¿Cuántas comparaciones de genomas son suficientes?
(NC&T/HHMI) En un artículo publicado en el número de enero de 2005 de PLoS Biology, Sean R. Eddy, investigador del Instituto Médico Howard Hughes en la Facultad de Medicina de la Universidad Washington en St. Louis, describe un modelo matemático que ofrece respuestas detalladas a ese interrogante. "No deberíamos tomar estas decisiones basándonos en intuiciones subjetivas", dijo Eddy. "Es importante aclarar que estos genomas realmente tienen un enorme valor para el análisis de la secuencia del genoma humano".
Según el modelo de Eddy, existen ventajas y desventajas importantes asociadas con la decisión sobre qué especies secuenciar. Se necesita confrontar más especies para decidir si sólo una o varias bases de ADN están conservadas, en comparación con lo que se necesita para identificar porciones más largas de ADN conservado. Además, cuanto más se relaciona un grupo de organismos en términos evolutivos, se necesitan más comparaciones para determinar si una región de ADN específica está conservada a través de las especies.
Análisis previos habían indicado que entre 10 y 20 genomas mamíferos bien escogidos serían suficientes para determinar si un nucleótido determinado está conservado con un índice de error inferior al 1 por ciento. Pero esta estimación no tiene en cuenta que los nucleótidos no necesitan seguir siendo exactamente iguales con el paso del tiempo para estar conservados entre las especies, destaca Eddy. Además, la decisión de si una sola base está conservada no es necesariamente el objetivo más apropiado. Según dice Eddy, sería más útil determinar si largas porciones de ADN están conservadas, tales como secciones de genes o sitios de unión en el ADN para proteínas que controlan la expresión génica.
Eddy construyó un modelo matemático que tiene en cuenta la longitud de una región de ADN conservada, el número de diferentes especies secuenciadas y su distancia evolutiva. Su modelo asume que los nucleótidos conservados no permanecen estables necesariamente, sino que evolucionan a un ritmo más lento que los nucleótidos que no están conservados.
El modelo encuentra, al igual que en resultados previos, que la detección de nucleótidos únicos invariables requeriría la comparación de cerca de 17 genomas separados por una distancia evolutiva promedio similar a la que existe entre los seres humanos y los ratones. Pero cuando se permite que nucleótidos conservados cambien de una forma más realista, se necesitan en cambio 25 genomas. Para reducir el índice de error de 1 entre 100 a 1 entre 10.000, se deberían comparar cerca de 120 de tales genomas.
Sin embargo, se necesitan muchos menos genomas para detectar características conservadas mayores a un solo nucleótido. Se necesita sólo una única comparación para partes de genes de una longitud de cerca de 50 nucleótidos, e incluso para segmentos de genes de una longitud de aproximadamente ocho nucleótidos (tales como sitios de unión para factores de transcripción) se necesitan entre 3 y 15 genomas.
El modelo es consistente cuando se lo aplica a simulaciones de patrones de evolución de nucleótidos realistas. Además predice de forma precisa resultados que provienen de comparaciones de genomas existentes.
"Nadie había establecido claramente el por qué proponemos secuenciar al koala, al murciélago y al ornitorrinco", dijo Eddy. "Esta es una forma de mostrar que, sí, se necesita una buena cantidad de información estadística de estos genomas comparativos".
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