Genómica Funcional y Comparada
Una vez que se secuencia un genoma, comienzan las preguntas más difíciles: qué tramos son funcionales, qué hacen y qué se puede aprender al comparar el genoma con los de otras especies.
Definition
La genómica funcional busca asignar roles biológicos a los genes y otros elementos genómicos a escala genómica, mientras que la genómica comparada infiere la función y la historia evolutiva al alinear y contrastar los genomas de diferentes especies.
Scope
Este tema abarca la anotación de genomas para identificar genes y elementos reguladores, el estudio de alto rendimiento de la expresión a través de la transcriptómica, la asignación sistemática de la función génica mediante eliminaciones y cribados, la alineación y comparación de genomas entre especies para detectar regiones conservadas y divergentes, la inferencia de ortólogos y parálogos, y los navegadores y bases de datos genómicas que organizan esta información. Trata la interpretación de la secuencia del genoma; la determinación de esa secuencia se cubre en el tema adyacente.
Core questions
- ¿Cómo se identifican y anotan los genes y elementos reguladores en una secuencia genómica cruda?
- ¿Cómo la medición de la expresión en diferentes condiciones revela lo que hacen los genes?
- ¿Cómo la conservación de la secuencia entre especies apunta a la importancia funcional?
- ¿Cómo se distinguen los ortólogos y parálogos, y por qué es importante?
Key concepts
- Anotación genómica de genes y elementos reguladores
- Transcriptómica y perfiles de expresión
- Cribados funcionales y eliminaciones de genes
- Alineación y conservación de secuencias entre especies
- Ortólogos, parálogos y navegadores genómicos
Mechanisms
La anotación combina señales de secuencia como marcos de lectura abiertos y sitios de empalme con evidencia de transcritos expresados; el análisis comparativo alinea los genomas de modo que las secuencias conservadas más allá de lo que permitiría la evolución neutral se destacan como probablemente funcionales, mientras que las duplicaciones y pérdidas de genes rastrean la innovación específica de un linaje.
Clinical relevance
La genómica funcional y comparada prioriza los genes candidatos a enfermedades, interpreta el impacto probable de las variantes por su conservación, guía la elección de organismos modelo y proporciona las anotaciones y navegadores que los médicos e investigadores utilizan para comprender los genomas de los pacientes.
History
A medida que se acumulaban las secuencias genómicas desde finales de la década de 1990, el enfoque pasó de la secuenciación a la interpretación: grandes consorcios anotaron elementos funcionales, las comparaciones de organismos modelo revelaron una profunda conservación, y los navegadores genómicos públicos, como el navegador UCSC lanzado en 2002, hicieron que la anotación a escala genómica fuera ampliamente accesible.
Key figures
- David Haussler
- Eric Lander
- Michael Ashburner
Related topics
Seminal works
- kent2002
- brown2018
Frequently asked questions
- ¿Cuál es la diferencia entre genómica funcional y comparada?
- La genómica funcional pregunta qué hacen los elementos genómicos, a menudo mediante experimentos que miden la expresión o el efecto de la interrupción de genes, mientras que la genómica comparada infiere la función y la historia evolutiva al comparar los genomas de diferentes especies.
- ¿Por qué la conservación de la secuencia sugiere función?
- Las regiones que realizan una función importante tienden a ser preservadas por la selección natural a lo largo de un largo tiempo evolutivo, por lo que las secuencias que permanecen similares entre especies distantemente relacionadas probablemente estén funcionalmente restringidas en lugar de ser libres de mutar.