Biologia la Vida en La Tierra-comprimido-288

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256 Capítulo 13 BIOTECNOLOGÍA
En un manantial de aguas termales, como los que existen en el
Parque Nacional de Yellowstone, el agua literalmente brota hir-
viendo y se va enfriando de forma gradual conforme fluye hacia
el riachuelo más cercano (FIGURA E13-1). Quizá creas que estas
aguas, con una temperatura tan elevada, y que por lo general
contiene metales venenosos y compuestos de azufre, carecen de
vida. Sin embargo, un examen más cuidadoso a menudo revela
una diversidad de microorganismos, cada uno adaptado a una
zona con diferente temperatura en el manantial. En 1966 en uno
de los manantiales termales de Yellowstone, Thomas Brock de la
Universidad de Wisconsin descubrió la Thermus aquaticus, que
es una bacteria que vive en agua caliente como a 80°C (176°F).
Cuando Kary Mullis desarrolló por primera vez la reacción en
cadena de la polimerasa, se topó con una dificultad técnica
considerable. La solución de DNA debe calentarse casi hasta el
punto de ebullición para separar la doble hélice en cadenas
sencillas, luego enfriarse de manera que la DNA polimerasa
pueda sintetizar nuevo DNA, y este proceso tiene que repetir-
se una y otra vez. La DNA polimerasa, como cualquier proteína
“ordinaria”, se desnaturaliza (deja de funcionar) por las altas
temperaturas. Así, la nueva DNA polimerasa tendría que agre-
garse después de un ciclo de calentamiento, lo cual resultaba
caro y requería demasiado trabajo.
Ahora veamos el Thermus aquaticus. Al igual que otros or-
ganismos, duplica su DNA cuando se reproduce. Pero debido a
que vive en aguas termales, tiene una DNA polimerasa espe-
cialmente resistente al calor. Cuando se utiliza la DNA polime-
rasa del T. aquaticus en PCR, necesita agregarse a la solución
de DNA una sola vez, cuando comienza la reacción.
Aguas termales y la ciencia del calorINVESTIGACIÓN CIENTÍFICA
FIGURA E13-1 Thomas Brock investiga el manantial Mush-
room
Los colores en estos manantiales termales se deben a los mine-
rales disueltos en el agua y a los diferentes tipos de microbios
que viven a diversas temperaturas.
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8 repeticiones de lado a lado
(en tándem) de la misma secuencia
de 4 nucleótidos 
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FIGURA 13-4 Repeticiones cortas en tándem comunes en las re-
giones de DNA no codificadas 
Esta STR, llamada D5, no forma parte de cualquier gen conocido.
La secuencia AGAT puede repetirse de 7 a 13 veces en individuos
diferentes.
tentes (FIGURA 13-4). Cada STR es corto (consta de dos a cin-
co nucleótidos), repetido (aproximadamente de 5 a 15 veces)
y en tándem o en serie (que tiene todas las repeticiones a lo
largo una tras otra). Al igual que con cualquier gen, personas
diferentes pueden tener alelos de STR diferentes. En el caso
de un STR, cada alelo es simplemente una cantidad diferente de
repeticiones de los mismos escasos nucleótidos.
En 1999 las autoridades competentes británicas y estadou-
nidenses acordaron el uso de un conjunto de 10 a 13 STR, cada
una de 4 nucleótidos de largo, que varían considerablemente
entre individuos. Una coincidencia perfecta de 10 STR en el
DNA de un sospechoso y el DNA encontrado en la escena del
crimen significa que existe una posibilidad de menos de una
en un trillón de que ambos DNA no provengan de la misma
persona. Es más, parece que el DNA alrededor de las RTS no
se degrada muy rápidamente, así que aunque sean muestras
viejas de DNA, como las del caso de Ruffin, por lo regular tie-
nen SRT que se encuentran intactas en su mayor parte.
Los laboratorios forenses utilizan iniciadores de PCR que
amplifican sólo el DNA que rodean inmediatamente las STR.
Como los alelos de la STR varían en cuanto a las veces en que
se repiten, también varían en tamaño: una STR con más repe-
ticiones tiene más nucleótidos y es más grande. Por lo tanto,
un laboratorio forense necesita identificar cada STR en una
muestra de DNA y determinar su tamaño.
La electroforesis en gel separa los segmentos del DNA
Los laboratorios forenses modernos utilizan aparatos avanza-
dos y costosos para determinar el número de veces que la
STR se repite en sus muestras. La mayoría de estos aparatos,
sin embargo, se basan en dos métodos como los que se em-
plean en los laboratorios de biología molecular en todo el
mundo: primero separan el DNA por tamaño; y luego etique-
tan los segmentos de DNA específicos correspondientes.
La mezcla de los segmentos de DNA se separa mediante
una técnica que se conoce como electroforesis en gel (FIGURA
13-5). Primero, la mezcla de fragmentos de DNA se vierten en
ranuras (pozos) poco profundas, en una lámina de agarosa, un
carbohidrato purificado de ciertos tipos de alga marina (figu-
ra 13-5a). La agarosa es uno de los diversos materiales que
pueden formar un gel, que simplemente es una red de fibras
con agujeros de varios tamaños entre ellas. El gel se coloca