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El presente trabajo lo realicé con la finalidad de describir las técnicas de biología molecular, estas técnicas son muy importantes para el conocimiento y comprensión del genoma humano. En este sentido, facilitan la vida ya que gracias a ellas podemos detectar y curar enfermedades.
Me parece digno comentar que una adecuada aplicación de estas técnicas puede darnos una mejor calidad de vida al detectar mutaciones en el ADN a etapas tempranas y así iniciar un tratamiento adecuado. Tal es el caso de la retinosis pigmentaria (enfermedad genética que afecta la retina del ojo cerrando el campo de visión, llegando a producir ceguera); al realizar estos exámenes a tiempo se puede ayudar al paciente antes de que este llegue a la ceguera total. Podría nombrar una lista larga de enfermedades producidas por mutaciones en el ADN (Síndrome de Down, Síndrome de Swyer, etc..), pero, estas técnicas no solo nos ayudan en el área de la salud, sino también en la criminología para la deconstrucción de muestras y reconocimiento del ADN, en la industria alimentaria, industria farmacéutica y demás arreas importantes para el desarrollo de la vida.

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Las técnicas de biología molecular sirven para analizar ácidos nucleicos. detectar e identificar tanto microorganismos, como diferentes genotipos dentro de una misma especie y genes de resistencia al tratamiento farmacológico. Todas estas técnicas necesitan un paso previo donde se toma una muestra para la extracción de ADN o ARN.
La obtención de la muestra de ADN debe tener las siguientes características:

La muestra no debe presentar riesgo para le paciente (no invasiva).

Generalmente se toma una muestra sanguínea.

La muestra no debe contaminarse ya que se puede obtener un falso negativo o un falso positivo.

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La electroforesis es una técnica que se utilizada para separar el ADN y el ARN, en base a su tamaño y carga eléctrica. Se utiliza una corriente eléctrica para mover las moléculas y que se separen a través de un gel. Los poros del gel actúan como un colador, permitiendo que las moléculas más pequeñas se muevan más rápido que las grandes. Las condiciones utilizadas durante la electroforesis se pueden ajustar para separar moléculas en el rango de tamaño que se desee.
Los pasos de la electroforesis son:

Las muestras de ADN se cargan en pozos (ranuras) en un extremo de un gel y se aplica una corriente eléctrica para arrastrarlas a través del gel.

Los fragmentos tienen carga negativa, por lo que se mueven hacia el electrodo positivo. Puesto que todos los fragmentos de ADN tienen la misma cantidad de carga por masa, los fragmentos pequeños atraviesan el gel más rápido que los grandes.

Cuando un gel se tiñe con un pigmento que se une al ADN, los fragmentos de ADN pueden verse como bandas, las cuales representan un grupo de fragmentos de ADN del mismo tamaño.

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Electroforesis de ADN en gel de agarosa (IQOG-CSIC)

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Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)

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Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)

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La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es una técnica de laboratorio utilizada para amplificar secuencias de ADN. El método utiliza secuencias cortas de ADN llamados cebadores para seleccionar la parte del genoma a amplificar. La temperatura de la muestra se sube y se baja repetidamente para ayudar a la enzima de replicación del ADN a duplicar la secuencia del ADN que está siendo copiada. Con esta técnica se pueden producir un billón de copias de la secuencia en estudio en sólo unas pocas horas.
Los pasos de la PCR son:

1. Desnaturalización (96°C): la reacción se calienta bastante para separar, o desnaturalizar, las cadenas de ADN. Esto proporciona los moldes de cadena sencilla para el siguiente paso.

2. Templado (55-65°C): la reacción se enfría para que los cebadores puedan unirse a sus secuencias complementarias en el molde de ADN de cadena sencilla.

3. Extensión (72°C): la temperatura de la reacción se eleva para que la polimerasa extienda los cebadores y sintetice así nuevas cadenas de ADN.

