Exoma - Exome
El exoma está compuesto por todos los exones dentro del genoma , las secuencias que, cuando se transcriben, permanecen dentro del ARN maduro después de que los intrones son eliminados por empalme de ARN . Esto incluye regiones no traducidas de ARNm y secuencia codificante (o CDS). La secuenciación del exoma ha demostrado ser un método eficaz para determinar la base genética de más de dos docenas de trastornos mendelianos o de un solo gen .
Estadísticas
El exoma humano consta de aproximadamente 233,785 exones , aproximadamente el 80% de los cuales tienen menos de 200 pares de bases de longitud, lo que constituye un total de aproximadamente el 1,1% del genoma total , o aproximadamente 30 megabases de ADN . Aunque componen una fracción muy pequeña del genoma , se cree que las mutaciones en el exoma albergan el 85% de las mutaciones que tienen un gran efecto sobre la enfermedad.
Definición
Es importante señalar que el exoma es distinto del transcriptoma , que es todo el ARN transcrito dentro de un tipo de célula. Si bien el exoma es constante de tipo celular a tipo celular, el transcriptoma cambia según la estructura y función de las células. Como resultado, la totalidad del exoma no se traduce en proteínas en todas las células. Los diferentes tipos de células solo transcriben porciones del exoma, y solo las regiones codificantes de los exones finalmente se traducen en proteínas.
Secuenciación de próxima generación
La secuenciación de próxima generación ( secuenciación de próxima generación) permite la secuenciación rápida de grandes cantidades de ADN, lo que avanza significativamente en el estudio de la genética y reemplaza métodos más antiguos como la secuenciación de Sanger . Esta tecnología está comenzando a volverse más común en la atención médica y la investigación, no solo porque es un método confiable para determinar variaciones genéticas, sino también porque es rentable y permite a los investigadores secuenciar genomas completos en cualquier lugar entre días y semanas. Esto se compara con los métodos anteriores que pueden haber llevado meses. La secuenciación de próxima generación incluye tanto la secuenciación del exoma completo como la secuenciación del genoma completo .
Secuenciación de todo el exoma
Se ha propuesto que la secuenciación del exoma de un individuo en lugar de su genoma completo es una forma más rentable y eficiente de diagnosticar trastornos genéticos raros . También se ha descubierto que es más eficaz que otros métodos como el cariotipo y los microarrays . Esta distinción se debe en gran parte al hecho de que los fenotipos de los trastornos genéticos son el resultado de exones mutados. Además, dado que el exoma solo comprende el 1,5% del genoma total, este proceso es más rentable y rápido, ya que implica secuenciar alrededor de 40 millones de bases en lugar de los 3 mil millones de pares de bases que componen el genoma.
Secuenciación del genoma completo
Por otro lado, se ha descubierto que la secuenciación del genoma completo captura una visión más completa de las variantes en el ADN en comparación con la secuenciación del exoma completo . Especialmente para las variantes de un solo nucleótido , la secuenciación del genoma completo es más potente y más sensible que la secuenciación del exoma completo para detectar mutaciones potencialmente causantes de enfermedades dentro del exoma. También se debe tener en cuenta que las regiones no codificantes pueden estar involucradas en la regulación de los exones que componen el exoma, por lo que la secuenciación del exoma completo puede no ser completa al mostrar todas las secuencias en juego en la formación del exoma.
Consideraciones éticas
Con cualquiera de las formas de secuenciación , secuenciación del exoma completo o secuenciación del genoma completo, algunos han argumentado que tales prácticas deben realizarse bajo la consideración de la ética médica. Si bien los médicos se esfuerzan por preservar la autonomía del paciente, la secuenciación pide deliberadamente a los laboratorios que observen variantes genéticas que pueden no estar relacionadas en absoluto con la afección del paciente en cuestión y tienen el potencial de revelar hallazgos que no se buscaron intencionalmente. Además, se ha sugerido que tales pruebas implican formas de discriminación contra grupos particulares por tener ciertos genes, creando como resultado la posibilidad de estigmas o actitudes negativas hacia ese grupo.
Enfermedades y diagnósticos
Las mutaciones raras que afectan la función de las proteínas esenciales constituyen la mayoría de las enfermedades mendelianas . Además, la inmensa mayoría de las mutaciones que causan enfermedades en los loci mendelianos se pueden encontrar dentro de la región codificante. Con el objetivo de encontrar métodos para detectar mejor las mutaciones dañinas y diagnosticar con éxito a los pacientes, los investigadores buscan en el exoma pistas que ayuden en este proceso.
La secuenciación del exoma completo ha sido una tecnología reciente que ha llevado al descubrimiento de varios trastornos genéticos y ha aumentado la tasa de diagnóstico de pacientes con trastornos genéticos raros. En general, la secuenciación del exoma completo ha permitido a los proveedores de atención médica diagnosticar entre el 30 y el 50% de los pacientes que se pensaba que tenían trastornos mendelianos raros. Se ha sugerido que la secuenciación del exoma completo en entornos clínicos tiene muchas ventajas inexploradas. El exoma no solo puede aumentar nuestra comprensión de los patrones genéticos, sino que, en entornos clínicos, tiene el potencial de cambiar el manejo de pacientes con trastornos raros y previamente desconocidos, lo que permite a los médicos desarrollar intervenciones más específicas y personalizadas.
Por ejemplo, el síndrome de Bartter , también conocido como nefropatía por pérdida de sal, es una enfermedad hereditaria del riñón caracterizada por hipotensión (presión arterial baja), hipopotasemia (bajo nivel de potasio) y alcalosis (pH alto en la sangre) que conduce a fatiga muscular y niveles variables. de fatalidad. Es un ejemplo de una enfermedad rara, que afecta a menos de una por millón de personas, cuyos pacientes se han visto afectados positivamente por la secuenciación del exoma completo. Gracias a este método, los pacientes que antes no presentaban las mutaciones clásicas asociadas al Síndrome de Bartter fueron diagnosticados formalmente con este tras el descubrimiento de que la enfermedad presenta mutaciones fuera de los loci de interés. De este modo, pudieron obtener un tratamiento más específico y productivo para la enfermedad.
Gran parte del enfoque de la secuenciación del exoma en el contexto del diagnóstico de enfermedades se ha centrado en los alelos de "pérdida de función" que codifican proteínas. La investigación ha demostrado, sin embargo, que los avances futuros que permitan el estudio de regiones no codificantes, dentro y fuera del exoma, pueden conducir a capacidades adicionales en el diagnóstico de trastornos mendelianos raros. El exoma es la parte del genoma compuesta de exones , las secuencias que, cuando se transcriben, permanecen dentro del ARN maduro después de que los intrones se eliminan mediante el corte y empalme del ARN y contribuyen al producto proteico final codificado por ese gen. Consiste en todo el ADN que se transcribe en ARN maduro en células de cualquier tipo, a diferencia del transcriptoma , que es el ARN que se ha transcrito solo en una población celular específica. El exoma del genoma humano consta de aproximadamente 180.000 exones que constituyen aproximadamente el 1% del genoma total , o aproximadamente 30 megabases de ADN . Aunque componen una fracción muy pequeña del genoma , se cree que las mutaciones en el exoma albergan el 85% de las mutaciones que tienen un gran efecto sobre la enfermedad. La secuenciación del exoma ha demostrado ser una estrategia eficaz para determinar la base genética de más de dos docenas de trastornos mendelianos o de un solo gen .
Ver también
- Hebra de codificación
- Secuenciación del exoma
- Estructura genética
- ADN no codificante
- ARN no codificante
- Transcriptoma
- Transcriptómica