sábado, 27 de septiembre de 2008
neem una planta muy interesante
Introducción
En las áreas tropicales la producción animal se ve afectada por numerosos factores, entre ellos la incidencia de parásitos gastrointestinales, los cuales a través de sus variados efectos limitan marcadamente la productividad animal; haciéndose necesario el establecimiento de programas integrales de control, que consideren, además de la aplicación estratégica de antihelmínticos, aspectos como rotación de potreros, selección genética de animales resistentes y suplementación alimenticia entre otros. Aumont et al (2).
Recientemente en el ámbito mundial, se ha desarrollado preocupación por la implementación de sistemas de producción sustentables, con una mínima dependencia de insumos externos y que reduzcan el deterioro del medio ambiente.
Entre las alternativas disponibles se menciona el empleo de fitofármacos. Diversas especies vegetales han sido empleadas, entre ellas el árbol Neem (Azadirachta indica A. Juss) especie originaria de la India y Birmania donde se ha empleado en la medicina tradicional. Es ampliamente conocido como bioinsecticida, controla más de 400 especies de insectos, varias especies de arañas y nematodos. Saxena, (9). Las sustancias contenidas en el Neem, afectan la alimentación, el crecimiento, la metamorfosis, la fecundidad y la esterilidad de los huevos, la oviposición, los sentidos de la vista y el olfato, las habilidades da saltar, escalar y volar, la longevidad, y las conductas de cortejo y apareamiento. Schmutterer y Wilps, (11).
Nayan y Upadhyay, (8) señala el potencial de uso de extractos de semillas para el control de ecto y endoparásitos en humanos y animales domésticos. Una limitante que existe para esta práctica es la producción estacional de semillas, y la cantidad de extracto acuoso a suministrar, la cual se incrementa en función del tamaño corporal del animal. Una alternativa es el empleo de las hojas del árbol. La incorporación del follaje en bloques nutricionales representa una práctica fácil de implementar por los productores. Existen experiencias previas sobre la utilización de los bloques para suministro de medicamentos de uso general, e inclusive con antihelminticos químicos para el control de endoparásitos en ovinos a pastoreo. Anindo et al (1).
El propósito de esta investigación fue determinar el efecto de la ingestión de hojas de Neem, incluidas en bloques nutricionales sobre el control del parasitismo por nematodos gastrointestinales, en bovinos a pastoreo, mediante la reducción de los valores de HPG.
Materiales y métodos
La investigación se llevó a cabo en el noroeste de Venezuela, en una finca comercial propiedad de la Facultad de Agronomía de La Universidad del Zulia, ubicada en una zona de bosque seco tropical.
Se emplearon 36 hembras bovinas mestizas Brahman, Holstein y Pardo suizo con 22,47 ± 2,84 meses de edad y pesos de 231,99 ± 5,25 Kg las cuales se mantuvieron a pastoreo de gramíneas, y se suplementaron con los bloques multinutricionales ad libitum durante 94 días. Los animales se asignaron al azar a los cuatro tratamientos evaluados: 0, 10, 20 y 30% de hojas de Neem.
Las hojas de Neem se cosecharon manualmente de árboles de tres años de edad, separándose los folíolos, los cuales se deshidrataron parcialmente a la sombra durante un día. Posteriormente se molieron, hasta 2 mm, y se emplearon en la elaboración de los bloques de 12 kg, con harina de maíz, afrechillo de trigo, sal común, sales minerales, melaza y cemento. Todas las mezclas fueron isoproteícas e isoenergéticas. Los bloques se prepararon semanalmente, dejándolos endurecer cinco días antes de ofrecerlos a los animales. Semanalmente se registró el consumo promedio de bloque por tratamiento.
Se tomaron muestras coprológicas directamente del recto 3 días antes, y 21, 28, 60 y 90 días después del inicio del experimento. Las muestras fueron procesadas inmediatamente, mediante la técnica de Mc Master modificada (Chirinos, 1980) realizándose el conteo de huevos de parásitos por gramo de heces y coprocultivos.
Se realizaron pesajes de los animales en ayunas cada 21 días. Durante el período experimental los animales se mantuvieron bajo observación con el propósito de descartar cualquier reacción desfavorable.
