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De la duplicación de genes al cáncer: ¿Cómo afectan nuestra salud los fragmentos amplificados?
En biología molecular, un fragmento amplificado (amplicón) se refiere a un segmento de ADN o ARN. Este segmento de gen es la fuente o producto de un evento de amplificación o replicación. La formación de fragmentos amplificados puede ser artificial, como mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) o la reacción en cadena de la ligasa (LCR), o puede ser causada por la duplicación natural de genes. En este contexto, la amplificación se refiere al proceso de producir una o más copias, especialmente de fragmentos amplificados.
La presencia de fragmentos amplificados tiene importantes aplicaciones en investigación, medicina forense y medicina, incluida la detección y cuantificación de enfermedades infecciosas, la identificación de restos humanos y la extracción de genotipos del cabello humano.
Las duplicaciones naturales de genes desempeñan un papel clave en la evolución y están asociadas con el desarrollo de varios cánceres humanos, incluido el linfoma mediastínico primario de células B y el linfoma de Hodgkin. En este contexto, fragmentos amplificados pueden referirse tanto a fragmentos de ADN cromosómico que han sido cortados, amplificados y reinsertados en el genoma, como a fragmentos de ADN extracromosómico conocidos como minutos dobles, cada uno de los cuales puede estar compuesto por uno o múltiples genes. .
La amplificación de los genes codificados en estos fragmentos amplificados generalmente aumenta la transcripción de estos genes, lo que en última instancia conduce a una mayor producción de las proteínas asociadas.
Estructura del fragmento amplificado
En general, la estructura de los fragmentos amplificados puede ser secuencias genéticas repetidas directamente (de cabeza a cola) o repetidas de forma invertida (de cabeza a cabeza o de cola a cola), y puede ser una estructura lineal o una estructura circular. Los fragmentos amplificados circulares se componen de repeticiones invertidas imperfectas, un fenómeno que se cree que se origina a partir de fragmentos amplificados lineales precursores. La longitud de los fragmentos amplificados durante la amplificación artificial está determinada por el propósito del experimento.
Técnicas de amplificación de fragmentos
Debido al desarrollo de métodos de amplificación, como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), el análisis de fragmentos amplificados se volvió factible. Además, con el auge de tecnologías de secuenciación de genes más baratas y de alto rendimiento, como la famosa secuenciación de semiconductores Ion Torrent, estas tecnologías permiten un estudio más profundo de fragmentos amplificados en la biología del genoma y la investigación genética.
Utilizando el gen 16S rRNA, los científicos pueden clasificar las bacterias comparando la secuencia del fragmento amplificado con secuencias conocidas, y esto también se aplica al gen 18S rRNA y la región no codificante ITS1 en el dominio fúngico.
Cualquiera que sea el método elegido para amplificar el fragmento amplificado, se debe utilizar alguna técnica para cuantificar el producto amplificado. Estas técnicas suelen incluir un paso de captura y un paso de detección, aunque la implementación específica de estos pasos depende del método de detección individual. Por ejemplo, el ensayo Amplicor VIH-1 Monitor Assay (RT-PCR) identifica el VIH en plasma, y el VIH-1 QT (NASBA) se utiliza para medir la carga viral en plasma amplificando fragmentos de ARN del VIH.
Aplicación de fragmentos amplificados
La tecnología PCR se puede utilizar para detectar el sexo a partir de muestras de ADN humano. Los sitios de inserción del elemento Alu se seleccionan para la amplificación y la evaluación del tamaño, y la determinación del sexo utiliza AluSTXa y AluSTYa en los cromosomas X e Y para reducir la posibilidad de error. El cromosoma insertado produce fragmentos más grandes cuando se amplifica. Los machos mostrarán dos fragmentos de amplificación de ADN, mientras que las hembras solo tendrán uno.
En el diagnóstico de la tuberculosis, la tecnología LCR se centrará en la secuencia que contiene el antígeno proteico B, utilizando cuatro cebadores oligonucleotídicos, dos para la cadena sentido y dos para la cadena antisentido. Estos cebadores se unen muy cerca entre sí para formar porciones de ADN bicatenario que, una vez aislados, pueden ser objetivos para una replicación futura y el producto puede detectarse mediante un inmunoensayo enzimático de micropartículas (MEIA).
A medida que avanza el estudio de fragmentos amplificados, nuestra comprensión de los genes continúa aumentando. En el futuro, ¿qué nuevos cambios habrá en la aplicación de fragmentos amplificados en el tratamiento de enfermedades y la comprensión de los procesos evolutivos? ¿Nos ayudará a encontrar más respuestas a los misterios de la salud?
