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ALEXA TEARET MARTINEZ REYES

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La biología molecular ha transformado el estudio de los sistemas vivos al ofrecer herramientas avanzadas para investigar el ADN y el ARN. Este mural ofrece un panorama general de los principales métodos para purificar, analizar y manipular ácidos nucleicos, así como técnicas aplicadas en el diagnóstico genético y de enfermedades infecciosas, apoyándose en imágenes y videos para facilitar su comprensión.

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La hibridación en biología molecular es el proceso donde dos cadenas de ácidos nucleicos complementarios (ADN-ADN, ARN-ARN o ADN-ARN) se unen mediante enlaces de hidrógeno entre sus bases nitrogenadas. Este proceso es altamente específico y depende de la complementariedad de las secuencias.

Se aplica en técnicas como Southern blot, Northern blot, PCR y microarreglos de ADN para detectar y analizar secuencias específicas, siendo esencial en investigación genética y diagnóstico molecular

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Hibridación in situ. Técnica, tipos y aplicaciones.

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Uso principal de Southern blot

El Southern blot se utiliza para detectar secuencias específicas de ADN en muestras complejas. Es esencial para identificar genes, estudiar mutaciones y analizar reordenamientos genéticos.

Procedimiento

1. Digestión del ADN: El ADN se corta en fragmentos con enzimas de restricción.

2. Electroforesis: Los fragmentos se separan en un gel de agarosa.

3. Transferencia a membrana: El ADN se transfiere a una membrana de nylon o nitrocelulosa.

4. Hibridación: La membrana se incuba con una sonda marcada complementaria a la secuencia de interés.

5. Detección: Se visualizan las secuencias hibridadas mediante métodos de detección como autoradiografía o fluorescencia

• Aplicaciones:

Diagnóstico de enfermedades genéticas, análisis de mutaciones, estudio de polimorfismos.

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Métodos de purificación y análisis de ácidos nucleicos

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Métodos de purificación y análisis de ácidos nucleicos

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La obtención de ácidos nucleicos de alta pureza es fundamental en aplicaciones clínicas y experimentales, especialmente en biología molecular y genómica. La purificación de ADN y ARN es un paso inicial clave para garantizar resultados precisos y confiables. Estas moléculas se extraen de diversas fuentes, como células bacterianas y de mamíferos, tejidos, sangre, plasma, virus e hisopos, así como de productos de PCR y geles.

Cada muestra presenta desafíos particulares, por lo que se requieren métodos específicos para liberar los ácidos nucleicos y eliminar contaminantes como sales, lípidos y proteínas.

La pureza del material obtenido es crucial, ya que impurezas pueden afectar procesos como amplificación, secuenciación y diagnóstico molecular, siendo indispensable para estudios genéticos y aplicaciones clínicas

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• Uso principal:

La hibridación Northern se utiliza para detectar y analizar ARN en una muestra, permitiendo evaluar la expresión génica y el tamaño de los transcritos.

• Procedimiento:

1. Separación del ARN: El ARN total se extrae de las células o tejidos de interés y se separa por electroforesis en gel de agarosa.

2. Transferencia: El ARN separado se transfiere a una membrana de nylon o nitrocelulosa mediante capilaridad o electrotransferencia.

3. Hibridación: Se incuba la membrana con una sonda de ADN o ARN marcada que es complementaria a la secuencia de interés.

4. Detección: Tras la hibridación, se utiliza un sistema de detección (como quimioluminiscencia o radiografía) para visualizar la señal, indicando la presencia y cantidad de ARN de interés.

• Aplicaciones:

Análisis de expresión génica: Determina los niveles de ARN mensajero (ARNm) en diferentes condiciones.

Estudio de isoformas de ARN: Identifica variantes de ARN debido a splicing alternativo.

Diagnóstico molecular: Detecta la presencia de ARN viral o de genes espe

cíficos en enfermedades.

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Hibridación in situ (FISH - Fluorescence In Situ Hybridization)

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Hibridación in situ (FISH - Fluorescence In Situ Hybridization)

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Uso principal:

La hibridación in situ con fluorescencia (FISH) es una técnica utilizada para localizar y cuantificar secuencias específicas de ADN o ARN dentro de células o tejidos mediante sondas fluorescentes.