La información generada se analizó a través de la prueba de Kruskal Wallis empleando el programa STATISTIX, versión 1.0 para WINDOWS 95.
Resultados y discusión
Al analizar el HPG antes de la aplicación de los tratamientos se encontró una carga parasitaria moderada según la escala propuesta por Chirinos, (3) con una media de 427.78 ± 288.46 huevos por gramo de heces. No se detectaron diferencias estadísticas entre las medias de los rangos de los distintos grupos.
Como resultado del análisis para el HPG después de la aplicación de los tratamientos, se detectaron diferencias estadísticas entre tratamientos (P < 0,0022) para 21, 60 y 90 días respectivamente. Para todos los muestreos, se observaron dos grupos de medias, existiendo diferencias estadísticas (P < 0,05) entre: 0% y los tratamientos con 10 y 20 % de hojas de Neem, a los 21 días, 0% y los tratamiento con 20 y 30 % de hojas de Neem, a los 60 días, y 0% y los tres tratamientos con 20 y 30% de hojas de Neem, a los 60 días, y 0% y los tres tratamientos con Neem a los 90 días. En ninguno de los muestreos se establecieron diferencias entre los diversos niveles de Neem evaluados.
El HPG del grupo sin hojas de Neem, se incrementó en el tiempo como consecuencia de no haberse realizado ninguna práctica de control de parásitos a estos animales, Figura 1, y fue superior a los del resto de los tratamientos a partir de los 21 días de inicio del experimento manteniendo esta tendencia hasta el final.
La variabilidad observada en el número de huevos podría ser debida a factores como: distribución heterogénea de los huevos en la muestra fecal, y a la periodicidad en la producción de huevos aspecto relacionado con: el número, la edad, tamaño y sexo de los parásitos y al estado nutricional del huésped, Díaz et al, (6).
La reducción del HPG registrada a lo largo del experimento para los tratamientos con hojas de Neem, representa una disminución del número de huevos excretados en potrero, aspecto de importancia en programas integrales de control de endoparásitos, Coronado et al, (4). El efecto del Neem se manifiesta en el tiempo como consecuencia de su modo de acción, ya que no actúa como nematicida, sino que interfiere en los estadios de desarrollo, alterando los procesos metabólicos y de crecimiento, afecta la capacidad de fecundación en hembras, y la viabilidad de los huevos. Del Moral, (5). Las sustancias contenidas en el Neem, interfieren en el sistema neuroendocrino de los insectos, afectando el control hormonal de la fecundidad, inhiben la ovogenesis y la síntesis de ecdysteroide ovárico, ocasionan cambios en los niveles hormonales como consecuencia de interferencias a nivel de factores liberadores hormonales. Schmutterer y Rembold, (10).
Los géneros de nematodos detectados en los animales antes del inicio del experimento fueron: Strongyloides, Trichostrongylus, Cooperia, Haemonchus, Oesophagostomun y Nematodirus, los cuales a excepción de Nematodirus, coinciden con los géneros señalados por Moreno et al (7) como de mayor prevalencia en bovinos en la zona. Los coprocultivos realizados al finalizar el período experimental para los tratamientos con Neem, señalaron la presencia de Trichostrongylus, Haemonchus y Oesophagostomun, lo que parecería sugerir una mayor resistencia de estos géneros hacia los principios biológicos presentes en el Neem.
En las áreas tropicales la producción animal se ve afectada por numerosos factores, entre ellos la incidencia de parásitos gastrointestinales, los cuales a través de sus variados efectos limitan marcadamente la productividad animal; haciéndose necesario el establecimiento de programas integrales de control, que consideren, además de la aplicación estratégica de antihelmínticos, aspectos como rotación de potreros, selección genética de animales resistentes y suplementación alimenticia entre otros. Aumont et al (2).
Recientemente en el ámbito mundial, se ha desarrollado preocupación por la implementación de sistemas de producción sustentables, con una mínima dependencia de insumos externos y que reduzcan el deterioro del medio ambiente.
