ADN archivos - Página 2 de 3 - Blog de Laboratorio

Las fotos del ADN

20 octubre, 2011 DoctorGenoma Ciencia

Estructura química del bromuro de etidio

Ahora que estoy terminando de escribir la ansiada tesis doctoral, me hubiera gustado poder enseñar como he ido trabajando en el laboratorio día a día. Una de las labores cotidianas es realizar fotografías de los geles de electroforesis que contienen los fragmentos de ADN previamente amplificados mediante PCR para poder analizarlos posteriormente con más detenimiento. Esas imágenes se han podido ver en infinidad de documentales y series de televisión. Son esas fotografías en las que salen una serie de bandas que pertenecen a cada uno de los productos de PCR (aunque también pueden ser digestiones con enzimas u otro tipo de análisis a nivel molecular).
Resumiré las nociones básicas de por qué se ven las bandas de ADN gracias al bromuro de etidio (cada día en más desuso por la utilización de otros agentes intercalantes como el Sybr green, con relativo menor peligro mutagénico) y el por qué de su «iluminación» al incidir los rayos ultravioleta. Cuando se expone el bromuro de etidio (ó Bromuro de 3,8-diamino-5-etil-6-fenilfenantridinio) a luz ultravioleta, emite una luz roja-anaranjada, que se intensifica unas 20 veces después de haberse unido a una cadena de ADN. Este efecto es debido al aumento de la hidrofobia del medio. Como el bromuro de etidio se intercala en el ADN, esta sustancia tiene un poderoso efecto mutágenico y, posiblemente puede ser cancerígeno o teratógeno.

Desde que lanzaron el conocido Sybr green los laboratorios Invitrogen®, parecía que el miedo que siempre nos metían a todos los científicos sobre lo malo que era este compuesto desaparecería con el nuevo «invento verde». Esta molécula se introduce en la estructura secundaria de la doble hélice del ADN y se acopla energéticamente a los ácidos nucleicos que lo forman, de manera que se incrementa notablemente su tasa de emisión fluorescente. Este fenómeno se conoce como transferencia de energía mediante resonancia de fluorescencia. El complejo resultante ADN-SYBR Green presenta el pico de absorción en λ = 498 nm y el pico de emisión en λ = 522 nm (correspondiente a la zona verde del espectro, de ahí su nombre). Ese «miedo» sobre la genotoxicidad del bromuro de etidio que nos intercalaban en nuestras mentes no está muy bien determinado. Como se explicó en 2006 en rrresearch.fieldofscience.com por Rosie Redfield, esa posibilidad mutagénica no está demostrada y las cantidades para que ocurra son increíblemente elevadas. Casi todas las marcas que lo distribuyen muestran los resultados del test de Ames que demuestran el pase de este Sybr green como no mutagénico. Sin embargo, parece ser que existen estudios (ver artículo anteriormente enlazado) en los que se demuestra una mayor toxicidad en ratones con este compuesto que con el bromuro de etidio. Lo malo es que no se suelen explicar todos los pros y contras de cada compuesto como se debería. Y los agentes de ventas de las casas que comercializan estos compuestos tampoco conocen todo sobre ellos. Y no tienen por qué ser completamente transparentes si omitiendo datos consiguen ventas. Lo importante no es echar culpas si no ser precavidos e informarse debidamente.

Una vez dicho todo esto sobre lo que esconden nuestros geles teñidos, quería mostrar que los investigadores del centro TNAU Genomics & Proteomics parece que me han leído el pensamiento y han elaborado un vídeo sobre esta toma de imágenes. Lo bueno es que es exactamente el mismo equipo que usamos en nuestros laboratorios. Tanto el transiluminador Gel Doc como el software Quantity One de BioRad®. El vídeo está en un inglés con acento hindú, pero muy fácil de seguir. Sin más dilación, os dejo con el documento multimedia:

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=a38-lYuPhkQ[/youtube]

Este es uno de los equipos. Para los geles de poliacrilamida de toda la vida podemos tomar las fotos con un densitómetro (como un escáner) y luego están los equipos automatizados de electroforesis capilar que te suministran los datos directamente en formato digital para analizarlos tranquilamente. Eso puede ser tema para otro artículo.
Y vosotros ¿qué compuestos y aparatos utilizáis para estas «tareas cotidianas»?

