Hibridación de ADN

Hibridación del ADN Nivel A Biología

En el contexto de este artículo, el fragmento de ADN monocatenario es la sonda de ADN, y el fragmento de ADN o ARN es un alelo concreto.

Para que la sonda se una a la secuencia complementaria del alelo concreto, es necesario separar el ADN bicatenario. Calentar la muestra de ADN desnaturaliza las moléculas de ADN y separa las dos cadenas rompiendo los enlaces de hidrógeno entre ellas.

A continuación, las hebras de ADN separadas se mezclarían con las sondas, y se bajaría la temperatura, lo que permitiría que se formaran enlaces de hidrógeno (recocido) entre las hebras de ADN complementarias. Aunque la mayoría de las cadenas de ADN se emparejarían con su cadena complementaria original, algunas cadenas se unirían a las sondas. Este proceso de unión se denomina hibridación del ADN.

Técnica de hibridación del ADN

Las sondas de ADN y la hibridación del ADN pueden utilizarse para localizar un alelo específico. Este proceso implica muchos pasos:

1. Es necesario determinar la secuencia de la base nucleotídica del gen de interés. Secuenciar el ADN o recurrir a bibliotecas genéticas para obtener la secuencia de la mutación de interés.
2. A continuación, se produce un fragmento de ADN con secuencias complementarias al alelo concreto que nos interesa.
3. Se producen múltiples copias del fragmento de ADN mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR).
4. Los fragmentos de ADN producidos deben marcarse añadiendo radionucleótidos (nucleótidos que contienen ^32P) o trifosfatos de nucleótidos fluorescentes a la mezcla de PCR para crear sondas de ADN radiactivas o fluorescentes, respectivamente.
5. Necesitamos obtener el ADN que queremos analizar extrayendo el ADN de las células obtenidas del individuo de interés. A continuación, el extracto se calienta para desnaturalizar y separar las dos cadenas de ADN entre sí.
6. A continuación, se añaden al extracto las sondas de ADN que hemos diseñado, y se baja la temperatura, lo que permite que las secuencias complementarias se emparejen.
7. Si el ADN extraído contiene la mutación, es probable que nuestra sonda de ADN se una a ella, ya que tiene secuencias de bases complementarias.
8. Cualquier sonda de ADN no unida se retira de la mezcla.
9. El ADN hibridado ahora será radiactivo o fluorescente, dependiendo del tipo de sonda de ADN que hayamos utilizado.
10. Podemos utilizar una película de rayos X o utilizar microscopía fluorescente para detectar la presencia del ADN hibridado y confirmar si la persona sospechosa tenía o no la mutación.

Fig. 1 - La hibridación del ADN con una sonda de ADN monocatenario

Aplicación de la hibridación del ADN en el cribado genético

Gracias al trabajo de innumerables científicos de todo el mundo, ahora conocemos la localización y el tipo de mutaciones que causan muchas enfermedades hereditarias. La hibridación del ADN y las sondas de ADN pueden utilizarse para examinar a las personas en busca de enfermedades hereditarias específicas.

Se pueden investigar simultáneamente varias mutaciones genéticas fijando varias sondas de ADN en una matriz sobre un portaobjetos de cristal y añadiendo después el ADN donante a la matriz. Las secuencias complementarias de ADN, si las hubiera, se unirían a la sonda correspondiente.

Cribado del cáncer

El cribado genético puede detectar oncogenes (genes que aumentan la probabilidad de desarrollar cáncer). Hay dos tipos de oncogenes: los genes supresores de tumores y los protooncogenes.

Por tanto, cualquier mutación que inactive los genes supresores de tumores o aumente la actividad de los protooncogenes puede dar lugar a una división celular descontrolada y provocar el desarrollo de un cáncer.

La presencia de mutaciones en estos protooncogenes puede detectarse mediante un cribado genético. Esto permitiría al individuo con la mutación tomar una decisión informada sobre su estilo de vida. Por ejemplo, podría reducir el riesgo de desarrollar cáncer comiendo más sano y evitando sustancias mutágenas como el humo del tabaco.

Las personas también pueden someterse a revisiones periódicas para detectar precozmente el cáncer y mejorar las posibilidades de éxito del tratamiento.

Medicina personalizada

Otra ventaja del cribado genético es la medicina personalizada. Permite a los médicos tratar a los pacientes en función de su genotipo. Por ejemplo, el fármaco A puede ser más eficaz para tratar una enfermedad en un paciente, pero no en otro con un genotipo diferente. Entonces se puede utilizar para el otro paciente otro fármaco que proporcione la máxima eficacia en su tratamiento.

Conocer los genotipos de los pacientes permite a médicos y farmacéuticos prescribir la dosis exacta de un medicamento específico para producir el resultado deseado en el plan de tratamiento de los pacientes. Así se ahorraría dinero y se evitarían los daños y efectos secundarios innecesarios que pueden tener algunos medicamentos.

Aplicación de la hibridación del ADN en el asesoramiento genético

El asesoramiento genético es una forma especial de trabajo social. Proporciona asesoramiento e información a las personas, ayudándolas a tomar decisiones personales sobre sí mismas y sus hijos. Basándose en los antecedentes familiares de enfermedades hereditarias y en el cribado genético, el asesoramiento genético puede informar a las parejas sobre las posibilidades de que sus hijos padezcan una enfermedad.

He aquí algunos datos para refrescarte la memoria: los alelos suelen ser dominantes o recesivos. Supongamos que un individuo es heterocigoto para el alelo dominante (es decir, tiene el alelo dominante en un cromosoma y el alelo recesivo en el otro cromosoma). En ese caso, mostrará el fenotipo dominante a pesar de ser portador del alelo recesivo. Sólo si un individuo es homocigótico para el alelo recesivo (es decir, tiene el alelo recesivo en ambos cromosomas) tendrá el fenotipo recesivo.

Fig. 2 - Se compara el flujo normal de células sanguíneas con el de células falciformes

Problemas éticos de la hibridación del ADN

A pesar de las muchas ventajas del cribado genético, existen algunas consideraciones éticas importantes en torno al asesoramiento genético. Los asesores genéticos se enfrentan a un dilema ético habitual en relación con el cribado genético en pacientes embarazadas. Antes hemos mencionado que el cribado genético puede determinar si uno o ambos progenitores son portadores de un problema médico. Otras pruebas pueden determinar si el feto tiene mutaciones genéticas que darán lugar a deformidades congénitas, discapacidad mental o impedimentos físicos. Los asesores pueden encontrar un reto ético si saben que sus pacientes embarazadas pueden decidir interrumpir el embarazo antes que llevar el feto a término.

Las pruebas inadecuadas son otro reto ético que surgió cuando las pruebas genéticas se hicieron cada vez más frecuentes. Se refiere a las parejas que buscan asesoramiento y pruebas genéticas con la esperanza de tener un bebé con las características específicas que desean. Las parejas pueden someterse a pruebas y abortar embarazos que no dan lugar a hijos ideales, o incluso embarazos que dan lugar a un hijo del sexo opuesto al que deseaban.