Entre las alternativas disponibles se menciona el empleo de fitofármacos. Diversas especies vegetales han sido empleadas, entre ellas el árbol Neem (Azadirachta indica A. Juss) especie originaria de la India y Birmania donde se ha empleado en la medicina tradicional. Es ampliamente conocido como bioinsecticida, controla más de 400 especies de insectos, varias especies de arañas y nematodos. Saxena, (9). Las sustancias contenidas en el Neem, afectan la alimentación, el crecimiento, la metamorfosis, la fecundidad y la esterilidad de los huevos, la oviposición, los sentidos de la vista y el olfato, las habilidades da saltar, escalar y volar, la longevidad, y las conductas de cortejo y apareamiento. Schmutterer y Wilps, (11).
Nayan y Upadhyay, (8) señala el potencial de uso de extractos de semillas para el control de ecto y endoparásitos en humanos y animales domésticos. Una limitante que existe para esta práctica es la producción estacional de semillas, y la cantidad de extracto acuoso a suministrar, la cual se incrementa en función del tamaño corporal del animal. Una alternativa es el empleo de las hojas del árbol. La incorporación del follaje en bloques nutricionales representa una práctica fácil de implementar por los productores. Existen experiencias previas sobre la utilización de los bloques para suministro de medicamentos de uso general, e inclusive con antihelminticos químicos para el control de endoparásitos en ovinos a pastoreo. Anindo et al (1).
El propósito de esta investigación fue determinar el efecto de la ingestión de hojas de Neem, incluidas en bloques nutricionales sobre el control del parasitismo por nematodos gastrointestinales, en bovinos a pastoreo, mediante la reducción de los valores de HPG.
Materiales y métodos
La investigación se llevó a cabo en el noroeste de Venezuela, en una finca comercial propiedad de la Facultad de Agronomía de La Universidad del Zulia, ubicada en una zona de bosque seco tropical.
Se emplearon 36 hembras bovinas mestizas Brahman, Holstein y Pardo suizo con 22,47 ± 2,84 meses de edad y pesos de 231,99 ± 5,25 Kg las cuales se mantuvieron a pastoreo de gramíneas, y se suplementaron con los bloques multinutricionales ad libitum durante 94 días. Los animales se asignaron al azar a los cuatro tratamientos evaluados: 0, 10, 20 y 30% de hojas de Neem.
Las hojas de Neem se cosecharon manualmente de árboles de tres años de edad, separándose los folíolos, los cuales se deshidrataron parcialmente a la sombra durante un día. Posteriormente se molieron, hasta 2 mm, y se emplearon en la elaboración de los bloques de 12 kg, con harina de maíz, afrechillo de trigo, sal común, sales minerales, melaza y cemento. Todas las mezclas fueron isoproteícas e isoenergéticas. Los bloques se prepararon semanalmente, dejándolos endurecer cinco días antes de ofrecerlos a los animales. Semanalmente se registró el consumo promedio de bloque por tratamiento.
Se tomaron muestras coprológicas directamente del recto 3 días antes, y 21, 28, 60 y 90 días después del inicio del experimento. Las muestras fueron procesadas inmediatamente, mediante la técnica de Mc Master modificada (Chirinos, 1980) realizándose el conteo de huevos de parásitos por gramo de heces y coprocultivos.
Se realizaron pesajes de los animales en ayunas cada 21 días. Durante el período experimental los animales se mantuvieron bajo observación con el propósito de descartar cualquier reacción desfavorable.
La información generada se analizó a través de la prueba de Kruskal Wallis empleando el programa STATISTIX, versión 1.0 para WINDOWS 95.
Resultados y discusión
Al analizar el HPG antes de la aplicación de los tratamientos se encontró una carga parasitaria moderada según la escala propuesta por Chirinos, (3) con una media de 427.78 ± 288.46 huevos por gramo de heces. No se detectaron diferencias estadísticas entre las medias de los rangos de los distintos grupos.
Como resultado del análisis para el HPG después de la aplicación de los tratamientos, se detectaron diferencias estadísticas entre tratamientos (P < 0,0022) para 21, 60 y 90 días respectivamente. Para todos los muestreos, se observaron dos grupos de medias, existiendo diferencias estadísticas (P < 0,05) entre: 0% y los tratamientos con 10 y 20 % de hojas de Neem, a los 21 días, 0% y los tratamiento con 20 y 30 % de hojas de Neem, a los 60 días, y 0% y los tres tratamientos con 20 y 30% de hojas de Neem, a los 60 días, y 0% y los tres tratamientos con Neem a los 90 días. En ninguno de los muestreos se establecieron diferencias entre los diversos niveles de Neem evaluados.
