas en más del 50% de este cromosoma, descubriendo importantes características genómicas con implicaciones, por ejemplo, para la fertilidad, como los factores que intervienen en la producción de esperma.

Cuando los científicos y los médicos estudian el genoma de un individuo, comparan su ADN con el de una referencia estándar para determinar dónde hay variaciones, explicó por su parte la Universidad de California.

Hasta ahora la porción del cromosoma Y del genoma contenía "grandes lagunas" que dificultaban la compresión de las variaciones y las enfermedades asociadas.

"Cuando se encuentran variaciones que no se han visto antes, la esperanza es siempre que esas variantes genómicas sean importantes para entender la salud humana", detalló Adam Phillippy, líder del consorcio e investigador del NHGRI.

Para el investigador, las variantes genómicas médicamente relevantes pueden ayudar a diseñar mejores diagnósticos en el futuro.

El genoma

El genoma es el conjunto completo de instrucciones de un organismo, un libro que está escrito con combinaciones de solo cuatro unidades químicas designadas con las letras A, T, C y G (adenina, timina, citosina y guanina); estas se denominan bases nucleótidas.

Para los humanos, este manual de instrucciones contiene unos 3.000 millones de pares de bases (o letras), las cuales se encuentran en los 23 pares de cromosomas dentro del núcleo de todas las células. Secuenciar significa determinar su orden exacto en un segmento de ADN.

La secuenciación definitiva del cromosoma Y añade 30 millones de bases nuevas a la referencia del genoma humano, resumen sus responsables.

Estas bases revelan la existencia de otros 41 genes que activan proteínas y aportan información crucial para quienes estudian cuestiones relacionadas con la reproducción o la evolución.

El mapa completo del cromosoma sexual masculino se publica en uno de los artículos de Nature. En el otro se informa de la secuenciación de 43 cromosomas Y humanos diversos, que representan a 21 poblaciones diferentes.

Los ensamblajes proporcionan una visión más detallada de la variación genética a lo largo de 183 mil años de evolución humana y revelan nuevas secuencias de ADN, firmas de regiones conservadas y conocimientos sobre los mecanismos moleculares que contribuyeron a la compleja estructura del cromosoma Y.

Los científicos han dado un importante paso adelante en la comprensión del genoma humano -nuestra huella genética- al descifrar por completo el enigmático cromosoma Y presente en los varones.

Ahora, un equipo de más de cien científicos logró descifrarlo, un importante paso para conocer su papel real en el desarrollo, la fertilidad o el cáncer.

¿Qué son los cromosomas Y y X?

Los investigadores develaron el miércoles la primera secuencia completa del cromosoma Y humano, que es uno de los dos sexuales -el otro es el X- y que suele transmitirse de padres a hijos varones.

Es el último de los 24 cromosomas -estructuras filiformes que transportan la información genética de célula a célula- del genoma humano en ser secuenciado.

Las personas tienen un par de cromosomas sexuales en cada célula. Los varones poseen un cromosoma X y uno Y, mientras que las mujeres tienen dos cromosomas X, con algunas excepciones.

Los genes del cromosoma Y ayudan a gobernar funciones reproductivas clave, como la producción de esperma, formalmente llamada espermatogénesis, e incluso están implicados en el riesgo y la gravedad del cáncer. Sin embargo, había resultado difícil de descifrar por su estructura excepcionalmente compleja.

La última pieza del rompecabezas

La secuenciación completa del cromosoma asociado al desarrollo masculino era la última pieza que faltaba en el mapa del genoma humano y sus detalles se presentan en dos artículos en la revista Nature.

Detrás de este logro está el Consorcio T2T (Telómero a Telómero), el mismo que en 2022 publicó en seis artículos en Science y en una docena de escritos complementarios en otras publicaciones la primera secuencia completa del genoma humano.

"Se lo debemos a las nuevas tecnologías de secuenciación y a los métodos computacionales", afirmó Arang Rhie, científica del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano de Estados Unidos y autora principal de un artículo de investigación que detalla este logro en Nature.

"Por fin se dispone de la primera visión completa del código del cromosoma Y, que revela más del 50% de la longitud del cromosoma que antes no aparecía en nuestros mapas genómicos", resaltó la profesora de ingeniería biomolecular de la Universidad de California en Santa Cruz (UCSC) y coautora del estudio, Karen Miga, codirectora del consorcio Telomere-to-Telomere, responsable de la investigación.

