Biologia la Vida en La Tierra-comprimido-295

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¿CÓMO SE UTILIZA LA BIOTECNOLOGÍA EN EL DIAGNÓSTICO MÉDICO Y EN EL TRATAMIENTO.. .? 263
alelo de
globina
normal
a) Mst II corta un alelo de globina normal en dos sitios,
 pero corta el alelo de célula falciforme en un sitio.
b) Electroforesis en gel de alelos de globina
alelo de
globina de
la célula
falciforme
Mst II Mst IIMst II
sonda de DNA
Mst II Mst II
sonda de DNA
grande
pequeño
AA AS SS
AA � homocigoto normal
AS � heterocigoto
SS � célula falciforme 
homocigoto
FIGURA 13-11 Diagnóstico de la anemia de células falciformes
con enzimas de restricción
a) El alelo de globina normal y el alelo de células falciformes (que
se muestran en rojo) se cortan a la mitad por la enzima de restric-
ción MstIl (flecha del extremo derecho). El alelo normal también se
corta en otro sitio único (flecha intermedia). Finalmente, sin impor-
tar cuál alelo esté presente, se corta el cromosoma un poco más
adelante del sitio del gen de globina (flecha del extremo izquier-
do). Una sonda de DNA (azul) se sintetiza y es complementaria del
DNA en ambos lados del único sitio de corte. Por consiguiente, la
sonda etiquetará dos fragmentos del DNA del alelo normal, pero
sólo un fragmento del alelo de la célula falciforme. b)
suficientes proteínas funcionales transportadoras de cloro y,
por lo tanto, no desarrolla fibrosis quística. Otra persona con
dos alelos defectuosos (pueden ser iguales o diferentes) no
sintetiza proteínas transportadoras completamente funciona-
les y sí desarrolla la fibrosis quística. Por consiguiente, la en-
fermedad es hereditaria como un simple rasgo recesivo.
¿Cómo puede alguien diagnosticar un trastorno si existen
mil alelos diferentes? La mayoría de estos alelos son extre-
madamente raros; sólo 32 alelos son responsables de aproxima-
damente el 90 por ciento de los casos de fibrosis quística. Es
más, 32 alelos son muchos. Aunque los investigadores proba-
blemente encontraran enzimas de restricción que corten la
mayoría de estos alelos en forma diferente del alelo normal,
las pruebas incluirían docenas de enzimas diferentes, que pro-
duzcan docenas de patrones distintos de segmentos de DNA
que necesitarían ser trabajados en docenas de geles también
diferentes. Entonces, el costo resultaría astronómico.
Sin embargo, cada alelo tiene una secuencia de nucleótidos
diferente. Por consiguiente, una cadena de cada alelo formará
pares de bases perfectos sólo con su propia cadena comple-
mentaria, no con ninguna otra. Ahora varias compañías pro-
ducen “arreglos” de fibrosis quística, los cuales son piezas de
papel filtro especial donde se enlazan segmentos de la cadena
única de DNA. Cada segmento de DNA es complementario a
un alelo de fibrosis quística diferente (FIGURA 13-12a). El
DNA de una persona se corta en pequeños segmentos, que se
separan en cadenas únicas y luego se etiquetan. Después, el
arreglo se baña en la solución que resulta de los fragmentos
etiquetados de DNA. Con las condiciones adecuadas, sólo
una cadena complementaria perfecta del DNA de la persona
se enlazará con un lugar dado del DNA en el arreglo, aunque
una sola base “equivocada” evitará el enlace con el DNA de
la persona. Dependiendo de la cantidad de alelos diferentes
representados en el arreglo, hasta 95 por ciento de todos los
columnas de segmentos 
de DNA complementarios
de varios alelos mutantes
DNA complementario
del alelo normal
a) Arreglo de diagnóstico de fibrosis quística.
b) Un microarreglo de DNA humano.
FIGURA 13-12 Arreglos de DNA en medicina y para investigación
a) El DNA de un paciente se corta en fragmentos pequeños, que
se separan en cadenas únicas y se etiquetan (azul, en este diagra-
ma). El arreglo del tamizado de fibrosis quística se baña en esta so-
lución de DNA etiquetado. Cada alelo de fibrosis quística se
puede enlazar con un solo fragmento específico de DNA comple-
mentario del arreglo. En este diagrama simplificado, el paciente
tiene un alelo normal (parte superior izquierda) y un alelo defec-
tuoso (parte inferior intermedia). b) Cada mancha contiene una
sonda de DNA para un gen humano específico. En la mayoría de
las aplicaciones de investigación se aísla el RNA mensajero del su-
jeto (por ejemplo, de un cáncer humano), y se etiqueta con un co-
lorante fluorescente. El RNAm se vierte luego en el arreglo, y cada
par de bases con su sonda de DNA de plantilla complementaria.
Los genes que están particularmente activos en un cáncer “ilumi-
narán” la sonda de DNA correspondiente.