Biochip
Páginas: 5 (1091 palabras)
Publicado: 29 de diciembre de 2013
Un biochip es una colección de lugares de prueba miniaturizados (microarrays) organizados en una matriz sólida que permiten realizar multitud de ensayos simultáneamente. Es decir, estos biochips se basan conceptualmente en los microchips que se pueden encontrar en cualquier aparato electrónico actual. Dichos microchips condensan una alta densidad de circuitos electrónicos sobre una finasuperficie de silicio miniaturizando todo el sistema. Gracias a ello se reduce ostensiblemente el espacio que ocuparían sus componentes sin ser miniaturizados facilitando la inclusión de más unidades de este tipo, aumentando así la potencia del sistema. Del mismo modo los biochips están divididos en multitud de pequeñas casillas que actúan a modo de tubos de ensayo donde se producen simultáneamentemultitud de reacciones biológicas. Por supuesto esto conlleva la obtención de grandes volúmenes de información en poco tiempo, el cual debe ser procesado con herramientas bioinformáticas.
El elemento principal del biochip es el biosensor, es decir, la parte que recibe la señal biologica y la transforma en algo medible. Este biosensor esta conformado principalmente por una biomolécula que actúa dereceptor y un transductor de la señal. La biomolécula puede ser de cualquier tipo, desde oligonucleótidos hasta anticuerpos, y su función es la de unirse a aquello que quiera detectarse. Por otra parte, el transductor de la señal convierte esa reacción biológica en una señal detectable, como puede ser un impulso eléctrico. El transductor puede ser desde el propio soporte sólido (p.ejem.: unamembrana de cloruro de polivinilo sensible al pH), a un detector de fluorescencia en el caso de la transducción optica
La superficie sobre la que están fijados los bioreceptores puede ser de materiales que solo actúan como matriz (por ejemplo: cristal, plástico, silicio,…), o puede estar hecho por materiales que asisten en la transducción de la señal (p.ejem: una capa de oro que produce una ola deelectrones al someterlo a un láser). En cualquier caso, lo más importante es la fijación de las moléculas que actuaran de receptor mediante enlaces covalentes en sus correspondientes casillas. Este proceso que supone uno de los pasos críticos en la construcción de un biochip se lleva a cabo con micropipetas robóticas de gran exactitud. Esta precisión a la hora de localizar los receptores facilitaluego la localización de cada uno mediante coordenadas. No obstante, hay un tipo de fabricación aleatoria en la que el punto de fijación del receptor es arbitraria y en el que cada casilla esta marcada con una firma fluorescente única (lo cual limita el numero de muestras diferentes).
Aplicaciones:
1. Monitorización de expresión génica: permite determinar cual es el patrón de expresióngénica y cuantificar el nivel de expresión de manera simultánea para un elevado número de genes. Esto permite realizar estudios comparativos de activación de determinados genes en tejidos sanos y enfermos y determinar así la función de los mismos.
2. Detección de mutaciones y polimorfismos: Permite el estudio de todos los posibles polimorfismos y la detección de mutaciones en genes complejos.
3.Secuenciación: Mientras que se han diseñando algunos biochips para secuenciación de fragmentos cortos de ADN, no existe aún en el mercado ningún biochip que permita secuenciar de novo secuencias largas de ADN.
4. Diagnóstico clínico y detección de microorganismos: Posibilitan la identificación rápida empleando unos marcadores genéticos de los patógenos.
5. Screening y toxicología de fármacos: elempleo de los biochips permite el analizar los cambios de expresión génica que se dan durante la administración de un fármaco de forma rápida, así como la localización de nuevas posibles dianas terapéuticas y los efectos toxicológicos asociados.
6. Seguimiento de terapia: los biochips permiten valorar rasgos genéticos que pueden tener incidencia en la respuesta a una terapia.
7. Medicina...
Un biochip es una colección de lugares de prueba miniaturizados (microarrays) organizados en una matriz sólida que permiten realizar multitud de ensayos simultáneamente. Es decir, estos biochips se basan conceptualmente en los microchips que se pueden encontrar en cualquier aparato electrónico actual. Dichos microchips condensan una alta densidad de circuitos electrónicos sobre una finasuperficie de silicio miniaturizando todo el sistema. Gracias a ello se reduce ostensiblemente el espacio que ocuparían sus componentes sin ser miniaturizados facilitando la inclusión de más unidades de este tipo, aumentando así la potencia del sistema. Del mismo modo los biochips están divididos en multitud de pequeñas casillas que actúan a modo de tubos de ensayo donde se producen simultáneamentemultitud de reacciones biológicas. Por supuesto esto conlleva la obtención de grandes volúmenes de información en poco tiempo, el cual debe ser procesado con herramientas bioinformáticas.
El elemento principal del biochip es el biosensor, es decir, la parte que recibe la señal biologica y la transforma en algo medible. Este biosensor esta conformado principalmente por una biomolécula que actúa dereceptor y un transductor de la señal. La biomolécula puede ser de cualquier tipo, desde oligonucleótidos hasta anticuerpos, y su función es la de unirse a aquello que quiera detectarse. Por otra parte, el transductor de la señal convierte esa reacción biológica en una señal detectable, como puede ser un impulso eléctrico. El transductor puede ser desde el propio soporte sólido (p.ejem.: unamembrana de cloruro de polivinilo sensible al pH), a un detector de fluorescencia en el caso de la transducción optica
La superficie sobre la que están fijados los bioreceptores puede ser de materiales que solo actúan como matriz (por ejemplo: cristal, plástico, silicio,…), o puede estar hecho por materiales que asisten en la transducción de la señal (p.ejem: una capa de oro que produce una ola deelectrones al someterlo a un láser). En cualquier caso, lo más importante es la fijación de las moléculas que actuaran de receptor mediante enlaces covalentes en sus correspondientes casillas. Este proceso que supone uno de los pasos críticos en la construcción de un biochip se lleva a cabo con micropipetas robóticas de gran exactitud. Esta precisión a la hora de localizar los receptores facilitaluego la localización de cada uno mediante coordenadas. No obstante, hay un tipo de fabricación aleatoria en la que el punto de fijación del receptor es arbitraria y en el que cada casilla esta marcada con una firma fluorescente única (lo cual limita el numero de muestras diferentes).
Aplicaciones:
1. Monitorización de expresión génica: permite determinar cual es el patrón de expresióngénica y cuantificar el nivel de expresión de manera simultánea para un elevado número de genes. Esto permite realizar estudios comparativos de activación de determinados genes en tejidos sanos y enfermos y determinar así la función de los mismos.
2. Detección de mutaciones y polimorfismos: Permite el estudio de todos los posibles polimorfismos y la detección de mutaciones en genes complejos.
3.Secuenciación: Mientras que se han diseñando algunos biochips para secuenciación de fragmentos cortos de ADN, no existe aún en el mercado ningún biochip que permita secuenciar de novo secuencias largas de ADN.
4. Diagnóstico clínico y detección de microorganismos: Posibilitan la identificación rápida empleando unos marcadores genéticos de los patógenos.
5. Screening y toxicología de fármacos: elempleo de los biochips permite el analizar los cambios de expresión génica que se dan durante la administración de un fármaco de forma rápida, así como la localización de nuevas posibles dianas terapéuticas y los efectos toxicológicos asociados.
6. Seguimiento de terapia: los biochips permiten valorar rasgos genéticos que pueden tener incidencia en la respuesta a una terapia.
7. Medicina...
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