Día 1 · Bloque A · 70 min

Navegadores genómicos

UCSC, Ensembl, y la traducción ISCN ↔︎ coordenadas
Miércoles 3 de junio

Dra. Yalbi I. Balderas-Martínez
LABBIC · INER

⏱ 30 s — Anuncio del bloque. Continuamos desde la pregunta de la apertura (46,XX,del(7)(q11.23)). Hilo conductor del bloque y del bloque B: gen ELN y síndrome de Williams-Beuren.

Retomamos el reporte

46,XX,del(7)(q11.23)

En los próximos 70 minutos vamos a:

• Traducir la nomenclatura ISCN a coordenadas genómicas
• Localizar la región en UCSC y Ensembl
• Identificar los genes que viven ahí
• Comparar cuándo conviene un navegador u otro

⏱ 2 min — Retomar el reporte de la apertura. No repetir la pregunta literal; mostrar los pasos del bloque como respuesta operativa. ELN, LIMK1 y GTF2I son los genes que aparecerán a lo largo del bloque.

Cariotipo y bandeo G

• Cariotipo: conjunto ordenado de cromosomas en metafase de una célula somática (46 en humano: 22 pares autosómicos + XX o XY).
• Cromosomas homólogos: cada par tiene un cromosoma materno y otro paterno, con la misma secuencia génica.
• Bandeo G: tinción con tripsina + Giemsa que genera bandas claras y oscuras reproducibles, base del análisis citogenético estándar.
• Brazo p (petit): brazo corto · brazo q: brazo largo · centrómero: separa ambos brazos.

⏱ 2 min — Definir cada término. La citogenética la vieron lunes con la Dra. Sandra. Aquí anclamos la nomenclatura para conectar con coordenadas. Énfasis en que el bandeo G es un PATRÓN reproducible, no la apariencia natural del cromosoma.

Nomenclatura ISCN

• Reporte citogenético: documento clínico que describe el cariotipo del paciente usando una sintaxis estandarizada.
• ISCN (International System for Human Cytogenomic Nomenclature): estándar internacional para describir resultados citogenéticos y citogenómicos en humanos, actualizado periódicamente por un comité de expertos.

Tip

Hoy nos interesa traducir esa nomenclatura a coordenadas genómicas en megabases para consultar navegadores.

⏱ 1.5 min — Definir ISCN. Ejemplo desglosado en la siguiente slide.

ISCN · ejemplo desglosado

⏱ 1.5 min — Recorrer el ejemplo parte por parte. Énfasis: q11.23 = brazo q, región 1, banda 1, sub-banda 23. Esto es lo que vamos a traducir a coordenadas.

Qué es un navegador genómico

• Navegador genómico: interfaz web que representa el ADN como un eje horizontal sobre el que se superponen capas de información.
• Track: cada capa sobre el eje genómico (genes, variantes, conservación, expresión, etc.).
• Ensamble (genome assembly): versión específica del genoma de referencia (ej. GRCh37/hg19, GRCh38/hg38).

⏱ 1.5 min — Definir cada término. La visual viene en la siguiente slide.

Navegador genómico · vista esquemática

⏱ 1 min — El mismo eje genómico con varias capas (tracks). UCSC y Ensembl muestran muchos tracks; el usuario decide cuáles encender. Próxima slide: comparativa de los dos.

Dos navegadores estándar

	UCSC Genome Browser	Ensembl
Origen	University of California, Santa Cruz · EE.UU.	EMBL-EBI · Reino Unido
Énfasis	Visualización y comparación de muchos tracks	Anotación curada, ortología, API REST
Acceso programático	REST API · MySQL público · Track Hubs	API REST · biomaRt (R/Bioconductor)
URL	https://genome.ucsc.edu	https://www.ensembl.org

Nota

• API REST (Application Programming Interface · REpresentational State Transfer): forma estándar de consultar un servicio web vía HTTP.
• Track Hub: mecanismo de UCSC para alojar y compartir tracks personalizados.

