Biologia de los microorganismos-1068 (437)

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208 G E N Ó M I C A , G E N É T I C A Y V I R O L O G Í A
el chip indica que el gen se ha transcrito (Figura 6.17; véase tam-
bién Figura 6.18b). Cuando se estudian los genes que codifican 
proteínas, se debe analizar el RNA mensajero. En la práctica, el 
mRNA está presente en cantidades demasiado bajas para su uso 
directo. Por tanto, las secuencias de mRNA deben ser amplifi-
cadas previamente. Esto se hace usando una versión modificada 
de la PCR después de convertir el RNA en su DNA complemen-
tario (cDNA, Sección 11.3). 
La fotolitograf ía, un proceso utilizado para fabricar los chips 
informáticos, se ha adaptado para producir chips de DNA. 
Estos chips tienen entre 1 y 2 cm de tamaño, y están inserta-
dos en soporte plástico que puede ser manipulado fácilmente 
(Figura 6.18a). Cada chip puede albergar miles de fragmentos 
diferentes de DNA. En la práctica, normalmente cada gen está 
representado más de una vez en la matriz con el fin de aumen-
tar la fiabilidad. Las matrices de genomas completos contienen 
segmentos de DNA que, en conjunto, representan el genoma 
entero de un organismo. Por ejemplo, un chip que abarque el 
genoma humano completo (Figura 6.18a) puede analizar unos 
47.000 transcritos humanos y tiene espacio para 6.500 oligonu-
cleótidos adicionales para su uso en diagnóstico clínico. 
Micromatrices y chips de DNA
Las micromatrices son pequeños soportes sólidos sobre los 
cuales se fijan y disponen espacialmente y según un patrón 
conocido, genes o, con más frecuencia, porciones de genes. 
A menudo se las denomina chips génicos o chips de DNA 
(Figura 6.17). La tecnología de las micromatrices requiere de la 
hibridación entre el DNA y el RNA. Cuando se desnaturaliza 
el DNA (es decir, se separan las dos cadenas), las cadenas sen-
cillas pueden formar moléculas híbridas de cadena doble con 
otras moléculas de DNA o RNA de cadena sencilla mediante el 
apareamiento complementario o parcialmente complementario 
de sus bases ( Sección 11.2). Este proceso es conocido como 
hibridación de ácidos nucleicos, o para abreviar hibridación, y 
es muy usado para detectar, caracterizar e identificar segmentos 
de DNA o RNA. Los fragmentos de ácidos nucleicos de cadena 
simple cuya identidad es conocida, y que son usados en la hibri-
dación, se denominan sondas de ácidos nucleicos o, simple-
mente, sondas. Para permitir la detección, las sondas pueden ser 
radiactivas o estar marcadas con fluorescencia. Modificando las 
condiciones es posible ajustar la «exactitud» de la hibridación 
de modo que el apareamiento de las bases complementarias sea 
exacto, o casi exacto. Esto evita apareamientos no específicos 
entre secuencias que son solo complementarias parcialmente.
En una micromatriz, los segmentos génicos pueden ser sin-
tetizados por la reacción en cadena de la polimerasa (PCR, 
 Sección 11.3) o, alternativamente, se diseñan y sintetizan 
oligonucleótidos para cada gen a partir de la secuencia genó-
mica. Una vez unidos al soporte sólido, estos segmentos de 
DNA se pueden hibridar con RNA de células cultivadas en con-
diciones específicas, escanearse y analizarse por ordenador. La 
hibridación entre un RNA específico y un segmento de DNA en 
Tabla 6.6 Terminología «ómica»
DNA Genoma: información genética total de una célula o un 
virus
Metagenoma: complemento genético total de todas las 
células presentes en un ambiente particular
Epigenoma: número total de posibles cambios 
epigenéticos
Metiloma: número total de sitios metilados en el DNA 
(ya sean epigenéticos o no)
RNA Transcriptoma: RNA total producido en un organismo 
en condiciones específicas
Proteína Proteoma: conjunto total de proteínas codificadas por 
un genoma
Traductoma: conjunto total de proteínas presentes en 
condiciones específicas
Interactoma: conjunto total de interacciones entre 
proteínas (o otras macromoléculas)
Metabolitos Metaboloma: conjunto total de pequeñas moléculas y 
metabolitos intermediarios 
Glicoma: conjunto total de azúcares y otros 
carbohidratos
Organismos Microbioma: conjunto total de microorganismos en un 
ambiente dado (también aquellos asociados con 
organismos superiores)
Viroma: conjunto total de virus en un ambiente
Micobioma: conjunto total de hongos en un ambiente 
natural
Figura 6.17 Elaboración y uso de micromatrices de DNA. Se sintetizan
individualmente oligonucleótidos cortos monocatenarios correspondientes a 
todos los genes de un organismo, y se fijan en posiciones conocidas del chip 
para elaborar una micromatriz. El chip se analiza por hibridación a las sondas 
de DNA del chip mRNA marcados con fluorescencia, obtenidos de células 
cultivadas en condiciones específicas, y escaneando después el chip con un 
láser.
Condiciones
de crecimiento
1
Condiciones
de crecimiento
2
Gen X expresado
Genes Y y Z no expresados
Gen X
Gen Y
Gen Z
Chip
de DNA
Gen ZGen X
Gen X no expresado
Genes Y y Z expresados
Síntesis de oligonucleótidos
cortos ss, complementarios
de los genes X, Y y Z.
Fijación del DNA en 
el chip en ubicaciones
conocidas.
Sondeo del chip
con mRNA
marcado y 
escaneo del chip.
Gen Y
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