La Personas Genoma El proyecto reveló que ~1-2% de nuestra genoma, makes functional proteins while the role of the remaining 98-99% remains enigmatic. Researchers have tried to uncover the mysteries surrounding the same and this article throws light on our understanding of its role and implications for humana health and diseases.
Desde el momento en que Personas Genoma El proyecto (HGP) se completó en abril de 2003.1, it was thought that by knowing the entire sequence of humana genome which consists of 3 billion base pairs or ‘pair of letters’, genoma, will be an open book using which researchers would be able to pin point exactly how a complex organism as a humana being works which will eventually lead to finding our predispositions to various kinds of diseases, enhance our understanding of why disease occurs and finding cure for them as well. However, the situation became very perplexed when the scientists were only able to decipher only a part of it (only ~1-2%) which makes functional proteins that decide our phenotypic existence. The role of 1-2% of the DNA to make functional proteins follows the central dogma of molecular biology which states that DNA is first copied to make RNA, especially mRNA by a process called transcription followed by production of protein by mRNA by translation. In the language of the molecular biologist, this 1-2% of the humana genoma, codifica proteínas funcionales. El 98-99% restante se conoce como "ADN basura" o "ADN oscuro". le importan’ which does not produce any of the functional proteins mentioned above and is carried as a ‘baggage’ every time a humana being is born. In order to understand the role of the remaining 98-99% of the genoma,, proyecto ENCODE (ENCyclopedia Of DNA Elements)2 was launched in September 2003 by the National Personas Genoma Instituto de Investigación (NHGRI).
Los hallazgos del proyecto ENCODE han revelado que la mayoría de la oscuridad le importan'' se compone de secuencias de ADN no codificantes que funcionan como elementos reguladores esenciales activando y desactivando genes en diferentes tipos de células y en diferentes momentos. Las acciones espaciales y temporales de estas secuencias reguladoras aún no están del todo claras, ya que algunos de estos (elementos reguladores) se encuentran muy lejos del gen sobre el que actúan mientras que en otros casos pueden estar muy juntos.
The composition of some of the regions of humana genoma, was known even before the launch of the Personas Genoma Project in that ~8% of the humana genoma, se deriva de virus de sus genomas embedded in our DNA as humana endogenous retroviruses (HERVs)3. These HERVs have been implicated in providing innate immunity to los seres humanos. by acting as regulatory elements for genes that control immune function. The functional significance of the this 8% was corroborated by the findings of the ENCODE project which suggested that majority of the ‘dark le importan funcionan como elementos reguladores.
Además de los hallazgos del proyecto ENCODE, hay disponible una gran cantidad de datos de investigación de las últimas dos décadas que sugieren un papel regulatorio y de desarrollo plausible para la "oscuridad". le importan'. Usando GenomaEstudios de asociación amplia (GWAS), se ha identificado que la mayoría de las regiones no codificantes del ADN están asociadas con enfermedades y rasgos comunes.4 y las variaciones en estas regiones funcionan para regular la aparición y gravedad de gran cantidad de enfermedades complejas como cánceres, enfermedades cardíacas, trastornos cerebrales, obesidad, entre muchas otras5,6. Los estudios de GWAS también han revelado que la mayoría de estas secuencias de ADN no codificantes en el genoma se transcriben (se convierten en ARN a partir del ADN pero no se traducen) en ARN no codificantes y la perturbación de su regulación conduce a efectos diferenciales que causan enfermedades.7. Esto sugiere la capacidad de los ARN no codificantes para desempeñar un papel regulador en el desarrollo de la enfermedad.8.
Además, parte de la materia oscura permanece como ADN no codificante y funciona de manera reguladora como potenciadores. Como sugiere la palabra, estos potenciadores funcionan mejorando (aumentando) la expresión de ciertas proteínas en la célula. Esto se ha demostrado en un estudio reciente en el que los efectos potenciadores de una región no codificante del ADN hacen que los pacientes sean susceptibles a enfermedades autoinmunes y alérgicas complejas, como la enfermedad inflamatoria intestinal.9,10, lo que lleva a la identificación de una nueva diana terapéutica potencial para el tratamiento de enfermedades inflamatorias. Los potenciadores de la 'materia oscura' también se han implicado en el desarrollo del cerebro, donde los estudios en ratones han demostrado que la eliminación de estas regiones conduce a anomalías en el desarrollo del cerebro.11,12. Estos estudios podrían ayudarnos a comprender mejor las complejas enfermedades neurológicas como el Alzheimer y el Parkinson. También se ha demostrado que la 'materia oscura' desempeña un papel en el desarrollo de cánceres de sangre13 como la leucemia mielocítica crónica (LMC) y la leucemia linfocítica crónica (LLC).
