17.3B: Uso de Secuencias del Genoma Completo de Organismos Modelo
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- Describir los organismos modelo utilizados en la secuenciación del genoma completo
Puntos Clave
- El primer genoma que se secuenció completamente fue el virus bacteriano, bacteriófago fx174, el cual es de 5368 pares de bases.
- Los científicos utilizan la secuenciación genómica de organismos modelo para estudiar proteínas homólogas y establecer relaciones evolutivas.
- La anotación genómica es el proceso de adjuntar información biológica a secuencias génicas identificadas mediante secuenciación del genoma completo.
- Los organismos modelo incluyen la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster), la levadura cervecera (Saccharomyces cerevisiae), el nematodo, Caenorhabditis elegans y el ratón (Mus musculus).
Términos Clave
- anotación del genoma: el proceso de adjuntar información biológica a secuencias génicas.
- organismo modelo: cualquier organismo (por ejemplo, la mosca de la fruta) que haya sido ampliamente estudiado como ejemplo de muchos otros y a partir del cual se puedan establecer principios generales
Uso de Secuencias del Genoma Completo de Organismos Modelo
El primer genoma que se secuenció completamente fue de un virus bacteriano, el bacteriófago fx174 (5368 pares de bases). Esto lo logró Fred Sanger mediante secuenciación de escopeta. Posteriormente se secuenciaron otros orgánulos y genomas virales. El primer organismo cuyo genoma fue secuenciado fue la bacteria Haemophilus influenzae, la cual fue realizada por Craig Venter en la década de 1980. Aproximadamente 74 laboratorios diferentes colaboraron en la secuenciación del genoma de la levadura Saccharomyces cerevisiae, la cual comenzó en 1989 y se completó en 1996. Tomó tanto tiempo porque era 60 veces más grande que cualquier otro genoma que se hubiera secuenciado en ese momento. Para 1997, las secuencias genómicas de dos organismos modelo importantes estaban disponibles: la bacteria Escherichia coli K12 y la levadura Saccharomyces cerevisiae. Ahora se conocen genomas de otros organismos modelo, como el ratón Mus musculus, la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, el nematodo Caenorhabditis elegans y el Homo sapiens humano. Gran parte de la investigación básica se realiza utilizando organismos modelo porque la información puede ser aplicada a los procesos biológicos de organismos genéticamente similares. Tener genomas enteros secuenciados ayuda a estos esfuerzos de investigación.
El proceso de adjuntar información biológica a las secuencias génicas se denomina anotación genómica. La anotación ayuda a los investigadores a realizar experimentos básicos en biología molecular, como el diseño de cebadores de PCR y dianas de ARN.
La secuenciación de genomas permite a los científicos identificar proteínas homólogas y establecer relaciones evolutivas. Además, si una proteína recién descubierta es homóloga a una proteína conocida, a través de la homología, los científicos pueden hacer una suposición educada sobre cómo funciona la nueva proteína.
Los eucariotas son organismos que contienen células que encierran orgánulos complejos dentro de una membrana celular bien definida. La característica definitoria que distingue a eucariotas y procariotas es el núcleo de los eucariotas, o envoltura nuclear, en el que está contenida la información genética de un organismo. El primer genoma eucariota que se secuenció fue el de S. cerevisiae, que es la levadura utilizada en la cocción y elaboración de cerveza. Es el organismo modelo eucariota más estudiado en biología molecular y celular, similar al papel de E. coli en el estudio de organismos procariotas. La investigación sobre muchas proteínas que son importantes para los humanos se realiza examinando sus homólogos en levaduras. Por ejemplo, las proteínas de señalización y las enzimas procesadoras de proteínas fueron descubiertas a través de la ayuda del genoma de levadura.
