{"id":37174,"date":"2019-10-31T22:16:11","date_gmt":"2019-10-31T19:16:11","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/umer-nobelevskij-laureat-keri-mullis-izobretatel-polimeraznoj-tsepnoj-reaktsii-dnk\/"},"modified":"2019-10-31T22:16:11","modified_gmt":"2019-10-31T19:16:11","slug":"umer-nobelevskij-laureat-keri-mullis-izobretatel-polimeraznoj-tsepnoj-reaktsii-dnk","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/es\/blog\/news\/umer-nobelevskij-laureat-keri-mullis-izobretatel-polimeraznoj-tsepnoj-reaktsii-dnk","title":{"rendered":"Falleci\u00f3 el premio Nobel Carey Mullis, inventor de la reacci\u00f3n en cadena de la polimerasa de ADN","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"Falleci\u00f3 En California, a la edad de 74 a\u00f1os, falleci\u00f3 el laureado estadounidense del Premio Nobel de Qu\u00edmica, Kary Mullis. Seg\u00fan su esposa, la muerte ocurri\u00f3 el 7 de agosto. La causa fue insuficiencia card\u00edaca y respiratoria debido a una neumon\u00eda.<\/p>\n

James Watson, descubridor de la mol\u00e9cula de ADN, nos contar\u00e1 sobre la contribuci\u00f3n que hizo a la bioqu\u00edmica y por qu\u00e9 recibi\u00f3 el Premio Nobel. <\/p>\n

Extracto del libro de James Watson, Andrew Berry, Kevin Davis <\/p>\n

ADN. La historia de la revoluci\u00f3n gen\u00e9tica<\/h2>\n

Cap\u00edtulo 7. El genoma humano. El guion de la vida<\/h3>\n

\n<\/a><\/noindex>
\n\u2026
\nLa reacci\u00f3n en cadena de la polimerasa (PCR) fue inventada en 1983 por el bioqu\u00edmico Kary Mullis, que trabajaba en la empresa Cetus. El descubrimiento de esta reacci\u00f3n fue bastante notable. M\u00e1s tarde, Mullis recordaba: \"Una noche de viernes en abril de 1983, como si me hubiera iluminado. Estaba conduciendo por una sinuosa carretera monta\u00f1osa iluminada por la luna en el norte de California, cerca de los bosques de secuoyas\". Impresiona que fue en tal situaci\u00f3n donde encontr\u00f3 la inspiraci\u00f3n. No se trata de que las carreteras del norte de California sean especiales para la iluminaci\u00f3n; simplemente, su amigo hab\u00eda visto una vez a Mullis conduciendo imprudentemente por una carretera helada de doble sentido, lo que no le preocupaba en absoluto. Su amigo le dijo al New York Times lo siguiente: \"Mullis so\u00f1\u00f3 que morir\u00eda al chocar contra una secuoya. Por eso, no le tiene miedo a conducir, siempre que no haya secuoyas a lo largo del camino\". La presencia de secuoyas a lo largo de la carretera hizo que Mullis se concentrara y... ah\u00ed estaba, la iluminaci\u00f3n. Por su invento, en 1993 Mullis recibi\u00f3 el Premio Nobel de Qu\u00edmica y desde entonces se volvi\u00f3 a\u00fan m\u00e1s extra\u00f1o en sus acciones. Por ejemplo, es un defensor de la teor\u00eda revisionista de que el SIDA no est\u00e1 relacionado con el VIH, lo que socav\u00f3 considerablemente su propia reputaci\u00f3n y dificult\u00f3 a los m\u00e9dicos.<\/p>\n

La PCR es una reacci\u00f3n bastante simple. Para llevarla a cabo, necesitamos dos primers sint\u00e9ticos qu\u00edmicamente, complementarios a los extremos opuestos de diferentes cadenas del fragmento de ADN requerido. Los primers son peque\u00f1as secciones de ADN de cadena simple, cada uno de aproximadamente 20 pares de bases de longitud. La caracter\u00edstica de los primers es que se corresponden con las secciones de ADN que se necesita amplificar, es decir, la matriz de ADN. <\/p>\n

\"Falleci\u00f3<\/a><\/noindex>
\n(La imagen es clickeable) Kary Mullis, inventor de la PCR<\/i><\/p>\n