Este post participa en la VI Edición del Carnaval de Biología, , que organiza @Copepodo en su blog Diario de un Copépodo y también en el VIII Carnaval de Química organizado por @lualnu10 en su blog “Caja de Ciencia”.

Escuchando: El golpeo de las teclas en el portátil ;-P

Cómo se realiza una prueba de ADN

25 agosto, 2011 DoctorGenoma Ciencia

Recuerdo que una de las primeras prácticas de Genética consistía en «jugar» con nuestro propio ADN para hacer algún análisis mediante estudios de PCR. Como veréis en el vídeo siguiente, una prueba de ADN para determinar la paternidad por ejemplo es sencilla. No es que sea un vídeo demasiado actual (tiene unos tres años) pero está desarrollado por una empresa que se dedica a realizar dichas pruebas y lo han hecho para captar clientes, así que es muy de cara al público y sin meterse en términos técnicos y sólo muestra lo que tiene que hacer el cliente para poder envíar las muestras. Además, puede ser gracioso por los términos utilizados ya que se trata de un servicio dado por una empresa estadounidense y está doblado como aquellos dibujos animados que veíamos de pequeños.

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=MYrLI-J3nVs[/youtube]

Muy «atrayente» eso de «descubra el poder de la prueba de ADN hoy». Parece más de un anuncio de detergentes.
Hay muchas empresas que se dedican a hacer este tipo de pruebas. Ésta en concreto lo hace por el «modico precio» de 169 dólares. En una de las prácticas de Bioquímica un profesor nos comentó que el presupuesto que se tenía para impartir dichas prácticas por alumno era de unos 6 euros. Sé de buena tinta que el profesor quería meternos algo de miedo porque en cursos anteriores se habían destrozado ciertos materiales y quería que tuviéramos cuidado, pero muy desencaminado no iba. He podido debatir sobre el tema con gente afín al campo de la Genética y, aunque los precios han bajado considerablemente, siguen siendo un negociazo este tipo de pruebas (a modo de ejemplo, observad estas tarifas de la empresa EasyDNA afincada en España).
¿Qué pensáis? ¿Veis razonable estas tarifas? ¿Creéis que se están favoreciendo de esa publicidad que dan las series de televisión?

Escuchando: Daboblog podcast número 30

A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid

25 abril, 2011 DoctorGenoma Ciencia

«We wish to suggest a structure for the salt of deoxyribose nucleic acid (D.N.A.). […]». Así es como empieza el escrito enviado por James D. Watson y Francis H. C. Crick a la revista Nature en 1953 y que sería publicado en el volúmen 471 en casi dos páginas el 25 de Abril del mismo año.
Hace ya 58 años de la publicación y todavía sigue maravillándome cómo una página y 3 líneas han cambiado el mundo de la biología molecular. He querido colgar este escrito para que todos pudierais leerlo (aunque está en inglés) en su formato original (está en html5, pero si no lo podéis ver tenéis otro enlace con el texto a pantalla completa). De todas formas os pongo también un enlace con la traducción al español gracias al trabajo del Dr. C. de Paz que lo colgó en la web bioxeo.com hace unos cuantos años.

Molecular structure of nucleic acids

Para mí, cada vez que lo leo me permite hacer un repaso de las bases de la genética molecular. El último párrafo mencionando a otros investigadores muy relevantes para el descubrimiento (recomiendo ver el vídeo publicado en el anterior post) recuerda que este trabajo tuvo más ayuda.
Disfrutad del escrito, como lo he hecho yo.

Descubriendo la estructura del ADN

20 abril, 2011 DoctorGenoma Ciencia

Por la conmemoración del quincuagésimo octavo aniversario del anuncio del descubrimiento de la estructura del ADN (el 28 de Febrero de 1953) y su posterior publicación en Nature (el 25 de abril de 1953) quería explicar un poco como fue todo lo relacionado con ese evento que ha cambiado «bastante» la Ciencia. Sin embargo me he topado con un vídeo que, por su duración y explicación, es más ameno que estar leyendo. Se mencionan los nombres de Wilkins, Franklin, Watson y Crick, la foto 51 y, además, cómo una cervecería volvió a ser el centro del mundo por unos momentos. Os dejo con el fragmento del documental «Watson y Crick y la doble hélice de ADN».

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=uCm87Hn85Qk[/youtube]

Interesante, ¿no creéis?.