⏱ 2 min — Posicionamiento de cada herramienta. Mañana (jueves) usaremos biomaRt desde R para consultar Ensembl programáticamente. UCSC se queda en exploración visual hoy.

Coordenadas genómicas

Coordenada genómica: posición de una base en el genoma, expresada como cromosoma : inicio – fin en pares de bases (pb).

chr7 : 72,726,578 – 74,142,672

Advertencia

Verifiquen siempre el ensamble del genoma. Las coordenadas de la misma región cambian entre versiones del ensamble (GRCh37/hg19 vs GRCh38/hg38).

⏱ 1.5 min — Tres datos: cromosoma, inicio, fin. La advertencia del ensamble no es trivial — siguiente slide muestra el efecto concreto.

Ensambles del genoma

• Ensamble del genoma: versión específica del genoma de referencia construida por consorcios (NCBI/GRC).
• Cada ensamble tiene su propio sistema de coordenadas — un mismo gen ocupa posiciones distintas en hg19 y hg38.
• Liftover: proceso de traducir coordenadas de un ensamble a otro.
  Herramientas: UCSC LiftOver, CrossMap.

⏱ 1.5 min — Definir y motivar. La visual concreta en la siguiente slide.

Mismo gen, distintas coordenadas

⏱ 1.5 min — Ejemplo concreto del problema. ELN se mueve ~585 kb entre ensambles; BRCA1 hasta 1.85 Mb. Si copiamos coordenadas de un paper viejo sin verificar ensamble, podemos buscar en la región equivocada.

UCSC en vivo · búsqueda

Hilo conductor del bloque: gen ELN en la región del reporte.

1. https://genome.ucsc.edu → Genomes → Human GRCh38/hg38
2. Búsqueda directa por gen: ELN
3. O por región: chr7:72,726,578-74,142,672
4. O por banda citogenética: chr7:q11.23

⏱ 3 min — DEMO EN VIVO. Compartir pantalla con UCSC abierto. Probar las tres formas de búsqueda. Mostrar cómo el navegador resuelve la búsqueda a la misma región.

UCSC · tracks a observar

• cytoBand → confirma 7q11.23
• RefSeq → genes (ELN, LIMK1, GTF2I, ~25 más)
• ClinVar Variants → variantes patogénicas reportadas
• Common SNPs → variación poblacional
• Conservation → conservación entre especies

Tip

Hagan zoom out para ver el contexto cromosómico. Click sobre cualquier gen abre su página de detalle.

⏱ 4 min — Continuación de la demo. Encender los 5 tracks, navegar la región, hacer zoom in/out. Mostrar la densidad de genes en 7q11.23 — clave para entender por qué la deleción tiene fenotipo multisistémico.

Ensembl en vivo · búsqueda

Misma región, otro navegador:

1. https://www.ensembl.org/Homo_sapiens
2. Búsqueda directa por gen: ELN
3. O por región: 7:72726578-74142672
4. Vista Region in detail
5. Configure this page → activar Phenotype variants

⏱ 3 min — DEMO EN VIVO con Ensembl. Comparar la interfaz con UCSC. Punto fuerte de Ensembl: la página del gen integra todo en un solo lugar (siguiente slide).

Ensembl · página del gen

La página de cada gen reúne en un solo lugar:

• Estructura: exones, transcritos, UTRs
• Variación: ClinVar, gnomAD
• Expresión por tejido (GTEx)
• Ortología (ratón, otros vertebrados)
• Fenotipos asociados

⏱ 3 min — Mostrar la página de ELN en Ensembl. Énfasis en ortología: ELN humano ↔︎ Eln en ratón. Esto se retoma en el bloque C con MGI.

Cuándo usar cuál

UCSC

• Exploración visual rápida
• Comparación de muchos tracks
• Captura para reporte
• Región nueva o poco caracterizada

Ensembl

• Consulta programática (biomaRt mañana)
• Anotación estructural detallada
• Ortología entre especies
• Variación poblacional

⏱ 2 min — Síntesis. No es UCSC vs Ensembl en competencia; son herramientas complementarias. La mayoría de bioinformáticos usan ambas según la pregunta.

