¿Qué es el análisis genómico?
What is genome analysis?
The genome sequence of an organism includes the collective DNA sequences of each chromosome in the organism. For a bacterium containing a single chromosome, a genome project will aim to map the sequence of that chromosome. For the human species, whose genome includes 22 pairs of autosomes and 2 sex chromosomes, a complete genome sequence will involve 46 separate chromosome sequences.

The Human Genome Project is a well known example of a genome project.

Genome assembly refers to the process of taking a large number of short DNA sequences and reassembling them to create a representation of the original chromosomes from which the DNA originated. In a shotgun sequencing project, all the DNA from a source (usually a single organism, anything from a bacterium to a mammal) is first fractured into millions of small pieces. These pieces are then "read" by automated sequencing machines. A genome assembly algorithm works by taking all the pieces and aligning them to one another, and detecting all places where two of the short sequences, or reads, overlap. These overlapping reads can be merged, and the process continues.

Genome assembly is a very difficult computational problem, made more difficult because many genomes contain large numbers of identical sequences, known as repeats. These repeats can be thousands of nucleotides long, and occur different locations, especially in the large genomes of plants and animals.

The resulting (draft) genome sequence is produced by combining the information sequenced contigs and then employing linking information to create scaffolds. Scaffolds are positioned along the physical map of the chromosomes creating a "golden path".

Originally, most large-scale DNA sequencing centers developed their own software for assembling the sequences that they produced. However, this has changed as the software has grown more complex and as the number of sequencing centers has increased. An example of such assembler Short Oligonucleotide Analysis Package developed by BGI for de novo assembly of human-sized genomes, alignment, SNP detection, resequencing, indel finding, and structural variation analysis.

Since the 1980s, molecular biology and bioinformatics have created the need for DNA annotation. DNA annotation or genome annotation is the process of identifying attaching biological information to sequences , and particularly in identifying the locations of genes and determining what those genes do.

When sequencing a genome, there are usually regions that are difficult to sequence (often regions with highly repetitive DNA). Thus, 'completed' genome sequences are rarely ever complete, and terms such as 'working draft' or 'essentially complete' have been used to more accurately describe the status of such genome projects. Even when every base pair of a genome sequence has been determined, there are still likely to be errors present because DNA sequencing is not a completely accurate process. It could also be argued that a complete genome project should include the sequences of mitochondria and (for plants) chloroplasts as these organelles have their own genomes.

It is often reported that the goal of sequencing a genome is to obtain information about the complete set of genes in that particular genome sequence. The proportion of a genome that encodes for genes may be very small (particularly in eukaryotes such as humans, where coding DNA may only account for a few percent of the entire sequence). However, it is not always possible (or desirable) to only sequence the coding regions separately. Also, as scientists understand more about the role of this noncoding DNA (often referred to as junk DNA), it will become more important to have a complete genome sequence as a background to understanding the genetics and biology of any given organism.

In many ways genome projects do not confine themselves to only determining a DNA sequence of an organism. Such projects may also include gene prediction to find out where the genes are in a genome, and what those genes do. There may also be related projects to sequence ESTs or mRNAs to help find out where the genes actually are.
La secuencia del genoma de un organismo incluye las secuencias colectivas de ADN de cada cromosoma del organismo. Para una bacteria que contenga un solo cromosoma, un proyecto genómico tendrá como objetivo cartografiar la secuencia de ese cromosoma. Para la especie humana, cuyo genoma incluye 22 pares de autosomas y 2 cromosomas sexuales, una secuencia genómica completa implicará 46 secuencias cromosómicas separadas.

El Proyecto Genoma Humano es un ejemplo bien conocido de proyecto genómico.

El ensamblaje del genoma se refiere al proceso de tomar un gran número de secuencias cortas de ADN y volver a ensamblarlas para crear una representación de los cromosomas originales de los que procede el ADN. En un proyecto de secuenciación shotgun, todo el ADN de una fuente (normalmente un único organismo, desde una bacteria hasta un mamífero) se fractura primero en millones de trozos pequeños. A continuación, estas piezas son "leídas" por máquinas de secuenciación automatizadas. Un algoritmo de ensamblaje del genoma toma todos los trozos y los alinea entre sí, detectando todos los lugares en los que dos de las secuencias cortas, o lecturas, se solapan. Estas lecturas solapadas pueden fusionarse, y el proceso continúa.

El ensamblaje del genoma es un problema computacional muy difícil, que se complica aún más porque muchos genomas contienen un gran número de secuencias idénticas, conocidas como repeticiones. Estas repeticiones pueden tener miles de nucleótidos de longitud y aparecer en distintos lugares, especialmente en los grandes genomas de plantas y animales.

La secuencia genómica resultante (borrador) se produce combinando la información secuenciada de los contigs y empleando después información de enlace para crear andamiajes. Los andamiajes se colocan a lo largo del mapa físico de los cromosomas creando un "camino dorado".

Al principio, la mayoría de los centros de secuenciación de ADN a gran escala desarrollaban su propio software para ensamblar las secuencias que producían. Sin embargo, esto ha cambiado a medida que el software se ha hecho más complejo y ha aumentado el número de centros de secuenciación. Un ejemplo de este tipo de ensamblador es el Paquete de Análisis de Oligonucleótidos Cortos desarrollado por BGI para el ensamblaje de novo de genomas de tamaño humano, la alineación, la detección de SNP, la resecuenciación, la búsqueda de indels y el análisis de variaciones estructurales.

Desde los años 80, la biología molecular y la bioinformática han creado la necesidad de la anotación del ADN. La anotación del ADN o anotación del genoma es el proceso de identificación que consiste en adjuntar información biológica a las secuencias , y en particular en identificar la localización de los genes y determinar qué hacen esos genes.

Al secuenciar un genoma, suele haber regiones difíciles de secuenciar (a menudo regiones con ADN muy repetitivo). Por ello, las secuencias genómicas "completas" rara vez lo están, y se han utilizado términos como "borrador de trabajo" o "esencialmente completo" para describir con mayor precisión el estado de dichos proyectos genómicos. Incluso cuando se ha determinado cada par de bases de una secuencia genómica, es probable que siga habiendo errores, porque la secuenciación del ADN no es un proceso completamente exacto. También podría argumentarse que un proyecto de genoma completo debería incluir las secuencias de las mitocondrias y (en el caso de las plantas) los cloroplastos, ya que estos orgánulos tienen sus propios genomas.

A menudo se dice que el objetivo de secuenciar un genoma es obtener información sobre el conjunto completo de genes de esa secuencia genómica concreta. La proporción de un genoma que codifica para genes puede ser muy pequeña (sobre todo en eucariotas como el ser humano, donde el ADN codificante puede representar sólo un pequeño porcentaje de toda la secuencia). Sin embargo, no siempre es posible (o deseable) secuenciar sólo las regiones codificantes por separado. Además, a medida que los científicos comprendan mejor el papel de este ADN no codificante (a menudo denominado ADN basura), será más importante disponer de una secuencia genómica completa como antecedente para comprender la genética y la biología de un organismo determinado.

En muchos sentidos, los proyectos genómicos no se limitan a determinar únicamente la secuencia de ADN de un organismo. Dichos proyectos pueden incluir también la predicción de genes para averiguar dónde están los genes en un genoma y qué hacen esos genes. También puede haber proyectos relacionados para secuenciar EST o ARNm que ayuden a averiguar dónde están realmente los genes.
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