Ese mapa casi acabado -al que le faltaba "la fotografía" definitiva del cromosoma Y- venía a rematar el hito conseguido dos décadas atrás, cuando se cartografió cerca del 92% del genoma humano, lo que ya supuso una revolución en la biología y la medicina.

En 2022 se aportaron datos del 8% restante y se revelaron regiones ocultas importantes para entender las enfermedades genéticas, la reproducción o la diversidad humana. Los artículos que se publican este día en Nature cierran el círculo.

Ahora se ha conseguido secuenciar por completo el cromosoma Y, "lo que completa por fin el conjunto de cromosomas humanos de extremo a extremo", explica un comunicado del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano.

¿Por qué el cromosoma Y era difícil de descifrar?

El cromosoma Y, junto con el cromosoma X, suele ser objeto de debate por su papel en el desarrollo sexual.

Aunque estos cromosomas desempeñan un papel central, los factores que intervienen en el desarrollo sexual humano están repartidos por todo el genoma y son muy complejos, lo que da lugar a la variedad de características sexuales humanas que se encuentran entre los individuos masculinos, femeninos e intersexuales, detalla el NHGRI y la Universidad Johns Hopkins.

Estas categorías no son equivalentes al género, recuerdan estas instituciones, que añaden que trabajos recientes demuestran que los genes del cromosoma Y contribuyen a otros aspectos de la biología humana, como el riesgo y la gravedad del cáncer.

El cromosoma Y ha sido especialmente difícil de descifrar debido a sus patrones moleculares repetitivos; ensamblar los datos de su secuenciación es como intentar leer un libro largo cortado en tiras.

"El cromosoma Y es el más pequeño y el de evolución más rápida del genoma humano, y también el más repetitivo, lo que significa que su ADN contiene tramos que se repiten muchas veces", explicó Monika Cechova, genómica de la UCSC y coautora del estudio.

El trabajo reveló características de regiones médicamente relevantes del cromosoma Y, incluido un tramo de ADN -la molécula que transporta la información genética para el desarrollo y funcionamiento de un organismo- que contiene varios genes implicados en la producción de esperma.

Los nuevos datos rellenan lagunas en más del 50% de este cromosoma, descubriendo importantes características genómicas con implicaciones, por ejemplo, para la fertilidad, como los factores que intervienen en la producción de esperma.

Cuando los científicos y los médicos estudian el genoma de un individuo, comparan su ADN con el de una referencia estándar para determinar dónde hay variaciones, explicó por su parte la Universidad de California.

Hasta ahora la porción del cromosoma Y del genoma contenía "grandes lagunas" que dificultaban la compresión de las variaciones y las enfermedades asociadas.

"Cuando se encuentran variaciones que no se han visto antes, la esperanza es siempre que esas variantes genómicas sean importantes para entender la salud humana", detalló Adam Phillippy, líder del consorcio e investigador del NHGRI.

Para el investigador, las variantes genómicas médicamente relevantes pueden ayudar a diseñar mejores diagnósticos en el futuro.

El genoma

El genoma es el conjunto completo de instrucciones de un organismo, un libro que está escrito con combinaciones de solo cuatro unidades químicas designadas con las letras A, T, C y G (adenina, timina, citosina y guanina); estas se denominan bases nucleótidas.

Para los humanos, este manual de instrucciones contiene unos 3.000 millones de pares de bases (o letras), las cuales se encuentran en los 23 pares de cromosomas dentro del núcleo de todas las células. Secuenciar significa determinar su orden exacto en un segmento de ADN.

La secuenciación definitiva del cromosoma Y añade 30 millones de bases nuevas a la referencia del genoma humano, resumen sus responsables.

Estas bases revelan la existencia de otros 41 genes que activan proteínas y aportan información crucial para quienes estudian cuestiones relacionadas con la reproducción o la evolución.

El mapa completo del cromosoma sexual masculino se publica en uno de los artículos de Nature. En el otro se informa de la secuenciación de 43 cromosomas Y humanos diversos, que representan a 21 poblaciones diferentes.

Los ensamblajes proporcionan una visión más detallada de la variación genética a lo largo de 183 mil años de evolución humana y revelan nuevas secuencias de ADN, firmas de regiones conservadas y conocimientos sobre los mecanismos moleculares que contribuyeron a la compleja estructura del cromosoma Y.

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