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23.1 INTRODUCCIÓN
Las técnicas de análisis molecular del genoma desarrolla-
das a partir de los años setenta del siglo pasado han revo-
lucionado nuestro conocimiento del nivel molecular de
muchos procesos biológicos normales y patológicos.
Actualmente, es posible localizar, identificar, amplificar y
secuenciar los genes que codifican las proteínas esenciales,
y los elementos reguladores de su expresión. También es
factible provocar la expresión de genes en sistemas apro-
piados, para analizar su función o producir grandes canti-
dades de las proteínas que codifican. Además, se han de-
sarrollado técnicas que permiten obtener animales de expe-
rimentación, generalmente ratones, en los que se ha anula-
do selectivamente la función de un gen (animales knoc-
kout), o se ha incorporado un gen nuevo (animales
transgénicos). 
Todo ello ha conducido a un conocimiento más preciso
de las bases moleculares de muchas enfermedades y a nue-
vas posibilidades terapéuticas. Desde el punto de vista bio-
médico, a pesar de su relativa juventud, las técnicas de aná-
lisis molecular del genoma permiten: a) identificar las
alteraciones genéticas asociadas a enfermedades heredita-
rias y, en algunos casos, corregirlas; b) identificar las muta-
ciones responsables de trastornos genéticos no hereditarios,
como los cánceres esporádicos; c) proporcionar métodos
extraordinariamente sensibles de diagnóstico precoz y dife-
rencial de muchas enfermedades; d) producir proteínas u
otras moléculas de interés farmacológico, a un coste razo-
nable; e) identificar a los individuos más susceptibles a una
determinada patología, sentando las bases de una «medici-
na predictiva».
Esta enumeración de posibilidades, aunque impresio-
nante, no es exhaustiva. En este capítulo describiremos las
principales técnicas de clonación, caracterización y secuen-
ciación de genes. Comentaremos también la amplificación
del ADN mediante la reacción en cadena de la polimerasa
(PCR) y algunas de sus aplicaciones biomédicas. Los
aspectos de la tecnología del ADN encaminados a la correc-
ción de determinadas enfermedades se tratarán en el
Capítulo 25.
23.2 CLONACIÓN MOLECULAR: PRINCIPIOS Y
DEFINICIONES
La caracterización molecular de un gen requiere tanto su
identificación y aislamiento a partir del resto del genoma,
como su amplificación para poder obtener cantidades sufi-
cientes para su análisis. Aunque es posible amplificar in
vitro fragmentos de ADN mediante la PCR, la identifica-
ción y amplificación de genes de interés se realiza muy a
menudo recurriendo a técnicas que permiten multiplicar in
vivo un gen determinado tras la introducción de una única
copia del mismo en una célula hospedadora, generalmente
bacteriana. El número de copias del gen aumenta a medida
que se multiplica el organismo hospedador. El proceso, en
su conjunto, se denomina clonación molecular. En general,
la clonación molecular de un gen requiere los siguientes
pasos:
— Aislamiento del ADN (o del ARN) total de las célu-
las de las que proceda el gen.
— Ruptura del ADN en fragmentos de tamaño apropia-
do, o bien, la síntesis del ADN complementario
(ADNc), que es una copia de los ARN mensajeros,
obtenida mediante la enzima transcriptasa inversa.
— Combinación de los fragmentos con otras secuencias
de ADN que permitan su introducción y replicación
estable en la célula hospedadora. Las moléculas
resultantes de esta unión se denominan ADN recom-
binantes.
— Introducción del ADN recombinante en las células
hospedadoras y multiplicación de éstas.
— Identificación y amplificación de la célula hospeda-
doras portadora del gen de interés.
El aislamiento del ADN (o ARN) celular total es relativa-
mente sencillo. Sin embargo, la identificación de una secuen-
cia concreta entre los miles o centenares de miles de frag-
mentos de la población global de ADN es un proceso más
complejo, que requiere, entre otras cosas, disponer de una
sonda o marcador específico para seleccionar el gen en cues-
tión.
ANÁLISIS MOLECULAR DEL GENOMA 23
23 Capitulo 23 8/4/05 11:42 Página 401
	BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR (...)
	CONTENIDO
	PARTE II: BIOLOGÍA Y PATOLOGÍA MOLECULAR
	SECCIÓN V GENOMA, PATOLOGÍA MOLECULAR Y TERAPIA GÉNICA
	23 ANÁLISIS MOLECULAR DEL GENOMA
	23.1 INTRODUCCIÓN
	23.2 CLONACIÓN MOLECULAR: PRINCIPIOS Y DEFINICIONES