Escuchando: Gravina 82

Sobre el uso de la sangre materna para saber el genoma del feto

14 diciembre, 2010 DoctorGenoma Ciencia

El pasado 8 de Diciembre, en la revista Science Translational Medicine se publicó cierto avance sobre el diagnóstico de enfermedades genéticas gracias a la obtención del genoma del feto mediante al análisis de la sangre de la madre. El estudio revela que hay una cierta cantidad de ADN del futuro hijo en el plasma de la sangre materna. Este ADN está degradado y por lo tanto son multitud de fragmentos «flotando» por ese suero sanguíneo.

Las avanzadas técnicas de secuenciación que ya hemos comentado en el blog, permiten el análisis de una gran cantidad de fragmentos y los programas bioinformáticos permiten ordenar esas secuencias. Los estudios para desenmascarar ese ADN del feto son muy exhaustivos y costosos (por ahora), pero se espera que en un futuro no muy lejano los costes se abaraten y sea una prueba que permita eliminar métodos invasivos como la amniocentesis para detectar enfermedades hereditarias.
El estudio se comprobó mediante un análisis a una pareja que podría dotar a su todavía no nato hijo la enfermedad de la beta-talasemia. Gracias a la comparativa del ADN de la madre y del padre junto con el obtenido del plasma sanguíneo comprobaron que la técnica permitía averiguar con certeza si el hijo tendría esa herencia perjudicial para su salud. Recordando un poco de genética, ese gen causante de la beta-talasemia está envuelto en la formación de la hemoglobina y que provoca un bajo rendimiento en la toma de oxígeno. Su herencia es clásica (si los padres son portadores del alelo mutado o malo) con un 25% de probabilidades de que herede los dos alelos «buenos», un 50% de que herede con ambos alelos sin causar la enfermedad y un 25% de probabilidades de que lleve ambos alelos malos y desarrolle la enfermedad. El estudio del genoma del feto por medio del análisis del plasma sanguíneo permite obtener unas proporciones de los genes de ambos genomas, de la madre y del niño. Estudiando esa proporción se puede estimar si el niño lleva o no la carga genética buena o la mala. Mediante el estudio con la amniocentesis se corroboró todo y se pudo asegurar que el futuro hijo nacerá sano. En el trabajo se pudo secuenciar e identificar el 94% del genoma del feto para su comparación final de más de 900000 puntos a contrastar.

He podido leer en varios periódicos, como la Vanguardia, que explican el estudio pero verdaderamente no lo aclaran, llevando a la confusión a los lectores que comentaban cosas como que se podía conocer todo ya que las células sanguíneas dan toda la información como el cariotipo (esquema de la colocación e identificación de los cromosomas gracias a encontrarse en la fase metafase). Lo que realmente importa es que el ADN del feto que se obtiene está disgregado en el PLASMA. No hay células sanguíneas completas del feto para hacer un estudio cromosómico. Que se pueda deducir una enfermedad del tipo Síndrome de Down (trisomía del cromosoma 21) por una estimación de los genes que están contenidos en ese cromosoma 21 es una cosa y otra es obtener el cariotipo.
Como siempre, las noticias científicas no son informadas con el rigor que se debería. Yo ya he tomado cartas en este asunto ya que me parece un grandísimo avance. Ya me gustaría que todos mis compañeros investigadores cada vez que vieran faltas de rigor lo comunicaran. Así los periodistas tampoco estarían tan mal valorados.

Referencia: Y. M. Dennis Lo, K. C. Allen Chan, Hao Sun, Eric Z. Chen, Peiyong Jiang, Fiona M. F. Lun, Yama W. Zheng, Tak Y. Leung, Tze K. Lau, Charles R. Cantor and Rossa W. K. Chiu. Maternal Plasma DNA Sequencing Reveals the Genome-Wide Genetic and Mutational Profile of the Fetus. Journal of Systematics and Evolution Vol. 2, Issue 61, p. 61ra91 DOI: 10.1126/scitranslmed.3001720

Jugando a alinear secuencias con Phylo

9 diciembre, 2010 DoctorGenoma Ciencia, Ocio, Tecnología

Ya era hora de que saliera un jueguecito para los que analizamos secuencias. Se trata de Phylo (su nombre completo es ‘Phylo: A Human Computing Framework for Comparative Genomics’), que es un juego creado en flash (sí, como esos juegos en los que se cuidan animales y tal ;-D) consistente en alineamientos de secuencias. Trata de enseñar cómo alinear secuencias gracias a unas cajitas de colores que sustituyen los valores reales de ADN, ARN y proteínas (nucleótidos y aminoácidos para ser más exactos). El alineamiento que puede tocar puede ser por lo tanto tanto secuencias de ADN como de ARN como proteínicas. Para iniciarse en esto de los alineamientos y comprender un poco el «tema» no está mal. Tiene varios niveles y se juegan con especies más o menos emparentadas que generarán alineamientos más o menos complejos. También aumenta la dificultad con un temporizador para cada alineamiento.

