Electroforesis en gel y pruebas genéticas

El ADN es una molécula muy grande formada por una larga secuencia de 4 nucleótidos: adenina, o A, citosina, o C, timina, o T, y guanina, o G.

El ser humano tiene 46 de estas moléculas de ADN, comprimidas en 46 cromosomas, y cada una de ellas contiene miles de genes que codifican rasgos distintos, como el color del pelo, el color de los ojos e incluso la presencia o no de una enfermedad genética.

A veces, las enfermedades genéticas pueden estar causadas por una mutación en un solo gen, y para identificar ese gen en el ADN se puede utilizar una herramienta llamada electroforesis en gel.

En la electroforesis en gel, primero se trocea el ADN en fragmentos más pequeños utilizando enzimas de restricción, que son enzimas que rompen el ADN en secuencias de nucleótidos específicas.

A continuación, los fragmentos de ADN se vierten en un pozo dentro de un trozo de gel de agarosa.

El gel parece sólido, pero en realidad solo es semisólido y, a nivel microscópico, parece un conjunto de cavidades llenas de agua.

Hay una carga negativa en el extremo con los pozos y una carga positiva en el extremo más alejado del gel.

Se hace pasar una corriente eléctrica a través del gel, que arrastra los fragmentos de ADN cargados negativamente a través de las cavidades del gel, hacia el extremo positivo.

La idea es que los fragmentos más pequeños pueden moverse más deprisa a través del gel que los fragmentos más grandes.

Ahora, idealmente, si estamos buscando una mutación y tuviéramos una manera fácil de detectarla, ¡entonces la vida sería fácil! Sin embargo, a veces es más complicado encontrar una mutación.

Y deben utilizarse enzimas de restricción.

Digamos que usamos una enzima de restricción llamada EcoRI para digerir el ADN.

La EcoRI se une a cada secuencia G A T T C del ADN, y rompe el ADN entre la G y la primera A.

Si hubiera una secuencia de ADN como esta, habría tres sitios G A T T C donde la enzima de restricción EcoRI rompería el ADN, y los fragmentos resultantes tendrían este aspecto.

Si este ADN se introduce en un pozo de un gel de electroforesis, y si se pasa una corriente a través de él, el gel daría lugar a cuatro bandas.

Cada banda representaría un fragmento de ADN de diferente tamaño, e indicaría que hay tres sitios de enzimas de restricción en el ADN.

Hay que destacar que las enzimas de restricción pueden cortar cualquier tipo de ADN, solo necesitan su sitio específico para unirse.

Sin embargo, la forma en que se corta el ADN de cada persona varía entre las personas, lo que significa que la longitud de los fragmentos resultantes puede variar.

La variación se denomina polimorfismo, y esto se llama polimorfismos de longitud de fragmentos de restricción, o RFLP.

Si esa secuencia polimórfica también resulta ser un sitio donde una enzima de restricción puede cortar el ADN, entonces se llama marcador polimórfico.

Eso es así porque esa secuencia marca un punto específico en el ADN en el que se pueden identificar polimorfismos, si se utiliza la enzima de restricción para cortar el ADN.

Como estas enzimas rompen el ADN en secuencias de nucleótidos específicas, eso también significa que no romperán el ADN si hay una mutación en esa secuencia de nucleótidos específica.

Por ejemplo, imaginemos que hay una mutación en un solo nucleótido, lo que se denomina polimorfismo de un solo nucleótido o SNP.

Y la mutación está en un sitio de unión de la enzima de restricción, como este, donde una sola A se convierte en una G.

Eso cambiaría el sitio de unión central de EcoRI, que no podría unirse al ADN en ese lugar y cortarlo.

En este caso, después de utilizar la enzima de restricción EcoRI, los fragmentos tendrían el siguiente aspecto: Solo habría tres fragmentos, y el fragmento central sería más largo que antes.

En la electroforesis en gel solo se verían tres líneas, lo que significaría que este ADN tiene una mutación.

Bingo.

Otro tipo de polimorfismo es el denominado polimorfismo de repeticiones cortas en tándem o STRP, también llamado microsatélite.

Un STRP se produce cuando un determinado motivo de ADN, por ejemplo una secuencia de trinucleótidos como C A T, se repite mucho, normalmente entre 5 y 50 veces.