La revista Nature sentó recientemente un importante precedente en el mundo de la web, al publicar un artículo en línea 10 días antes de su debut impreso previsto para el 18 de mayo. Su decisión, por supuesto, dependía de la importancia del artículo. En él, un consorcio internacional de científicos revela la secuencia completa del cromosoma 21, el más pequeño de los 24 cromosomas humanos. Y lo que encontraron -una inesperada escasez de genes en el 21- apunta a que es muy probable que se haya sobrestimado el número total de genes humanos.
Se esperaba que el cromosoma 21, que representa alrededor del 1 por ciento de todo el genoma, fuera pobre en genes, pero no tan empobrecido como parece ahora. De hecho, el proyecto Unigene preveía que el 21 contaría con sólo el 80 por ciento del número de genes que cabría esperar para un cromosoma de su tamaño. Así, si el número total de genes humanos esperados es de unos 100.000, la predicción era que el 21 contendría entre 800 y 1.000 genes, es decir, el 80 por ciento del 1 por ciento del genoma.
Pero, de hecho, el consorcio del cromosoma 21 -que incluía investigadores de Japón, Alemania, Francia, Suiza, Inglaterra y Estados Unidos- sólo encontró 225 genes. Se trata de un número pequeño no sólo en términos de lo que se predijo, sino también en comparación con el otro cromosoma completamente secuenciado hasta la fecha, el 22, que contiene 545 genes y tiene un tamaño similar. El cromosoma 22 se considera «rico en genes», pero la nueva información sigue haciendo que los investigadores revisen sus predicciones sobre el propio genoma.
«Estos dos cromosomas juntos», escriben los autores del artículo, «representan alrededor del 2 por ciento del genoma humano y contienen colectivamente 770 genes. Suponiendo que ambos cromosomas combinados reflejen un contenido genético medio del genoma, estimamos que el número total de genes humanos puede acercarse a los 40.000.»
A pesar del pequeño número de genes del cromosoma 21, no fue un ovillo de ADN fácil de desenredar, y al hacerlo, el consorcio realizó varios avances técnicos. Todos los cromosomas se parecen a los X, con brazos cortos y largos de ADN, compuestos por millones de pares de bases. El grupo informa de una secuencia que cubre el 99,7% del brazo largo del cromosoma 21, es decir, 33,55 millones de pares de bases. Y dentro de esa secuencia hay un tramo ininterrumpido de 28,5 millones de pares de bases, la secuencia continua de ADN más larga conocida hasta ahora.
El artículo también describe una secuencia de 281.000 pares de bases en el brazo corto del cromosoma 21, que fue difícil de mapear y clonar porque contiene una serie de secuencias altamente repetitivas (véase la ilustración de la izquierda). La longitud de este brazo corto varía mucho entre los individuos, por lo que esta secuencia marca el primer ejemplo de una gran parte del genoma que puede expandirse o contraerse drásticamente.
Descubrir con más detalle lo que hacen los genes del cromosoma 21 podría ser una gran ayuda para los investigadores médicos. Las mutaciones en 14 genes conocidos del cromosoma 21 desempeñan un papel en una forma de la enfermedad de Alzheimer, la esclerosis lateral amitrófica y la epilepsia mioclónica progresiva, entre otras enfermedades. También en el cromosoma 21 hay genes aún no identificados, pero que se sabe que son responsables de cinco de los llamados trastornos monogénicos, entre ellos dos formas de sordera y los síndromes de Usher y Knobloch.
Quizás lo más significativo es que tener una tercera copia del cromosoma 21, o trisomía 21, da lugar al síndrome de Down, que afecta hasta a uno de cada 700 nacimientos y es la causa más común de retraso mental. Es probable que, debido a que el cromosoma 21 tiene tan pocos genes, la trisomía 21, a diferencia de muchos otros trastornos cromosómicos, no sea mortal antes del nacimiento, ni siquiera a una edad temprana. Aun así, el síndrome de Down se asocia a más de 80 problemas físicos y mentales, entre los que se incluyen cardiopatías congénitas, un mayor riesgo de padecer ciertas leucemias y deficiencias inmunológicas.
El trabajo trae buenas noticias para los científicos que esperan localizar los genes del cromosoma 21 que están detrás de las variadas complicaciones del síndrome de Down: las regiones del cromosoma 21 humano tienen mucho en común con varias regiones de los cromosomas 10, 16 y 17 de los ratones, regiones que se denominan sintenias conservadas entre especies. Este alto grado de conservación significa que los científicos pueden empezar a utilizar los mapas de los ratones como guía. Puede que no surjan inmediatamente mejores formas de tratar el síndrome de Down, pero es un comienzo.