El juego-puzzle ha sido desarrollado por el Departamento de Bioinformática de la Universidad McGill de Canadá. Se puede jugar contra la CPU o contra otros jugadores (previo registro) e incluso tus resultados pueden ser enviados a la Universidad de California para que puedan ser cotejados por ellos. Según dicen, esas secuencias del juego son ejemplos reales y que pueden servir los alineamientos conseguidos para avanzar en investigaciones basadas en análisis de secuencias.

Tendría que dedicar unos cuantos artículos para poder explicar claramente cómo se alinean secuencias y todos los programas que se pueden usar y las variables para que el alineamiento sea más efectivo. Pero no está mal juguetear un poco para sacar las primeras impresiones. Y tranquilos, seguro que más de uno se vuelve un poco loco.

Enlace al juego

Escuchando: Los Danko

Ya son siete los genomas humanos secuenciados

25 octubre, 2010 DoctorGenoma Ciencia

Un varón japonés no identificado se ha unido al grupo de humanos cuyo genoma ya ha sido secuenciado en su totalidad desde 2001. Los otros seis individuos son el genoma de James Watson, que co-descubrió la estructura del ADN, Craig Venter, el magnate de los EE.UU. de la biotecnología, un hombre de la etnia Yoruba de África occidental, dos hombres coreanos, y un varón de etnia china Han.
El estudio, publicado en la revista especializada Nature Genetics, está encabezado por Tatsuhiko Tsunoda del Centro de Medicina Genómica de Yokohama.
Un consorcio internacional de investigación ha puesto en marcha el denominado «Proyecto Mil Genomas» (Thousand Genomes Project), dirigido a la secuenciación completa del genoma de 1.000 personas anónimas y publicar los datos en el dominio público.
El proyecto tiene como objetivo arrojar luz sobre las variaciones genéticas que pueden explicar la vulnerabilidad sobre enfermedades hereditarias y poder adaptar los medicamentos a las necesidades individuales.
Tsunoda dijo que estaba cauteloso acerca de hacer una comparación rápida entre los japoneses y los otros genomas conocidos. «Más muestras -decenas- sería necesario, que es nuestro plan de futuro», dijo.
Tsunoda dijo que su equipo estaá trabajando en nuevas maneras de detectar patrones de múltiples variaciones en el código genético.
«En el futuro, seremos capaces de encontrar gran número de variaciones en los genomas individuales que deberían estar relacionadas con muchas enfermedades», dijo Tsunoda.
Al paso que van los avances en secuenciación, no tengo duda que en un futuro cercano podremos pedir que nos impriman una copia de nuestro ADN como si el informe de vida laboral se tratara. Espero que os haya gustado.