El HPG del grupo sin hojas de Neem, se incrementó en el tiempo como consecuencia de no haberse realizado ninguna práctica de control de parásitos a estos animales, Figura 1, y fue superior a los del resto de los tratamientos a partir de los 21 días de inicio del experimento manteniendo esta tendencia hasta el final.
La variabilidad observada en el número de huevos podría ser debida a factores como: distribución heterogénea de los huevos en la muestra fecal, y a la periodicidad en la producción de huevos aspecto relacionado con: el número, la edad, tamaño y sexo de los parásitos y al estado nutricional del huésped, Díaz et al, (6).
La reducción del HPG registrada a lo largo del experimento para los tratamientos con hojas de Neem, representa una disminución del número de huevos excretados en potrero, aspecto de importancia en programas integrales de control de endoparásitos, Coronado et al, (4). El efecto del Neem se manifiesta en el tiempo como consecuencia de su modo de acción, ya que no actúa como nematicida, sino que interfiere en los estadios de desarrollo, alterando los procesos metabólicos y de crecimiento, afecta la capacidad de fecundación en hembras, y la viabilidad de los huevos. Del Moral, (5). Las sustancias contenidas en el Neem, interfieren en el sistema neuroendocrino de los insectos, afectando el control hormonal de la fecundidad, inhiben la ovogenesis y la síntesis de ecdysteroide ovárico, ocasionan cambios en los niveles hormonales como consecuencia de interferencias a nivel de factores liberadores hormonales. Schmutterer y Rembold, (10).
Los géneros de nematodos detectados en los animales antes del inicio del experimento fueron: Strongyloides, Trichostrongylus, Cooperia, Haemonchus, Oesophagostomun y Nematodirus, los cuales a excepción de Nematodirus, coinciden con los géneros señalados por Moreno et al (7) como de mayor prevalencia en bovinos en la zona. Los coprocultivos realizados al finalizar el período experimental para los tratamientos con Neem, señalaron la presencia de Trichostrongylus, Haemonchus y Oesophagostomun, lo que parecería sugerir una mayor resistencia de estos géneros hacia los principios biológicos presentes en el Neem.
genoma humano
El Genoma Humano es el número total de cromosomas del cuerpo. Los cromosomas contienen aproximadamente 80.000 genes, los responsables de la herencia. La información contenida en los genes ha sido decodificada y permite a la ciencia conocer mediante tests genéticos, qué enfermedades podrá sufrir una persona en su vida. También con ese conocimiento se podrán tratar enfermedades hasta ahora incurables. Pero el conocimiento del codigo de un genoma abre las puertas para nuevos conflictos ético-morales, por ejemplo, seleccionar que bebes van a nacer, o clonar seres por su perfección. Esto atentaría contra la diversidad biológica y reinstalaría entre otras la cultura de una raza superior, dejando marginados a los demás. Quienes tengan desventaja genética quedarían excluidos de los trabajos, compañías de seguro, seguro social, etc. similar a la discriminación que existe en los trabajos con las mujeres respecto del embarazo y los hijos. Un genoma es el número total de cromosomas, o sea todo el D.N.A. (ácido desoxirribonucleico) de un organismo, incluido sus genes, los cuales llevan la información para la elaboración de todas las proteínas requeridas por el organismo, y las que determinan el aspecto, el funcionamiento, el metabolismo, la resistencia a infecciones y otras enfermedades, y también algunos de sus procederes. En otras palabras, es el código que hace que seamos como somos. Un gen es la unidad física, funcional y fundamental de la herencia. Es una secuencia de nucleótidos ordenada y ubicada en una posición especial de un cromosoma. Un gen contiene el código específico de un producto funcional. El DNA es la molécula que contiene el código de la información genética. Es una molécula con una doble hebra que se mantienen juntas por unioneslábiles entre pares de bases de nucleótidos. Los nucleótidos contienen las bases Adenina(A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). La importancia de conocer acabadamente el genoma es que todas las enfermedades tienen un componente genético, tanto las hereditarias como las resultantes de respuestas corporales al medio ambiente. El Proyecto Genoma Humano es una investigación internacional que busca seleccionar un modelo de organismo humano por medio del mapeo de la secuencia de su DNA.Se inició oficialmente en 1990 como un programa de quince años con el que se pretendía registrar los 80.000 genes que codifican la información necesaria para construir y mantener la vida. Los rápidos avances tecnológicos han acelerado los tiempos esperandose que se termine la investigación completa en el 2003. Cuando faltan sólo tres años (2003) para el cincuentenario del descubrimiento de la estructura de la doble helice por parte de Watson & Crick (1953), se ha producido el mapeo casi completo del mismo. Los objetivos del Proyecto son:
Identificar los aproximadamente 100.000 genes humanos en el DNA.