Thus, ‘dark matter’ represents an important part of the humana genoma, than previously realised and has directly influences humana salud by playing a regulatory role in the development and onset of humana diseases as described above.
Does that mean that the entire ‘dark matter’ is either transcribed into non-coding RNAs or play an enhancer role as non-coding DNA by acting as regulatory elements associated with predisposition, onset and variations in the various diseases inflicting los seres humanos.? The studies performed till now show a strong preponderance for the same and more research in the coming years will help us exactly delineate the function of the entire ‘dark matter’, that will lead to identification of novel targets in the hope of finding cure to the debilitating diseases that inflict the human race.
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Referencias:
1. “Finalización del Proyecto Genoma Humano: Preguntas frecuentes”. Humano Nacional Genoma Instituto de Investigación (NHGRI). Disponible en línea en https://www.genome.gov/human-genome-project/Completion-FAQ Consultado el 17 de mayo de 2020.
2. Smith D., 2017. El misterioso 98%: Los científicos buscan arrojar luz sobre el 'genoma oscuro'. Disponible en línea en https://phys.org/news/2017-02-mysterious-scientists-dark-genome.html Consultado el 17 de mayo de 2020.
3. Soni R., 2020. Humanos y virus: una breve historia de su compleja relación e implicaciones para COVID-19. Scientific European Publicado el 08 de mayo de 2020. Disponible en línea en https://www.scientificeuropean.co.uk/humans-and-viruses-a-brief-history-of-their-complex-relationship-and-implications-for-COVID-19 Consultado el 18 de mayo de 2020.
4. Maurano MT, Humbert R, Rynes E, et al. Localización sistemática de la variación común asociada a enfermedades en el ADN regulador. Ciencias. 2012 de septiembre de 7; 337 (6099): 1190-5. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1222794
5. Un catálogo de estudios publicados de asociación de todo el genoma. http://www.genome.gov/gwastudies.
6. Hindorff LA, Sethupathy P, et al 2009. Posibles implicaciones etiológicas y funcionales de los loci de asociación de todo el genoma para las enfermedades y los rasgos humanos. Proc Natl Acad Sci US A. 2009, 106: 9362-9367. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.0903103106
7. St. Laurent G, Vyatkin Y y Kapranov P. El ARN de materia oscura ilumina el rompecabezas de los estudios de asociación de todo el genoma. BMC Med 12, 97 (2014). DOI: https://doi.org/10.1186/1741-7015-12-97
8. Martin L, Chang HY. Descubriendo el papel de la "materia oscura" genómica en las enfermedades humanas. J Clin Invest. 2012;122 (5): 1589-1595. https://doi.org/10.1172/JCI60020
9. The Babraham Institute 2020. Descubriendo cómo las regiones de 'materia oscura' del genoma afectan las enfermedades inflamatorias. Publicado el 13 de mayo de 2020. Disponible en línea en https://www.babraham.ac.uk/news/2020/05/uncovering-how-dark-matter-regions-genome-affect-inflammatory-diseases Consultado el 14 de mayo de 2020.
10. Nasrallah, R., Imianowski, CJ, Bossini-Castillo, L. et al. 2020. Un potenciador distal en el locus de riesgo 11q13.5 promueve la supresión de la colitis por las células Treg. Naturaleza (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2296-7
11. Dickel, DE y col. 2018. Se requieren potenciadores ultraconservados para un desarrollo normal. Cell 172, Issue 3, P491-499.E15, 25 de enero de 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2017.12.017
12. El ADN de la 'materia oscura' influye en el desarrollo del cerebro DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-018-00920-x
13. La materia oscura importa: discriminación de cánceres de sangre sutiles utilizando el ADN más oscuro DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1007332
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