Enlace al estudio de secuenciación japonés

Mutación relacionada con el síndrome de Tourette

7 mayo, 2010 DoctorGenoma Ciencia

El estudio se publicó on line el 5 de mayo en el New England Journal of Medicine por un equipo dirigido por Matthew State, profesor en la Universidad de Yale Child Study Center y en los Departamentos de Psiquiatría y Genética, y co-director del Programa de Yale sobre Neurogenética.
El síndrome de Tourette (ST) es un trastorno neurológico relativamente común que se caracteriza por movimientos involuntarios, tics rápidos y súbitos o vocalizaciones que se producen repetidamente en la misma forma. Afecta a uno de cada 100 niños en edad escolar. Los tics pueden comenzar a mediados de la niñez y, el pico, al inicio de la adolescencia. El ST no es potencialmente mortal, pero puede ser discapacitante. Los niños y adultos afectados suelen tener otros trastornos neuropsiquiátricos como el trastorno obsesivo-compulsivo o depresión.
Sobre la base de pruebas sólidas de que los genes contribuyen al ST, el laboratorio del profesor State ha buscado mutaciones genéticas raras que causan ST durante más de una década, con la esperanza de lograr una mejor comprensión de la causa del trastorno y generar oportunidades de investigación a desarrollar tratamientos más eficaces .
State y su equipo encontraron una familia con el ST, con una rara mutación en un gen llamado 1-histidina descarboxilasa (HDC). Este gen produce una proteína que se requiere para la producción de histamina. La histamina se conoce más a menudo por su papel en la respuesta alérgica, pero es un importante neurotransmisor que influye en una variedad de funciones cerebrales.
El padre y toda la descendencia fueron diagnosticadas con el ST. La madre y su familia no tienen el trastorno. Dos niños y el padre también han experimentado el trastorno obsesivo-compulsivo. El laboratorio de State tomó muestras de ADN de todos los miembros de la familia. El estudio se centró en la región uno del genoma que comparten todos los individuos afectados, y, después, se identificó una mutación rara en HDC dentro de esta región, que dio lugar a la proteína mutada que da lugar a la pérdida de su función.
State dijo que el trabajo realizado sobre la histamina cerebral por otros laboratorios muestra que los ratones con niveles bajos son más propensos a comportamientos repetitivos que son similares a los tics humanos y que, incrementando la histamina cerebral, el problema puede invertirse.

Estructuras proteínicas de las variantes del síndrome de Tourette — Imagen en la que se muestra la mutación del gen HDC

Estos avances en la genética sirven ya de un soporte que antes no se tenía. Los medicamentos que se utilizan para tratar este síndrome de Tourette se basan en suministrar histamina. Ahora se sabe el inicio genético de esta terapia. Espero que os haya gustado.

Referencia: L-Histidyne Decarboxylase and Tourette’s Syndrome

El estrés y el ADN

5 abril, 2010 DoctorGenoma Ocio

Desde el año pasado con los premios Nobel, los telómeros han dado que hablar más allá de la comunidad científica. Los estudios realizados en temas relacionados con estas porciones finales de los cromosomas siempre tienen un factor común: la asociación con los efectos del envejecimiento. Pues bien, se ha podido realizar un estudio muy curioso sobre este tema, pero que tiene que ver con los lagartos y el estrés sufrido ante la cercanía de la muerte. Mats Olsson, de la Universidad de Wollongong, en Nueva Gales del Sur, Australia, y sus colegas midieron los telómeros de los lagartos de arena silvestres, Lacerta agilis. Encontraron que la longitud del telómero se vio afectado en los animales cuya cola se había desprendido para escapar de los ataques de los depredadores especialmente en varones. Los lagartos que habían sido atacados hacía poco tiempo eran más propensos a tener telómeros más cortos, y este efecto fue mayor en los machos grandes que en los pequeños y en las hembras más grandes y que en los varones y las hembras más pequeñas. Los machos más grandes tienen una vida más estresante que los pequeños ya que su capacidad reproductiva es mayor (es que el ligar estresa también a los lagartos XDD) y son más atacados por los depredadores. También tienen niveles más altos de corticoides que los lagartos pequeños. atacados por los depredadores. La pérdida de la cola, reduce las posibilidades de supervivencia futura puesto que la cola ya no es la misma que la original: no contiene los huesos, sólo cartílagos, por lo que no se puede «quitar» de nuevo. La pérdida de la cola también provoca un cambio en el comportamiento, adoptando un estilo de vida menos activo. Así que lo mejor es no estresarse y tomarse la vida con más tranquilidad. Por lo menos si eres lagarto.

Referencias: Biology letters

La replicación del ADN

5 marzo, 2010 DoctorGenoma Ciencia

La explicación de la replicación del ADN sería muy laboriosa y dura de seguir para los no «vocacionales» en el tema. He indagado un poco por esta autopista de la información y he encontrado un vídeo y unas imágenes valen más que mil palabras. Además, hace una breve introducción sobre el descubrimiento de la estructura del ADN que me gusta.
Gran parte de la traducción es automática, como sucedía en el artículo del Gran colisionador de hadrones. Robotizada. Pero los vídeos que muestran la actuación de la ADN polimerasa son geniales. Incluso lo presenta un tal Doctor Asso, que en EE.UU. no tendría mucha gracia pero en España…jeje. La pena es que no sea biólogo, pero en USA los buenos genetistas suelen ser médicos. Disfrutad el vídeo.
[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=n7wtjTFLi9g[/youtube]

Etiqueta: ADN