How our genes are connected with rare diseases

Our chromosomes contain the blueprint for our body -our genes-. Almost every cell in the human body contains a copy of this blueprint, mostly stored inside a special sac within the cell called the nucleus.
Chromosomes are long strands of a chemical substance called deoxyribonucleic acid (DNA). A DNA strand looks like a twisted ladder. The genes are like a series of letters strung along each edge. These letters are used like an instruction book. The letter sequence of each gene contains information on building specific molecules (such as proteins or hormones – both essential to the growth and maintenance of the human body). Although every cell has two copies of each gene, each cell needs only certain genes to be switched on in order to perform its particular functions. The unnecessary genes are switched off. Sometimes, a gene contains a change that disrupts the gene’s instructions. A change in a gene can occur spontaneously (no known cause) or it can be inherited. Changes in the coding that makes a gene function can lead to a wide range of conditions.

Humans typically have 46 chromosomes in each cell of their body, made up of 22 paired chromosomes and two sex chromosomes. These chromosomes contain between 20,000 and 25,000 genes. New genes are being identified all the time. The paired chromosomes are numbered from 1 to 22 according to size. (Chromosome number 1 is the biggest.) These non-sex chromosomes are called autosomes. People usually have two copies of each chromosome. One copy is inherited from their mother (via the egg) and the other from their father (via the sperm). A sperm and an egg each contain one set of 23 chromosomes. When the sperm fertilises the egg, two copies of each chromosome are present (and therefore two copies of each gene), and so an embryo forms. The chromosomes that determine the sex of the baby (X and Y chromosomes) are called sex chromosomes. Typically, the mother’s egg contributes an X chromosome, and the father’s sperm provides either an X or a Y chromosome. A person with an XX pairing of sex chromosomes is biologically female, while a person with an XY pairing is biologically male. As well as determining sex, the sex chromosomes carry genes that control other body functions. There are many genes located on the X chromosome, but only a few on the Y chromosome. Genes that are on the X chromosome are said to be X-linked. Genes that are on the Y chromosome are said to be Y-linked.

The three ways in which genetic conditions can arise are: a change in a gene occurs spontaneously in the formation of the egg or sperm, or at conception a changed gene is passed from parent to child that causes health issues at birth or later in life a changed gene is passed from parent to child that causes a ‘genetic susceptibility’ to a condition. Having a genetic susceptibility to a condition does not mean that you will develop the condition. It means that you are at increased risk of developing it if certain environmental factors, such as diet or exposure to chemicals, trigger its onset. If these triggering conditions do not occur, you may never develop the condition. Some types of cancer are triggered by environmental factors such as diet and lifestyle. For example, prolonged exposure to the sun is linked to melanoma. Avoiding such triggers means significantly reducing the risks.

El genoma humano es el conjunto completo de instrucciones de ADN, compuesto por aproximadamente 3 mil millones de pares de bases organizados en 23 pares de cromosomas, que contiene toda la información genética necesaria para el desarrollo y funcionamiento del ser humano. Incluye 22 autosomas, cromosomas sexuales X e Y, y ADN mitocondrial, que codifica aproximadamente entre 20 000 y 25 000 genes codificadores de proteínas.

El Proyecto Genoma Humano fue un gran esfuerzo internacional de colaboración que mapeó y secuenció el genoma humano por primera vez. Llevado a cabo entre 1990 y 2003, el proyecto fue histórico por su alcance y escala, así como por su enfoque innovador para la divulgación gratuita de datos genómicos mucho antes de su publicación, lo que impulsó una nueva filosofía para el intercambio de datos en la investigación biomédica.

El proyecto de investigación más audaz jamás realizado en la historia de la investigación biomédica fue el Proyecto Genoma Humano, el primer esfuerzo de la humanidad por descifrar completamente las secuencias del genoma humano, así como los genomas de un pequeño grupo de organismos modelo ampliamente estudiados, como el ratón y la mosca de la fruta. El Proyecto Genoma Humano reunió a miles de investigadores de todo el mundo y de diversas disciplinas para perseguir un conjunto de objetivos muy concretos, siendo su logro más destacado la generación de la primera secuencia del genoma humano.

El primer borrador del genoma humano se publicó en 2001, antes de que un consorcio internacional de científicos del Proyecto Genoma Humano anunciara que habían "completado" el trabajo con una secuencia final en 2003. Ensamblada a partir de fragmentos de ADN de varias personas, esta se convirtió en la secuencia de "referencia" con la que se podía comparar el resto del ADN humano.

Sin duda, era lo mejor que se podía hacer en aquel momento, pero presentaba importantes lagunas y errores. Publicaciones posteriores la mejoraron, pero muchos de los problemas persistieron. Solo en los últimos años la tecnología ha avanzado hasta el punto de que es posible leer el genoma humano completo, sin lagunas y con errores mínimos. Sin embargo, todos estos han sido compuestos, utilizando ADN extraído de múltiples individuos. Este año, por primera vez, se publicará el genoma completo de un solo ser humano: un hombre llamado Leon Peshkin.

El Genoma Humano