/ viernes 3 de diciembre de 2021

Bio-informando | La famosa PCR

Marie Curie, científica distinguida y acreedora al premio Nobel por sus trabajos con radioactividad, dijo: “Soy de las que piensan en que la ciencia tiene una gran belleza. Un científico en su laboratorio no es sólo un técnico: es también un niño colocado ante fenómenos naturales que le impresionan como un cuento de hadas”.

En estos ya casi dos años de pandemia, nos hemos vuelto más conscientes de la importancia de la salud y del papel que la ciencia desempeña para que esto sea posible; desde la implementación de técnicas y herramientas para el diagnóstico y prevención oportuna de enfermedades hasta el desarrollo de vacunas y tratamientos.

Una de las técnicas ampliamente utilizada en laboratorios a diario y que últimamente hemos escuchado casi todos los días, es la reacción en cadena de la polimerasa o PCR por sus siglas en inglés.

Sabemos también que, dadas las circunstancias actuales, es un ‘análisis’ altamente sensible para la detección del SARS-CoV-2 ¡pero es mucho más que eso! Corría la década de los 80 y el bioquímico Kary Mullis se encontraba laborando en la compañía Cetus Corporation en California y entre sus actividades estaba realizar mejoras al proceso de secuenciación, la cual consiste en ‘descifrar’ la información contenida en el ADN para utilizarse en estudios posteriores (más adelante podemos dedicarle una entrega completa a este tema). En un momento en que Mullis se encontraba con la mente despejada, tuvo su momento “Eureka” y sentó las bases de lo que hoy conocemos como PCR.

La mayoría de los inventos y descubrimientos de alto impacto aparecen cuando no se están buscando o por ‘accidente’ y eso precisamente le pasó a Mullis. Para comenzar a hablar de la PCR, es necesario que tengamos presente que para su realización necesita cuatro ingredientes principales: ADN de interés, oligonucleótidos (también conocidos como ‘primers’), dNTPs (desoxinucléotidos trifosfato) y la ADN polimerasa (la estrella y protagonista que le da nombre a esta técnica). También es importante resaltar que la técnica consiste en tres etapas que para que cumplan con su función, éstas son reguladas bajo una temperatura específica cada una. Estas tres etapas en conjunto forman un ciclo y, como el nombre de la técnica lo indica, dicho ciclo se repite constantemente a elección del usuario con el objetivo de generar copias de un fragmento de ADN en específico para su fácil detección y estudio.

Cuando la técnica se comenzó a emplear en los laboratorios se desarrollaba de forma manual pero gracias al desarrollo de la tecnología, se logró que ahora en nuestros días se realice de forma automatizada y cada vez van surgiendo equipos más sofisticados y variantes de la técnica más específicas en función del enfoque del estudio.

A grandes rasgos, un ciclo de PCR se desarrolla de la siguiente manera: Una vez que tenemos todos los ingredientes en un tubo, comienza la primera etapa que se llama “desnaturalización” y consiste en que la doble cadena del ADN de interés se desenrolla y se separa. Luego, los oligonucleótidos (que son secuencias cortas y relacionadas con la región de ADN que deseamos amplificar) se adhieren por complementariedad al ADN y le ‘indican’ a la polimerasa la región del ADN a copiar; a esta etapa se le llama “alineación”. Finalmente, en la última etapa que se llama “extensión”, la ADN polimerasa adhiere los dNTPs a cada una de las cadenas de ADN obteniendo así copias de la cadena original. Dicho proceso se repite varias veces y el número de copias se va generando de forma exponencial.

Además de la detección de patógenos, la técnica ha sido usada para la caracterización de genes como para análisis de expresión génica. Como podemos ver, esta técnica es bastante útil y puede ser utilizada en múltiples escenarios.

Más adelante, podemos retomar esta técnica ya encauzada a una aplicación en especial, pero por lo pronto, lo dejamos hasta aquí. Te deseo un excelente fin de semana. ¡Hasta la próxima!

