¿Por qué no podemos aprender todo sobre el ADN a través de la comparación del genoma?

Como bioinformático que trabaja en genómica comparativa, puedo asegurar que tenemos muy poca información de ADN en nuestras bases de datos, y que comparar genomas de diferentes especies o individuos puede brindarle información limitada. Sin más datos experimentales, es prácticamente imposible conocer las condiciones que determinan el patrón de expresión de cualquier gen; la función de un gen previamente desconocido o muchas otras preguntas biológicas muy importantes, incluso en genomas pequeños como los de las bacterias.

Esto se debe a que los mecanismos que regulan las expresiones genéticas no se entienden completamente, incluso en organismos altamente estudiados como E. coli o levadura. El sistema también es muy complejo, hasta el punto de que surgen muchas propiedades emergentes y el resultado está determinado por muchos factores que no se pueden entender simplemente mirando la secuencia de ADN. En este momento es imposible modelar adecuadamente la estructura tridimensional de una proteína promedio sin datos experimentales, e incluso si fuera posible, la función de la proteína dependerá de qué otras proteínas interactúan con ella, qué sustancia química la une, en qué condiciones la proteína se expresa, a qué niveles, durante cuánto tiempo, qué isoformas, etc., etc. Y eso es solo para un gen codificador de proteínas. Los genes no codificantes son aún más enigmáticos y difíciles de identificar, ya que están mucho menos conservados y expresados ​​en niveles muy bajos.

Y eso supone que la secuenciación del ADN, el ensamblaje del genoma y la anotación son perfectos, lo que para un organismo no modelo es una suposición muy ingenua.

En conclusión, la forma en que funciona el genoma depende de muchos factores que interactúan de una manera muy compleja que es imposible de modelar usando solo datos de secuenciación primaria.

Aunque hemos avanzado ampliamente en los últimos años, todavía tenemos un largo camino por recorrer para comprender nuestro código genómico. Necesitamos algunos buenos descifradores en el trabajo, rally. Creo que podremos decodificar completamente los genomas en algún momento en el futuro, pero no es fácil.

Una respuesta a continuación lo compara con tener un montón de piezas de automóviles para intentar fabricar un automóvil, lo cual es un buen comienzo para comprender las dificultades, pero al menos en ese caso se pueden ver partes físicas y deducir funciones visualmente y determinar qué se conecta a qué por el tamaño y los hilos. En el genoma tenemos bases de nucleótidos A, C, T y G para tratar de leer. En lugar de piezas de automóviles, tenemos palabras que describen piezas de automóviles, en un idioma desconocido.

Agregue a eso la realidad de que la mayor parte de nuestro genoma ni siquiera se expresa fenotípicamente, más la complicación adicional de que algunos rasgos son causados ​​por una combinación de proteínas provenientes de múltiples áreas del genoma. Entonces, hay un poco de dilema del cubo de Rubic con el que lidiar. También es cierto que gran parte de nuestro genoma solo se usa durante el desarrollo embrionario o solo en ciertos tipos de células o solo bajo ciertas condiciones.

Comparar los genomas de diferentes criaturas ES una forma de aprender más sobre nuestro genoma. Si sabemos lo que significa una secuencia genética en una criatura, podemos estar razonablemente seguros de que significa lo mismo en otra especie. Por lo tanto, nuestro conocimiento crece con el tiempo con bastante rapidez.

Otra forma de aprender acerca de los genomas es el proceso de “eliminación”. Los científicos eliminan una cierta parte del genoma para ver qué sucede. Por ejemplo, si quitan una sección del genoma de un ratón y el resultado es que a los ratones les falta un dígito en la pata, entonces aprendemos que esta secuencia genómica es necesaria para ese dígito. Debido a la similitud genética de los humanos con los ratones, también podemos determinar que se necesita la misma secuencia en humanos para el mismo dígito.

Estamos haciendo progresos significativos, pero lleva tiempo …

Seré breve, ya que puede buscar en Internet más información sobre cada razón que doy …

Evolución-caminos de evolución

Nuevas especies u órdenes si es posible

Modificación genética de organismos.

Identificación de alimentos GM.

Nuevos medicamentos basados ​​en proteínas / enzimas.

Identificación de nuevas habilidades de animales como venenos o resistencia en condiciones climáticas para animales o resistencia en drogas para bacterias.

Epigenética

Además, si tiene suficientes fenotipos y generaciones, siempre puede encontrar si alguna característica es dominante o no. También puedes aprender cosas nuevas de nuevos fenotipos si estudias algo sobre mutaciones más o menos.

Como obstáculos, detectaré la longitud y la fragilidad de algunos genomas / cadenas de ADN y el costo de identificar la secuencia de cualquier cadena de ADN a partir del costo actual. Pero si tienes dinero tienes soluciones. Cuando las personas se den cuenta de la importancia de saber todo sobre nuestro ADN y la forma en que nuestras células trabajan con él, mágicamente encontraremos nuevas formas de encontrar estas secuencias. Imagine poder saber si alguna donación de órganos fallará o tendrá éxito simplemente comparando el ADN del donante y el que lo necesita en no más de unos minutos con un programa y un microscopio electrónico.

Las respuestas aquí son buenas, así que agregaré algo corto. Considere la gran variedad de células en el cuerpo humano. También considere que todos tienen el mismo ADN. Y, sin embargo, realizan funciones muy diferentes y están organizadas en formas muy diferentes. La genética y la biología celular son mucho más que la secuencia de nucleótidos.