Determinar la secuencia de 3 billones de bases químicas que conforman el DNA.
Acumular la información en bases de datos.
Desarrollar de modo rápido y eficiente tecnologías de secuenciación.
Desarrollar herramientas para análisis de datos.
Dirigir las cuestiones éticas, legales y sociales que se derivan del proyecto. Este proyecto ha suscitado análisis éticos, legales, sociales y humanos que han ido más allá de la investigación científica propiamente dicha. (Declaración sobre Dignidad y Genoma Humanos, UNESCO) El propósito inicial fue el de dotar al mundo de herramientas trascendentales e innovadoras para el tratamiento y prevención de enfermedades. Como se expresó, el genoma es el conjunto de instrucciones completas para construir un organismo, humano o cualquiera. El genoma contiene el diseño de las estructuras celulares y las actividades de las celulas del organismo. El núcleo de cada célula contiene el genoma que está conformado por 24 pares de cromosomas, los que a su vez contienen alrededor de 80.000 a 100.000 genes, los que están formados por 3 billones de pares de bases, cuya secuencia hace la diferencia entre los organismos. Se localiza en el núcleo de las células. Consiste en hebras de DNA estrechamente arrolladas y moleculas de proteina asociadas, organizadas en estructuras llamadas cromosomas. Si desenrrollamos las hebras y las adosamos medirían mas de 5 pies, sin embargo su ancho sería infimo, cerca de 50 trillonesimos de pulgada. El DNA que conforma el genoma, contiene toda la informacíon necesaria para construir y mantener la vida desde una simple bacteria hasta el organismo humano. Comprender como el DNA realiza la función requiere de conocimiento de su estructura y organización. La molecula de DNA consiste de dos hebras arrolladas helicoidalmente, una alrededor de la otra como escaleras que giran sobre un eje, cuyos lados hechos de azucar y moleculas de fosfato se conectan por uniones de nitrogeno llamadas bases. Cada hebra es un acomodamiento linear de unidades similares repetidas llamadas nucleotidos, los que se componen de un azúcar, un fosfato y una base nitrogenada. Cuatro bases diferentes están presentes en la molecula de DNA y son:
Adenina (A)
Timina (T)
Citosina (C)
Guanina (G) El orden particular de las mismas es llamada secuencia de DNA, la cual especifica la exacta instrucción genética requerida para crear un organismo particular con características que le son propias. La adenina y la guanina son bases púricas, en cambio la citosina y la timina son bases pirimidínicas. Las dos hebras de DNA son mantenidas juntas por uniones entre bases que forman los pares de bases. El tamaño del genoma es usualmente basado en el total de pares de bases. En la especia humana, contiene aproximadamente 3 billones de pares de bases. Otros organismos estudiados con motivo de éste estudio fueron la bacteriaEscherichia coli, la mosca de la fruta, y las ratas de laboratorio. Cada vez que la célula se divide en celulas hijas, el genoma total se duplica, en el caso del genoma humano esta duplicación tiene lugar en el núcleo celular. Durante la división, el DNA se desenrrolla y rompe las uniones entre pares de base permitiendo a las hebras separarse. Cada hebra dirige la síntesis de una nueva hebra complementaria con nucleotidos libres que coinciden con sus bases complementarias de cada hebra separada. Existe una forma estricta de unión de bases, así se forman pares de adenina - timina (AT) y citosina - guanina (CG). Cada celula hija recibe una hebra vieja y una nueva.Cada molecula de DNA contiene muchos genes, la base fisica y funcional de la herencia. Un gen es una secuencia específica de nucleotidos base, los cuales llevan la informacion requerida para la construccion de proteinas que proveeran de los componentes estructurales a las celulas y tejidos como también a las enzimas para una escencial reacción bioquimica. El genoma humano comprende aproximadamenteentre 80.000 y 100.000 genes. Sólo el10% del genoma incluye la secuencia de codificación protéica de los genes. Entremezclado con muchos genes hay secuencias sin función de