Procedimiento:

1. Preparación de la muestra: Se fijan las células o tejidos en un portaobjetos para preservar su estructura.

2. Desnaturalización: El ADN o ARN se desnaturaliza, separando sus cadenas, para permitir que las sondas se unan a las secuencias complementarias.

3. Hibridación: Se incuban las muestras con sondas fluorescentes específicas para la secuencia de interés.

4. Lavado y visualización: Se eliminan las sondas no unidas, y la muestra se observa bajo un microscopio de fluorescencia, donde las señales fluorescentes indican la presencia y localización de la secuencia objetivo.

Aplicaciones:

Citoquímica y diagnóstico genético: Permite detectar alteraciones cromosómicas, como translocaciones, deleciones o duplicaciones.

Estudios de expresión génica: Localiza ARN mensajero en tejidos para analizar la expresión de genes en células específicas.

Investigación del cáncer: Se usa para detectar alteraciones genéticas asociadas a cáncer, como amplificación de oncogenes o re

ordenamientos genéticos.

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Fluorescence In Situ Hybridization (FISH) || Application of FISH || Clinical relevance of FISH

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• Extracción alcalina

• Extracción en fenol-cloroformo

• Centrifugación en gradiente de densidad de cloruro de cesio (CsCI)

• Cromatografía en celulosa de oligo dT

• Matriz de sílice

• Microesferas de vidrio

• Tierra de diatomeas

• Cromatografía de intercambio aniónico

• Cromatografía de exclusión por tamaño

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🟢 ¿CÓMO SE REALIZA LA PURIFICACIÓN de ADN y ARN con KIT DE EXTRACCIÓN? 🧪🔬🤓

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Fig.2 Enfermedades técnicas o cromosómicas que detecta PGT 

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Aplicaciones comunes:

• Detección de mutaciones puntuales asociadas a patologías como fibrosis quística, anemia falciforme o enfermedades metabólicas.

• Identificación de deleciones, duplicaciones o inserciones en genes específicos.

• Diagnóstico prenatal para enfermedades monogénicas.

• Determinación de polimorfismos genéticos relacionados con predisposición a enfermedades.

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Prueba de PCR en el diagnóstico de enfermedades: Genéticas, Por microorganismos.

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Prueba de PCR en el diagnóstico de enfermedades: Genéticas, Por microorganismos.

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La prueba de PCR (reacción en cadena de la polimerasa) es una herramienta clave en el diagnóstico de enfermedades, tanto genéticas como infecciosas, debido a su alta sensibilidad y especificidad para detectar material genético.

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2. Diagnóstico de infecciones por microorganismos 

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2. Diagnóstico de infecciones por microorganismos 

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La PCR es esencial para detectar agentes infecciosos mediante la amplificación de su ADN O ARN.

Aplicaciones comunes:

• Virus:

Diagnóstico de infecciones como VIH, hepatitis, SARS- CoV-2, VPH, entre otros.

• Bacterias:

Identificación rápida de tuberculosis, neumonía por Streptococcus pneumoniae, o infecciones de transmisión sexual como la causada por Chlamydia trachomatis.

• Hongos y parásitos:

Diagnóstico de infecciones por Candida, Plasmodium (malaria) o Toxoplasma gondii

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¿Sabías qué...?

La PCR se basa en la Taq polimerasa, una enzima de bacterias que viven en fuentes termales, lo que permitió automatizar y revolucionar la biología molecular.

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1. Southern, E. M. (1975). Detection of specific sequences among DNA fragments separated by gel electrophoresis. Journal of Molecular Biology, 98(3), 503–517. https://doi.org/10.1016/S0022-2836(75)80083-0

2. Sambrook, J., & Russell, D. W. (2001). Molecular cloning: A laboratory manual (3rd ed.). Cold Spring Harbor Laboratory Press.

3. Brown, T. A. (2016). Gene cloning and DNA analysis: An introduction (7th ed.). Wiley-Blackwell.

4. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2015). Molecular biology of the cell (6th ed.). Garland Science.