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PCR: Reacción en Cadena de la Polimerasa (IQOG-CSIC)

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Vídeo de divulgación científica (IQOG-CSIC) PCR o Reacción en Cadena de la Polimerasa, utilizando una enzima termoestable, la Taq Polimerasa. Es una técnica de biología molecular, cuyo objetivo es obtener un gran número de copias de un fragmento de ADN de interés, partiendo de un mínimo. Se realiza en un termociclador.

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La secuenciación de ADN es el proceso que determina la secuencia de bases de los nucleótidos (A, T, C y G) de un fragmento de ADN. En la doble hélice de ADN, las cuatro bases químicas se unen siempre con la misma pareja para formar "pares de bases". Adenina (A) con timina (T) y citosina (C) con guanina (G). Este emparejamiento es la base para el mecanismo mediante el cual las moléculas de ADN se copian cuando las células se dividen, y también es la base para los métodos usados en la mayoría de los experimentos de secuenciación de ADN.

La secuenciación de Sanger es la mas usada en esta técnica y consiste en hacer muchas copias de una región blanco de ADN.
Los ingredientes para esta secuenciación son:

Una enzima ADN polimerasa.

Un cebador, que es un fragmento pequeño de ADN monocatenario que se une al molde de ADN y actúa como un "iniciador" de la polimerasa.

Los cuatro nucleótidos del ADN (dATP, dTTP, dCTP, dGTP).

El molde de ADN que será secuenciado.

Terminadores de la cadena, de los cuatro nucleótidos (ddATP, ddTTP, ddCTP, ddGTP), cada uno marcado con pigmentos de color diferente.

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Secuenciación de ADN | Khan Academy en Español

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La hibridación es un proceso por el cual se combinan dos cadenas complementarias simples de ácidos nucleicos (ADN o ARN) y se permite que formen una única molécula de doble cadena por apareamiento de sus bases.
El ADN suele encontrarse en forma de una molécula de doble cadena. Sus dos hebras se unen entre sí de forma complementaria en un proceso llamado hibridación. De forma natural, cuando el ADN se replica, la nueva hebra hibrida con la hebra que es copiada. En el laboratorio hacemos uso de la hibridación generando sondas de ácidos nucleicos que podemos utilizar para detectar la presencia o ausencia de ciertas moléculas de ADN o de ARN en la célula.
Los pasos para llevar a cabo la hibridación son:

1. La hélice de doble cadena (ADN) se separa mediante un proceso físico (calor) o químico (con una base fuerte, como la sosa cáustica). Esto rompe los enlaces por puentes de hidrogeno que mantienen unidas las dos hebras del ADN.

2. Las dos hebras complementarias se separan, el ADN se desnaturaliza.

3. Una muestra de cadenas simples (o desnaturalizadas) se mezcla con otra muestra de cadenas simples.

4. La muestra combinada se enfría lentamente, las moléculas sencillas se van emparejando por las zonas complementarias y se va formando una nueva molécula hibridada.

Un ejemplo de esta técnica es la Hibridación FISH, a continuación se mostrara un video de como se lleva a cabo.

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La clonación es el proceso de hacer múltiples copias idénticas de un fragmento particular de ADN. En un procedimiento típico de clonación de ADN, el gen u otro fragmento de ADN de interés (tal vez el gen de una proteína humana médicamente importante) se inserta primero en un fragmento circular de ADN llamado plásmido. La inserción se realiza con enzimas que "cortan y pegan" ADN y se obtiene una molécula de ADN recombinante, ADN ensamblado de fragmentos provenientes de múltiples fuentes.
Los pasos de la clonación de ADN son:

1. Abrir el plásmido y "pegar" el gen dentro. Este proceso depende de enzimas de restricción (que cortan el ADN) y de ADN ligasa (que une el ADN).

2. Insertar el plásmido en las bacterias. Se usa selección con antibióticos para identificar las bacterias que incorporaron el plásmido.

3. Cultivar bacterias portadoras de plásmido en gran cantidad y usarlas como "fábricas" para producir la proteína. Recolectar la proteína de las bacterias y purificarla.