codificación, de función desconocida hasta el momento. Los tres billones de pares de bases del genoma humano están organizados en 23 unidades distintas yfísicamente separadas, llamadas cromosomas. Todos los genes están dispuestos linearmente a lo largo de los cromosomas. EL núcleo de muchas celulas humanas contiene dos tipos de cromosomas, uno por cada padre. Cada set, tiene 23 cromosomas simples, 22 de tipo autosómico y uno que puede ser X o Y que es el cromosoma sexual. Una mujer normal tendrá un par de cromosomas X (XX), y un hombre normal tendrá un cromosoma X y otro Y (XY). Los cromosomas contienen aproximadamente igual cantidad de partes de proteina y DNA. El DNA cromosómico contiene un promedio de 150 millones de bases. Los cromosomas pueden ser evidenciables mediante microscopio óptico y cuando son teñidos revelan patrones de luz y bandas oscuras con variaciones regionales. Las diferencias en tamaño y de patrón de bandas permite que se distingan los 24 cromosomas uno de otro, el análisis se llama cariotipo. Las anomalíascromosómicas mayores incluyen la pérdida o copias extra, o pérdidas importantes, fusiones, translocaciones detectables microscópicamente. Así, en el Sindrome de Down se detectauna tercer copia del par 21 o trisomía 21. Otros cambios son tan sutiles que solo pueden ser detectados por analisis molecular, se llaman mutaciones. Muchas mutaciones están involucradas en enfermedades como la fibrosis quística, anemias de células falciformes, predisposiciones a ciertos cánceres, o a enfermedades psiquiátricas mayores, entre otras. Toda persona posee en sus cromosomas frente a cada gen paterno su correspondiente gen materno. Cuando ese par de genes materno-paterno (grupo alemorfo) son determinantes de igual función o rasgo hereditario, se dice que el individuo es homocigótico para tal rasgo, por el contrario se dice que es heterocigótico. Como ejemplo podemos citar que un gen transmita el rasgo hereditario del color de ojos verde y el otro el color de ojos marrón. Se trata de heterocitogas para el rasgo color de ojos. Si a su vez, uno de esos genes domina en la expresión del rasgo al otro gen enfrentado, se dice quees un gen heredado dominante, de lo contrario se dice que es recesivo. Las instrucciones de los genes son transmitidas indirectamente a través del ARN mensajero (ARNm), el cual es un intermediario transitorio. Para que la información de un gen sea expresada, un RNA complementario produce un proceso llamado transcripción, desde la plantilla del DNA del núcleo. Este RNAm, se mueve desde el núcleo hasta el citoplasma celular, donde sirve como plantilla para la síntesis protéica. La maquinaria celular que sintetiza proteinas traduce los codigos en cadenas de aminoácidos que constituyen la proteina molecular. En el laboratorio se puede aislar el ARNmy ser utilizado como plantilla para sintetizar un DNA complementario (DNAc), el cual puede ser usado para ubicar los genes correspondientes en el mapa cromosómico. Desde un punto de vista no científico, el mapa del genoma humano es una herramienta genética que permite estudiar la evolución del hombre y que cambiará drásticamente la medicina actual tal como la conocemos. Será una cambio de paradigma. Permitirá el tratamiento de enfermedades hasta ahora sin cura. Las investigaciones estuvieron a cargo fundamentalmente de Estados Unidos (Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano -NHGRI- de Maryland) y Gran Bretaña (Centro Sanger en Cambridge), pero también acompañaron Francia, Alemania, Japón y China. Hoy el mapa del genoma está casi completado. Se abre también el caminopara la manipulación genética, motivo por el cual se han dictado documentos tendientes a acotar ese aspecto. La empresa privada Celera Genomics de Rockville (EEUU), es la que lidera los procesos. La investigación duró diez años e insumió cerca de 2.000 millones de costo. La fiabilidad del mapa de 3.000 millones de pares de bases llegará a un 99,99%. Además se conocerá el número preciso de genes del organismo calculado entre 60.000 y 100.000. Actualmente el 85% del genoma está detalladamente mapeado.
