Alan Gómez Forero

Paisaje del genoma

Cómo leer este paisaje

Es el genoma humano de referencia (GRCh38) puesto en fila, del brazo corto del cromosoma 1 al brazo largo del Y, y pintado como un rollo de tinta. Es una representación didáctica, no a escala. El paisaje sale de los datos. Los habitantes moleculares se reparten al azar, pero cada uno donde tiene sentido.

ADN ARN proteínas

Quién es quién

Doble hebra. Una por cromosoma, que es una sola molécula. Es dextrógira, con diez pares de bases por vuelta como la forma B, y sus hebras son antiparalelas (5'→3' y 3'→5'). Se estira en la eucromatina (bandas G negativas), se enrolla más cuanto más fuerte tiñe la banda y se retuerce sobre sí misma en la heterocromatina y el centrómero.
ARN polimerasa II. Arranca en el inicio de un gen real y avanza en su sentido, montada sobre la hebra molde. El ARN crece detrás, con el capuchón 5' en la punta. Al final se suelta y otra se engancha donde arrancó. El recorrido y la velocidad están exagerados, y qué gen se transcribe es azar, no expresión medida.
Nucleosoma. La doble hebra se afina y le da casi dos vueltas a un octámero de histonas. Abundan donde hay pocos genes y van en fila en la heterocromatina, como cuentas en un collar. Los del centrómero, más oscuros, llevan CENP-A.
Telómero. Repeticiones TTAGGG con un extremo 3' de cadena simple. A veces está la telomerasa, una proteína con su propio ARN de molde.
CpG. Vacías, las islas sin metilar de los promotores; llenas, los CpG metilados, que son la mayoría del genoma.
ARN polimerasa I. Sobre los tallos de los acrocéntricos transcribe los genes ribosómicos en fila: el «árbol de Navidad» que fotografiaron Miller y Beatty en 1969. Cada una se suelta al final y entra otra al principio.
Polisoma. Ribosomas traduciendo el mismo ARNm, cada uno con su cadena de aminoácidos. Es lo único que flota, y es una licencia: en la célula la traducción ocurre en el citoplasma, lejos del ADN.
Árbol. Un gen codificante, en su coordenada. Su altura sigue el largo del gen en escala logarítmica, y se inclina a la derecha o a la izquierda según su hebra.
Pabellón. Un gen con relevancia clínica conocida. Selección docente, no exhaustiva: uno o dos por cromosoma.

Entre las proteínas se respeta el orden de tamaños: el ribosoma es el más grande, después la ARN polimerasa II, después el nucleosoma. El ADN, en cambio, está dibujado mucho más grueso de lo que es.

El paisaje

Montañas: Se levantan donde los genes se amontonan: su altura sigue la densidad génica, en genes por megabase.
La franja de abajo: Es el cromosoma: el ideograma con su patrón de bandas G. Cuanto más oscura la banda, más fuerte la tinción. La cintura roja es el centrómero.
Valles y niebla: Los valles son desiertos génicos. La niebla cubre los centrómeros y la heterocromatina, como 1q12, 9q12 o Yq12.

Escala

Una unidad del dibujo son 10 kb, así que el genoma entero mide unas 310.000: se recorre como un rollo, no se ve de una vez. El botón «Otra pincelada» cambia el trazo del pincel, nunca la geografía.

Cómo moverse

Arrastrá, usá la rueda del mouse o las flechas del teclado. Con Shift, la flecha avanza una pantalla.
RePág y AvPág saltan al cromosoma anterior o al siguiente.
El buscador acepta un gen (CFTR), una banda (15q11.2) o una coordenada (chr17:43044292).
Al señalar un gen se marca su tramo en la doble hebra y su lugar en el cromosoma, unidos por un hilo que pasa por su árbol.
La barra de abajo es el genoma entero: tocala para saltar.
La dirección de la página guarda el lugar y el trazo, así que se puede compartir.
«Movimiento» pone a girar la doble hebra sobre su eje, con todo lo que está agarrado a ella, y a andar a las polimerasas. Al pausarlo todo queda donde está. Si tu sistema pide movimiento reducido, arranca quieto.

Datos

Genes codificantes de GENCODE v50. Bandas citogenéticas de la tabla cytoBand de UCSC para hg38. La idea y el pincel vienen de {Shan, Shui}*, de Lingdong Huang (licencia MIT). Es material docente, no una herramienta de diagnóstico.