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Descifrando los genomas de los cultivos mexicanos

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¿Qué tienen en común la serpiente de mar, el robot y la casa de muñecas? Que todos están hechos con los mismos bloques básicos. Este es el tipo de estructuras que se pueden hacer con los cubos de plástico conocidos como “legos”.

Estos fueron desarrollados por Ole Kira Christiansen y su hijo Godtfred en Dinamarca, y después de diversos juguetes y diseños, no fue sino hasta 1949 que los cubos de plástico interconectables fueron desarrollados. Los “bloques de construcción automáticos” podían ser apilados unos sobre otros; sin embargo, el concepto revolucionario fue el hecho de que los de plástico podían ser “trabados” entre sí.

Cada pieza poseía varios botones planos en su cara superior y un fondo ahuecado rectangular. Conectando las caras superior e inferior de dos bloques, era posible mantenerlos unidos. Hasta 1953, estos obtuvieron el nombre actual de Lego Mursten o “bloques Lego”.

Sabemos que es posible desarmar cualquiera de estas estructuras hechas con legos y utilizar los mismos para crear otra totalmente distinta, y eso es lo más interesante y divertido de estas piezas, pues prácticamente no hay límites en cuanto al tipo y número de figuras que se pueden hacer.

Esto es básicamente lo que hace la genómica. Descifra la estructura vital de cualquier organismo y de esta manera es posible saber cómo están ensambladas las unidades básicas para dar lugar a esa estructura en particular.

A esa estructura vital y a la forma en que están ensambladas las unidades básicas se le conoce como el “genoma” de un organismo. Las mismas unidades básicas pueden estar ensambladas de una manera diferente y ahora la estructura final será totalmente diferente.

Hoy en día, gracias a la biología molecular sabemos cuáles son las unidades básicas de la vida y que son las mismas para cualquier organismo de este planeta.

Casualmente también en 1953, los científicos James Watson y Francis Crack presentaron un descubrimiento crucial en la historia de la biología, el más importante desde la teoría de Darwin: la estructura de la molécula de ADN, que es la base de la vida.

Con la genómica, podemos entonces ahora saber cómo están ensambladas esas unidades para formar el genoma de un ratón, de una planta de arroz y de un ser humano y cuáles son las diferencias en estructura que dan lugar a un hombre  y a una mujer, a un chino de un mexicano, etcétera.

Por la importancia y utilidad de esto, es que en la actualidad se están descifrando todos los genomas o estructuras y secuencias en las que están ensambladas las unidades básicas de todos los organismos del planeta.

Este conocimiento nos permite entender la diferencia entre estructuras muy simples de otras más complejas e incluso, predecir la forma de estructuras aún desconocidas, pero usando siempre las mismas unidades básicas. Lo mismo sucede con una bacteria y un elefante, y organismos aún desconocidos del fondo del mar.

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Así, la genómica se desarrolló en los últimos diez años como consecuencia de los avances realizados en biología molecular e informática, dos áreas de la ciencia que han tenido un desarrollo tecnológico enorme, generando una revolución en el conocimiento y en la comprensión de los procesos biológicos. El término fue acuñado en 1986 por Thomas Roderick, para referirse a la subdisciplina de la genética, que ese ocupa del manejo, secuenciación y análisis de las funciones de genomas completos.

La genómica consiste en la caracterización molecular de genomas enteros y aporta información acerca e la secuencia y de la función de cada sector del genoma en diferentes situaciones de desarrollo y bajo diferentes condiciones ambientales, así como de los mecanismos implicados en la regulación de la expresión e interacción genética.

Las aplicaciones de la genómica alcanzan a todos los ámbitos de la actividad humana relacionados con la biología , como la salud, la alimentación y el medio ambiente. El principio es el mismo que usan los mecánicos al desarmar un auto para ver qué piezas tiene y saber cómo funcionan en conjunto, de esa forma pueden arreglar los que están d descompuestos y mejorar constantemente su funcionamiento.

Con la genómica, en pocos años estarán disponibles las secuencias de todos los genes y productos génicos codificados por los genomas de varios organismos complejos. Estas servirán para el estudio de enfermedades humanas complejas y para comprender fenómenos tales como la fisiología celular, el desarrollo, la conducta, la evolución, etcétera.

Por otro lado, el conocimiento de la secuencia de los genes posibilitará el desarrollo de marcadores perfectos, basados en la secuencia del mismo gen, lo cual facilitará la selección y la transferencia de los mismos a variedades de interés. La conjunción entre tecnología génica, marcadores moleculares, genómica y bioinformática revolucionará el mejoramiento genético vegetal, dando origen a lo que se denomina mejoramiento molecular y conducirá al desarrollo de nuevo y promisorios cultivares.

En México, el Proyecto Universitario del Genoma Humano (PUGH) de la UNAM está dirigido a articular los esfuerzos que sobre este tema y otros afines viene realizando la universidad, así como vincularlos con los de otras instituciones mexicanas, con el fin de que México participe plenamente en este importante proyecto internacional.

Para atender la secuenciación del resto de los organismos de México, que tiene el quinto lugar en cuanto a diversidad de organismos del planeta, en 2004 se creó el Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad Vegetal y Microbiana (Langebio), ubicado en el campus Guanajuato del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) (http:www.ira.cinvestav.mx), que ya cuenta con los servicios básicos de genómica y bioinformática más avanzados de Latinoamérica.

Hoy se están secuenciando los genomas del maíz, del agave y del chile mexicanos, y ya se ha secuenciado el genoma de una bacteria exclusiva de Cuatrociénegas, Coahuila, única en el mundo.  AS

Luis Herrera Estrella, Director del Laboratorio Nacional de Genómica de la Biodiversidad (Langebio)