Identificar los aproximadamente 100.000 genes humanos en el DNA.
Determinar la secuencia de 3 billones de bases químicas que conforman el DNA.
Acumular la información en bases de datos.
Desarrollar de modo rápido y eficiente tecnologías de secuenciación.
Desarrollar herramientas para análisis de datos.
Dirigir las cuestiones éticas, legales y sociales que se derivan del proyecto. Este proyecto ha suscitado análisis éticos, legales, sociales y humanos que han ido más allá de la investigación científica propiamente dicha. (Declaración sobre Dignidad y Genoma Humanos, UNESCO) El propósito inicial fue el de dotar al mundo de herramientas trascendentales e innovadoras para el tratamiento y prevención de enfermedades. Como se expresó, el genoma es el conjunto de instrucciones completas para construir un organismo, humano o cualquiera. El genoma contiene el diseño de las estructuras celulares y las actividades de las celulas del organismo. El núcleo de cada célula contiene el genoma que está conformado por 24 pares de cromosomas, los que a su vez contienen alrededor de 80.000 a 100.000 genes, los que están formados por 3 billones de pares de bases, cuya secuencia hace la diferencia entre los organismos. Se localiza en el núcleo de las células. Consiste en hebras de DNA estrechamente arrolladas y moleculas de proteina asociadas, organizadas en estructuras llamadas cromosomas. Si desenrrollamos las hebras y las adosamos medirían mas de 5 pies, sin embargo su ancho sería infimo, cerca de 50 trillonesimos de pulgada. El DNA que conforma el genoma, contiene toda la informacíon necesaria para construir y mantener la vida desde una simple bacteria hasta el organismo humano. Comprender como el DNA realiza la función requiere de conocimiento de su estructura y organización. La molecula de DNA consiste de dos hebras arrolladas helicoidalmente, una alrededor de la otra como escaleras que giran sobre un eje, cuyos lados hechos de azucar y moleculas de fosfato se conectan por uniones de nitrogeno llamadas bases. Cada hebra es un acomodamiento linear de unidades similares repetidas llamadas nucleotidos, los que se componen de un azúcar, un fosfato y una base nitrogenada. Cuatro bases diferentes están presentes en la molecula de DNA y son:
Adenina (A)
Timina (T)
Citosina (C)
Guanina (G) El orden particular de las mismas es llamada secuencia de DNA, la cual especifica la exacta instrucción genética requerida para crear un organismo particular con características que le son propias. La adenina y la guanina son bases púricas, en cambio la citosina y la timina son bases pirimidínicas. Las dos hebras de DNA son mantenidas juntas por uniones entre bases que forman los pares de bases. El tamaño del genoma es usualmente basado en el total de pares de bases. En la especia humana, contiene aproximadamente 3 billones de pares de bases. Otros organismos estudiados con motivo de éste estudio fueron la bacteriaEscherichia coli, la mosca de la fruta, y las ratas de laboratorio. Cada vez que la célula se divide en celulas hijas, el genoma total se duplica, en el caso del genoma humano esta duplicación tiene lugar en el núcleo celular. Durante la división, el DNA se desenrrolla y rompe las uniones entre pares de base permitiendo a las hebras separarse. Cada hebra dirige la síntesis de una nueva hebra complementaria con nucleotidos libres que coinciden con sus bases complementarias de cada hebra separada. Existe una forma estricta de unión de bases, así se forman pares de adenina - timina (AT) y citosina - guanina (CG). Cada celula hija recibe una hebra vieja y una nueva.Cada molecula de DNA contiene muchos genes, la base fisica y funcional de la herencia. Un gen es una secuencia específica de nucleotidos base, los cuales llevan la informacion requerida para la construccion de proteinas que proveeran de los componentes estructurales a las celulas y tejidos como también a las enzimas para una escencial reacción bioquimica. El genoma humano comprende aproximadamenteentre 80.000 y 100.000 genes. Sólo el10% del genoma incluye la secuencia de codificación protéica de los genes. Entremezclado con muchos genes hay secuencias sin función de