Marie Curie, científica distinguida y acreedora al premio Nobel por sus trabajos con radioactividad, dijo: “Soy de las que piensan en que la ciencia tiene una gran belleza. Un científico en su laboratorio no es sólo un técnico: es también un niño colocado ante fenómenos naturales que le impresionan como un cuento de hadas”.

En estos ya casi dos años de pandemia, nos hemos vuelto más conscientes de la importancia de la salud y del papel que la ciencia desempeña para que esto sea posible; desde la implementación de técnicas y herramientas para el diagnóstico y prevención oportuna de enfermedades hasta el desarrollo de vacunas y tratamientos.

Una de las técnicas ampliamente utilizada en laboratorios a diario y que últimamente hemos escuchado casi todos los días, es la reacción en cadena de la polimerasa o PCR por sus siglas en inglés.

Sabemos también que, dadas las circunstancias actuales, es un ‘análisis’ altamente sensible para la detección del SARS-CoV-2 ¡pero es mucho más que eso! Corría la década de los 80 y el bioquímico Kary Mullis se encontraba laborando en la compañía Cetus Corporation en California y entre sus actividades estaba realizar mejoras al proceso de secuenciación, la cual consiste en ‘descifrar’ la información contenida en el ADN para utilizarse en estudios posteriores (más adelante podemos dedicarle una entrega completa a este tema). En un momento en que Mullis se encontraba con la mente despejada, tuvo su momento “Eureka” y sentó las bases de lo que hoy conocemos como PCR.

La mayoría de los inventos y descubrimientos de alto impacto aparecen cuando no se están buscando o por ‘accidente’ y eso precisamente le pasó a Mullis. Para comenzar a hablar de la PCR, es necesario que tengamos presente que para su realización necesita cuatro ingredientes principales: ADN de interés, oligonucleótidos (también conocidos como ‘primers’), dNTPs (desoxinucléotidos trifosfato) y la ADN polimerasa (la estrella y protagonista que le da nombre a esta técnica). También es importante resaltar que la técnica consiste en tres etapas que para que cumplan con su función, éstas son reguladas bajo una temperatura específica cada una. Estas tres etapas en conjunto forman un ciclo y, como el nombre de la técnica lo indica, dicho ciclo se repite constantemente a elección del usuario con el objetivo de generar copias de un fragmento de ADN en específico para su fácil detección y estudio.

Cuando la técnica se comenzó a emplear en los laboratorios se desarrollaba de forma manual pero gracias al desarrollo de la tecnología, se logró que ahora en nuestros días se realice de forma automatizada y cada vez van surgiendo equipos más sofisticados y variantes de la técnica más específicas en función del enfoque del estudio.

A grandes rasgos, un ciclo de PCR se desarrolla de la siguiente manera: Una vez que tenemos todos los ingredientes en un tubo, comienza la primera etapa que se llama “desnaturalización” y consiste en que la doble cadena del ADN de interés se desenrolla y se separa. Luego, los oligonucleótidos (que son secuencias cortas y relacionadas con la región de ADN que deseamos amplificar) se adhieren por complementariedad al ADN y le ‘indican’ a la polimerasa la región del ADN a copiar; a esta etapa se le llama “alineación”. Finalmente, en la última etapa que se llama “extensión”, la ADN polimerasa adhiere los dNTPs a cada una de las cadenas de ADN obteniendo así copias de la cadena original. Dicho proceso se repite varias veces y el número de copias se va generando de forma exponencial.

Además de la detección de patógenos, la técnica ha sido usada para la caracterización de genes como para análisis de expresión génica. Como podemos ver, esta técnica es bastante útil y puede ser utilizada en múltiples escenarios.

Más adelante, podemos retomar esta técnica ya encauzada a una aplicación en especial, pero por lo pronto, lo dejamos hasta aquí. Te deseo un excelente fin de semana. ¡Hasta la próxima!