Biologia de los microorganismos (513)

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I N G E N I E R Í A G E N É T I C A Y B I O T E C N O L O G Í A 339
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(rRNA). Este enfoque permite la identificación de patógenos en 
muestras clínicas o bacterias de interés en muestras ambien-
tales. La Figura 11.4 muestra el uso simultáneo de ocho son-
das diferentes de oligonucleótidos combinadas para distinguir 
entre 28 cepas diferentes de Escherichia coli cuyas secuencias 
del rRNA 16S varían solo un poco entre las cepas. La variación 
en el color da una indicación visual de la especificidad y el poder 
de las sondas de ácidos nucleicos.
MINIRREVISIÓN
 Mencione algunas aplicaciones de la hibridación de ácidos 
nucleicos en la biología molecular.
 ¿Cuál es la diferencia entre la transferencia Southern y la 
transferencia Northern?
11.3 Reacción en cadena 
de la polimerasa (PCR)
La reacción en cadena de la polimerasa (PCR del inglés poly-
merase chain reaction) es en esencia la replicación del DNA 
in vitro. La PCR puede copiar segmentos de DNA hasta miles 
de millones de veces en un tubo de ensayo, un proceso lla-
mado amplificación, que genera grandes cantidades de genes 
específicos u otros segmentos de DNA para toda una serie de 
aplicaciones en biología molecular. La PCR utiliza la enzima 
DNA-polimerasa, que copia moléculas de DNA de manera 
natural (  Sección 4.4). Se utilizan oligonucleótidos sintéti-
cos como cebadores (Sección 11.5) para iniciar la síntesis del 
DNA, pero están hechos de DNA (a diferencia de los cebado-
res usados por la célula, que son de RNA). La PCR no copia 
realmente moléculas enteras de DNA sino que amplifica frag-
mentos específicos de hasta unos miles de pares de bases (la 
secuencia diana) a partir de una molécula más grande de DNA 
(el molde).
Las etapas de la amplificación del DNA por PCR son las 
siguientes (Figura 11.5):
in situ hybridization) (   Sección  18.4, Figura  11.4). Usando 
esta técnica se pueden unir covalentemente a sondas de oli-
gonucleótidos (moléculas cortas de DNA o RNA monocate-
narias) una variedad de señales fluorescentes diferentes para 
detectar secuencias específicas de DNA. Estas sondas pueden 
usarse para identificar especies concretas o cepas bacterianas 
por hibridación a secuencias características en sus genes para 
el RNA ribosómico 16S o directamente a su RNA ribosómico 
Figura 11.3 Hibridación de ácidos nucleicos. (a) Transferencia
Southern. (Panel izquierdo) Moléculas de DNA purificado de varios plásmidos 
se trataron con enzimas de restricción y se sometieron a electroforesis en 
gel de agarosa. (Panel derecho) Transferencia Southern del gel de DNA que 
se muestra a la izquierda. Tras la transferencia, el DNA del gel se hibridó 
con una sonda radioactiva. Las posiciones de las bandas se visualizaron 
por autorradiografía de rayos X. Obsérvese que solo algunos fragmentos del 
DNA (rodeados en amarillo) tienen secuencias complementarias a la sonda 
marcada. El carril 6 contiene el DNA utilizado como marcador de tamaños, 
y ninguna de las bandas se hibridó con la sonda. (b) Transferencia Northern. 
(Panel superior) Hibridación y detección de una sonda radioactiva específica 
de gen en una transferencia de RNA total. La sonda solo se une al RNA en 
células que crecen formando biofilms, lo que indica que el gen diana no se 
expresa durante el crecimiento planctónico (en suspensión). (Panel inferior) 
Hibridación y detección de una sonda radioactiva que se corresponde con 
el rRNA 5S en la misma transferencia del panel superior. La intensidad de la 
señal indica que existen cantidades iguales de RNA para cada muestra que fue 
aplicada en el gel.
Figura 11.4 Imagen espectral de fluorescencia de 28 cepas de
Escherichia coli marcadas de modo diferente. Las células fueron marcadas 
con diferentes combinaciones de oligonucleótidos conjugados a fluoróforos 
que son complementarios al rRNA 16S de E. coli. 
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(a)
(b)
Sonda para
rRNA 5S
Sonda
específica
de gen
Crecimiento
planctónico
Crecimiento
en biofilm
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