codificación, de función desconocida hasta el momento. Los tres billones de pares de bases del genoma humano están organizados en 23 unidades distintas yfísicamente separadas, llamadas cromosomas. Todos los genes están dispuestos linearmente a lo largo de los cromosomas. EL núcleo de muchas celulas humanas contiene dos tipos de cromosomas, uno por cada padre. Cada set, tiene 23 cromosomas simples, 22 de tipo autosómico y uno que puede ser X o Y que es el cromosoma sexual. Una mujer normal tendrá un par de cromosomas X (XX), y un hombre normal tendrá un cromosoma X y otro Y (XY). Los cromosomas contienen aproximadamente igual cantidad de partes de proteina y DNA. El DNA cromosómico contiene un promedio de 150 millones de bases. Los cromosomas pueden ser evidenciables mediante microscopio óptico y cuando son teñidos revelan patrones de luz y bandas oscuras con variaciones regionales. Las diferencias en tamaño y de patrón de bandas permite que se distingan los 24 cromosomas uno de otro, el análisis se llama cariotipo. Las anomalíascromosómicas mayores incluyen la pérdida o copias extra, o pérdidas importantes, fusiones, translocaciones detectables microscópicamente. Así, en el Sindrome de Down se detectauna tercer copia del par 21 o trisomía 21. Otros cambios son tan sutiles que solo pueden ser detectados por analisis molecular, se llaman mutaciones. Muchas mutaciones están involucradas en enfermedades como la fibrosis quística, anemias de células falciformes, predisposiciones a ciertos cánceres, o a enfermedades psiquiátricas mayores, entre otras. Toda persona posee en sus cromosomas frente a cada gen paterno su correspondiente gen materno. Cuando ese par de genes materno-paterno (grupo alemorfo) son determinantes de igual función o rasgo hereditario, se dice que el individuo es homocigótico para tal rasgo, por el contrario se dice que es heterocigótico. Como ejemplo podemos citar que un gen transmita el rasgo hereditario del color de ojos verde y el otro el color de ojos marrón. Se trata de heterocitogas para el rasgo color de ojos. Si a su vez, uno de esos genes domina en la expresión del rasgo al otro gen enfrentado, se dice quees un gen heredado dominante, de lo contrario se dice que es recesivo. Las instrucciones de los genes son transmitidas indirectamente a través del ARN mensajero (ARNm), el cual es un intermediario transitorio. Para que la información de un gen sea expresada, un RNA complementario produce un proceso llamado transcripción, desde la plantilla del DNA del núcleo. Este RNAm, se mueve desde el núcleo hasta el citoplasma celular, donde sirve como plantilla para la síntesis protéica. La maquinaria celular que sintetiza proteinas traduce los codigos en cadenas de aminoácidos que constituyen la proteina molecular. En el laboratorio se puede aislar el ARNmy ser utilizado como plantilla para sintetizar un DNA complementario (DNAc), el cual puede ser usado para ubicar los genes correspondientes en el mapa cromosómico. Desde un punto de vista no científico, el mapa del genoma humano es una herramienta genética que permite estudiar la evolución del hombre y que cambiará drásticamente la medicina actual tal como la conocemos. Será una cambio de paradigma. Permitirá el tratamiento de enfermedades hasta ahora sin cura. Las investigaciones estuvieron a cargo fundamentalmente de Estados Unidos (Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano -NHGRI- de Maryland) y Gran Bretaña (Centro Sanger en Cambridge), pero también acompañaron Francia, Alemania, Japón y China. Hoy el mapa del genoma está casi completado. Se abre también el caminopara la manipulación genética, motivo por el cual se han dictado documentos tendientes a acotar ese aspecto. La empresa privada Celera Genomics de Rockville (EEUU), es la que lidera los procesos. La investigación duró diez años e insumió cerca de 2.000 millones de costo. La fiabilidad del mapa de 3.000 millones de pares de bases llegará a un 99,99%. Además se conocerá el número preciso de genes del organismo calculado entre 60.000 y 100.000. Actualmente el 85% del genoma está detalladamente mapeado.
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