La especificidad de la PCR se basa en la formaci\u00f3n de complejos complementarios entre la matriz y los primers, que son oligonucle\u00f3tidos sint\u00e9ticos cortos. Cada uno de los primers es complementario a una de las hebras de la matriz de ADN bicatenario y limita el inicio y el final de la regi\u00f3n que se va a amplificar. La 'matriz' obtenida representa un genoma completo, y nuestro objetivo es aislar de ella los fragmentos que nos interesan. Para ello, se calienta la matriz de ADN bicatenario a 95 \u00b0C durante varios minutos, para que las hebras de ADN se separen. Esta etapa se llama desnaturalizaci\u00f3n, ya que se rompen los enlaces de hidr\u00f3geno entre las dos hebras de ADN. Cuando las hebras se separan, se reduce la temperatura para que los primers puedan unirse a la matriz de ADN de cadena sencilla. La ADN polimerasa comienza la replicaci\u00f3n del ADN, uni\u00e9ndose a un segmento de la cadena de nucle\u00f3tidos. La enzima ADN polimerasa replica la hebra matriz, utilizando el primer como iniciador o ejemplar para copiar. Como resultado del primer ciclo, obtenemos una duplicaci\u00f3n secuencial del segmento de ADN deseado. Luego repetimos este procedimiento. Despu\u00e9s de cada ciclo, obtenemos la regi\u00f3n objetivo en el doble de cantidad. Despu\u00e9s de veinticinco ciclos de PCR (es decir, en menos de dos horas), tenemos la regi\u00f3n de ADN que nos interesa en una cantidad 225 veces superior a la inicial (es decir, hemos ampliado su cantidad aproximadamente 34 millones de veces). En realidad, al inicio ten\u00edamos una mezcla de primers, ADN matriz, la enzima ADN polimerasa y bases libres A, C, G y T, la cantidad de producto espec\u00edfico de la reacci\u00f3n (limitada por los primers) aumenta exponencialmente, mientras que la cantidad de copias 'largas' de ADN lo hace de manera lineal, por lo tanto, en los productos de la reacci\u00f3n, predominan las copias espec\u00edficas.<\/p>\n

\"Falleci\u00f3
\nAmplificaci\u00f3n de la regi\u00f3n deseada de ADN: reacci\u00f3n en cadena de la polimerasa<\/i><\/p>\n

Al principio del uso de la PCR, el principal problema era el siguiente: despu\u00e9s de cada ciclo de calentamiento-enfriamiento, era necesario a\u00f1adir ADN polimerasa a la mezcla de reacci\u00f3n, ya que se inactivaba a una temperatura de 95 \u00b0C. Por lo tanto, hab\u00eda que agregarla de nuevo antes de cada uno de los 25 ciclos. El procedimiento de realizar la reacci\u00f3n era relativamente ineficaz, requer\u00eda mucho tiempo y la enzima polimerasa es bastante cara. Afortunadamente, la madre naturaleza ofreci\u00f3 su ayuda. Muchos animales se sienten c\u00f3modos a temperaturas mucho m\u00e1s altas de 37 \u00b0C. \u00bfY por qu\u00e9 se convirti\u00f3 en un n\u00famero importante para nosotros el 37 \u00b0C? Esto sucedi\u00f3 porque esta temperatura es \u00f3ptima para E. coli, de la cual se obtuvo originalmente la enzima polimerasa para la PCR. En la naturaleza se encuentran microorganismos cuyas prote\u00ednas, tras millones de a\u00f1os de selecci\u00f3n natural, se volvieron m\u00e1s resistentes a las altas temperaturas. Se propuso utilizar ADN polimerasas de bacterias term\u00f3filas. Estas enzimas resultaron ser termostables y pudieron soportar numerosos ciclos de reacci\u00f3n. Su uso permiti\u00f3 simplificar y automatizar la realizaci\u00f3n de la PCR. Una de las primeras ADN polimerasas termostables fue aislada de la bacteria Thermus aquaticus, que habita en las fuentes termales del Parque Nacional Yellowstone, y se llam\u00f3 polimerasa Taq.<\/p>\n

La PCR se convirti\u00f3 r\u00e1pidamente en el caballo de batalla principal del proyecto 'Genoma Humano'. En general, el proceso no difiere del desarrollado por Mullis, simplemente fue automatizado. Ya no depend\u00edamos de un grupo de becarios casi ciegos, que minuciosamente vert\u00edan gotas de l\u00edquido en tubos de pl\u00e1stico. En los laboratorios modernos que realizan investigaciones gen\u00e9tico-moleculares, este trabajo se lleva a cabo en l\u00edneas de producci\u00f3n rob\u00f3ticas. Los robots de PCR, involucrados en un proyecto de gran escala como el 'Genoma Humano', trabajan incansablemente con grandes vol\u00famenes de polimerasa resistente al calor. Algunos cient\u00edficos que trabajaban en el proyecto 'Genoma Humano' se sintieron indignados por las tasas desmesuradamente altas que a\u00f1ade a los costos de los materiales de consumo el propietario de la patente de la PCR, el gigante industrial y farmac\u00e9utico europeo Hoffmann-LaRoche.<\/p>\n

Un segundo \"motor\" fue el propio m\u00e9todo de secuenciaci\u00f3n de ADN. La base qu\u00edmica de este m\u00e9todo ya no era una novedad en aquel momento: el proyecto intergubernamental \"Genoma Humano\" (HGP) adopt\u00f3 el mismo ingenioso m\u00e9todo que desarroll\u00f3 Fred Sanger a mediados de la d\u00e9cada de 1970. La innovaci\u00f3n radicaba en la escala y el grado de automatizaci\u00f3n que se logr\u00f3 en la secuenciaci\u00f3n.<\/p>\n