Traducción ISCN → coordenadas

Ejemplo: deleción contigua

46,XY,del(15)(q11.2-q13)

• Cromosoma: 15
• Bandas: de q11.2 a q13
• UCSC acepta: chr15:q11.2-q13
• Región crítica (hg38, aprox.): chr15:23,000,000–28,500,000

⏱ 1.5 min — Mostrar el procedimiento paso a paso. El detalle del imprinting viene en la siguiente slide.

Impronta genómica

Impronta genómica (genomic imprinting): algunos genes se expresan solo desde el alelo paterno o solo desde el materno.

La región 15q11-q13 es el ejemplo paradigmático: la misma deleción produce dos síndromes distintos según el origen del cromosoma afectado.

Importante

• Deleción en el cromosoma paterno → síndrome de Prader-Willi (hipotonía neonatal, obesidad, retraso del desarrollo)
• Deleción en el cromosoma materno → síndrome de Angelman (epilepsia, marcha atáxica, retraso severo)

⏱ 1.5 min — Ejemplo clásico de epigenética en citogenética. Conexión con fenotipos clínicos distintos pese a la misma alteración estructural.

Translocación

• Translocación recíproca: intercambio de fragmentos entre dos cromosomas no homólogos.
• A diferencia de una deleción contigua, son dos puntos de quiebre que deben consultarse por separado en el navegador.
• Puede generar genes de fusión con consecuencia oncogénica.
• Leucemia mieloide crónica (LMC): neoplasia hematológica de la línea mieloide caracterizada por la fusión BCR-ABL1.

46,XX,t(9;22)(q34;q11) → fusión BCR-ABL1 · LMC

⏱ 1.5 min — Definir y dar el ejemplo central (BCR-ABL1). La visual está en la siguiente slide.

Translocación · vista esquemática

⏱ 1.5 min — Antes/después de la translocación. El cromosoma Philadelphia contiene la fusión BCR-ABL1. Conecta con citogenética oncológica.

Mini-práctica · 20 min · Miro

Tablero Miro con 23 tarjetas de variantes ISCN → abrir tablero en pestaña nueva

Cómo participar:

1. Toma una tarjeta (o colabora con quien ya la tenga)
2. Identifica la región en UCSC con hg38
3. Anota en la tarjeta: coordenadas, 3 genes, una variante de ClinVar y una captura con cytoBand, RefSeq y ClinVar

⏱ 20 min — Dinámica abierta sin breakouts (Zoom no los soporta). 20 tarjetas para hasta 40 participantes; quien llega primero elige, los demás colaboran. Luis monitorea el tablero en pantalla compartida secundaria. Yalbi y Luis resuelven dudas por el chat de Zoom. A los 15 min anunciar 5 min restantes. Al cerrar, Yalbi proyecta el tablero completo y elige 2-3 tarjetas para comentar en voz alta.

Recursos del bloque

• UCSC Genome Browser
• Ensembl
• Tablero Miro de la mini-práctica
• Listado completo de las 23 variantes ISCN · Google Classroom

⏱ 30 s — Cierre informativo. El link al tablero Miro está aquí directamente para que puedan abrirlo en cualquier momento; el listado completo de las 23 variantes está en Google Classroom para consulta posterior.

Receso · 15 min

Continuamos con el bloque B: variantes cromosómicas — DECIPHER, ClinVar, OMIM, DGV y los criterios ACMG/ClinGen.

⏱ Receso de 15 min con cronómetro visible en pantalla. Yalbi prepara las pestañas DECIPHER, ClinVar, OMIM, DGV abiertas con ELN listo.

1.

ISCN 2024: An International System for Human Cytogenomic Nomenclature. (Karger, Basel, 2024).

2.

Nassar, L. R. et al. The UCSC Genome Browser database: 2023 update. Nucleic Acids Research 51, D1188-D1195 (2023).

3.

Cunningham, F. et al. Ensembl 2025. Nucleic Acids Research https://doi.org/10.1093/nar/gkae1071 (2025) doi:10.1093/nar/gkae1071.