Biologia la Vida en La Tierra-comprimido-287

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¿CÓMO SE EMPLEA LA BIOTECNOLOGÍA EN LA CIENCIA FORENSE? 255
1 2 3
 1 2 4 8
ciclos
de PCR
b) Cada ciclo de PCR duplica el número de copias de
la secuencia de DNA que se quiere amplificar
a) Un ciclo de PCR
copias
de DNA
4
16
etc.
etc.
Secuencia
de DNA
por
amplificar
DNA
original
90�C 50�C 72�C
DNA
polimerasa
nuevas
cadenas
de DNA
iniciadores
(RNA primer)
 El calentamiento
separa las cadenas
de DNA.
 El enfriamiento
permite que se
enlacen los
iniciadores y
la DNA polimerasa. 
 Se sintetizan
nuevas cadenas
de DNA.
1 2 3
FIGURA 13-3 La PCR copia una secuencia específica de DNA
La reacción en cadena de la polimerasa consta de una serie de 20
a 30 ciclos de calentamiento y enfriamiento. Después de cada ci-
clo, se duplica la cantidad del DNA meta. Después de 20 ciclos, se
han sintetizado un millón de copias del DNA meta. PREGUNTA:
¿Por qué los iniciadores son necesarios para la PCR?
cantidades ilimitadas de DNA. Además, esta reacción puede
emplearse para amplificar segmentos seleccionados de DNA,
si así se desea; también es tan importante en la biología molecu-
lar que Mullis recibió el Premio Nobel de Química en 1993.
Veamos ahora cómo la PCR amplifica una secuencia específica
de DNA (FIGURA 13-3).
Cuando en el capítulo 10 describimos la duplicación del
DNA, omitimos algo de su complejidad en la vida real. Una
de las cuestiones que no explicamos es fundamental para la
PCR: por sí misma, la DNA polimerasa no sabe dónde empe-
zar a copiar una cadena de DNA. Cuando se desenrolla una
molécula de DNA, las enzimas sintetizan un pequeño seg-
mento de RNA complementario, llamado iniciador (RNA pri-
mer), en cada cadena. La DNA polimerasa reconoce esta
región de “iniciación” del DNA como el sitio donde comien-
za la duplicación del resto de la cadena de DNA.
En la PCR debe conocerse la secuencia de nucleótidos del
inicio y fin de la secuencia específica de DNA que se va a ampli-
ficar. Se emplea un sintetizador de DNA para formar dos con-
juntos de fragmentos de DNA, uno complementario en el inicio
de una cadena del segmento de DNA, y otro complementario al
inicio de la otra cadena. Estos iniciadores se utilizan para “decir-
le” a la DNA polimerasa dónde debe empezar a copiar.
En un tubo de ensayo pequeño, el DNA se mezcla con inicia-
dores (RNA primer), nucleótidos libres, y una DNA polimerasa
especial, aislada de los microbios que viven en los manantiales
de aguas termales (véase “Investigación científica:Aguas terma-
les y la ciencia del calor”). La PCR incluye los siguientes pasos,
donde se repiten los ciclos tantas veces como sea necesario pa-
ra generar suficientes copias del segmento de DNA. La PCR
sintetiza una secuencia específica de DNA en una progresión
geométrica (1 2 4 8, etcétera), de manera que 20 ciclos
de PCR forman aproximadamente un millón de copias, y un 
poco más de 30 ciclos forman mil millones de copias.
1. El tubo de ensayo se calienta de 90 a 95°C (194 a 203°F).
Las altas temperaturas rompen los puentes de hidrógeno
entre las bases complementarias, separando el DNA en ca-
denas individuales.
2. La temperatura se reduce a aproximadamente 50°C
(122°F), lo cual permite a los dos iniciadores (RNA pri-
mer) formar pares de bases complementarias con las cade-
nas de DNA originales.
3. La temperatura se eleva a 70 o 72°C (158 o 161.6°F). La
DNA polimerasa, dirigida por los iniciadores (RNA pri-
mer), utiliza los nucleótidos libres para hacer copias del
segmento de DNA enlazado por los iniciadores.
4.
do, si es necesario, a partir de una sola molécula de DNA, la
cual está disponible para procedimientos forenses, clonación,
preparación de organismos transgénicos y muchos otros fines.
La elección de los iniciadores determina cuáles 
secuencias de DNA se amplifican
¿Cómo sabe un laboratorio forense cuáles iniciadores debe
utilizar? Después de años de agotadores trabajos de investi-
gación, los expertos forenses encontraron que los pequeños
segmentos repetidos de DNA, llamados repeticiones cortas en
tándem (STR, por las siglas de short tandem repeats), pueden
emplearse para identificar a la gente con una exactitud asom-
brosa. Piensa en las STR como genes muy cortos e intermi-