La secuenciaci\u00f3n autom\u00e1tica fue originalmente desarrollada en el laboratorio de Lee Hood en el Instituto Tecnol\u00f3gico de California. Termin\u00f3 la escuela en el estado de Montana y jug\u00f3 al f\u00fatbol americano como receptor; gracias a Hood, su equipo gan\u00f3 varias veces el campeonato estatal. Las habilidades de trabajo en equipo le fueron \u00fatiles en su carrera cient\u00edfica. En el laboratorio de Hood trabajaba un variado grupo de qu\u00edmicos, bi\u00f3logos e ingenieros, y pronto su laboratorio se convirti\u00f3 en l\u00edder en t\u00e9rminos de innovaci\u00f3n tecnol\u00f3gica.<\/p>\n

De hecho, el m\u00e9todo de secuenciaci\u00f3n autom\u00e1tica fue inventado por Lloyd Smith y Mike Hunkapiller. Mike Hunkapiller, quien en ese momento trabajaba en el laboratorio de Hood, se dirigi\u00f3 a Lloyd Smith, proponi\u00e9ndole un m\u00e9todo de secuenciaci\u00f3n mejorado en el que las bases de cada tipo se colorear\u00edan de manera diferente. Esta idea podr\u00eda aumentar la eficiencia del proceso de Sanger hasta cuatro veces. En el m\u00e9todo de Sanger, se forma un conjunto \u00fanico de oligonucle\u00f3tidos de diferentes longitudes en cada uno de los cuatro tubos de ensayo (correspondientes al n\u00famero de bases) con la ayuda de la ADN polimerasa, que incluye la secuencia del cebador. Luego, se a\u00f1ad\u00eda formamida a los tubos para separar las cadenas y se realizaba la electroforesis en gel de poliacrilamida en cuatro carriles. En la variante de Smith y Hunkapiller, los didesoxinucle\u00f3tidos se marcaban con cuatro colorantes diferentes y se llevaba a cabo PCR en un solo tubo. Luego, durante la electroforesis en gel de poliacrilamida, un rayo l\u00e1ser en un punto espec\u00edfico del gel excita la actividad de los colorantes, y el detector determina qu\u00e9 nucle\u00f3tido est\u00e1 migrando a trav\u00e9s del gel en ese momento. Al principio, Smith estaba pesimista; tem\u00eda que el uso de dosis extremadamente peque\u00f1as de colorante hiciera que las regiones nucleot\u00eddicas fueran indistinguibles. Sin embargo, siendo un experto en tecnolog\u00edas l\u00e1ser, pronto encontr\u00f3 una soluci\u00f3n utilizando colorantes fluorescentes especiales que fluorescen bajo la acci\u00f3n de la radiaci\u00f3n l\u00e1ser.<\/p>\n

\"Falleci\u00f3
\n(Versi\u00f3n completa al hacer clic<\/a><\/noindex> \u2014 4,08 MB) En letras peque\u00f1as: secuencia de ADN, descifrada utilizando un secuenciador autom\u00e1tico, obtenida del dispositivo de secuenciaci\u00f3n autom\u00e1tica. Cada color corresponde a una de las cuatro bases.<\/i> <\/p>\n

En la variante cl\u00e1sica del m\u00e9todo de Sanger, una de las cadenas de ADN analizadas act\u00faa como matriz para la s\u00edntesis de la cadena complementaria por la enzima ADN polimerasa; luego, la secuencia de fragmentos de ADN se separa en un gel seg\u00fan su tama\u00f1o. Cada fragmento que se incorpora al ADN durante la s\u00edntesis y que permite visualizar posteriormente los productos de la reacci\u00f3n se marca con un colorante fluorescente correspondiente a la base terminal (esto se mencion\u00f3 en la p. 124); por lo tanto, la fluorescencia de este fragmento ser\u00e1 el identificador para esta base. Luego, solo queda realizar la detecci\u00f3n y visualizar los productos de la reacci\u00f3n. Los resultados se analizan con la ayuda de una computadora y se presentan como una secuencia de picos de colores, correspondientes a los cuatro nucle\u00f3tidos. A continuaci\u00f3n, la informaci\u00f3n se transmite directamente al sistema inform\u00e1tico del ordenador, lo que elimina el proceso de entrada de datos, largo y a veces tortuoso, que complicaba considerablemente la secuenciaci\u00f3n.<\/p>\n

\u00bb Para m\u00e1s detalles sobre el libro, puedes consultar el sitio del editor<\/a><\/noindex>
\n\u00bb Tabla de contenido<\/a><\/noindex>
\n\u00bb Extracto<\/a><\/noindex><\/p>\n

Para los usuarios de Habr, descuento del 25% con el cup\u00f3n \u2014 PCR<\/b>
\n
Fuente: habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"

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