micorrays

En esta era donde la globalización ocupa las primeras páginas de los medios de comunicación masivos, donde la tecnología y las comunicaciones son pilares de la economía mundial, la ciencia tiene sus propios desafíos. Tanto la globalización como la tecnificación han producido un cambio esencial en el método científico, la relación “un experimento, un dato” deja de ser obvia, y el resultado finalde los nuevos experimentos es un caudal de datos que deben procesarse minuciosamente para extraer la información útil al científico. Desde que se completó el proyecto genoma humano, las preguntas se han sucedido en cuanto a identificar las funciones, regulación e interacción de genes en procesos celulares y cambios en la expresión génica debidos a enfermedad o tratamiento. Una década atrás pensaren un experimento que abarcara la detección de cada transcripto en una célula hubiera parecido extraído de una película de ciencia ficción. Hoy es posible gracias a que múltiples disciplinas aunaron esfuerzos para integrarse en el desarrollo, diseño y análisis de microarrays. Pero ¿qué es un microarray? ¿Qué preguntas pueden contestar estos experimentos?
Espero que luego de leer este artículotenga el lector una idea más clara y una perspectiva de los alcances de esta nueva tecnología.

Introducción

Los genes consisten en porciones de ácido desoxirribonucleico (DNA) que codifican por una proteína en particular. Cada segmento de DNA genómico, organizado en cromosomas en el núcleo celular, está construido con cuatro bloques de nucleótidos constituido por un grupo fosfato, un azúcardesoxirribosa y una de las cuatro bases nitrogenadas: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). Durante la síntesis de RNA (transcripción) la doble cadena de DNA se despliega y una de ellas es usada como molde para generar una copia complementaria de cadena simple con la base uracilo que reemplaza a la timina. El RNA es procesado luego de manera que a partir de un transcripto primario segeneran diferentes clases, entre ellas el mRNA que en eucariotas lleva un cap 5’, una cola de poli-A y no contiene intrones. En el proceso siguiente de traducción, se sintetizan proteínas a partir del mRNA en los ribosomas. La correspondencia entre las cuatro letras presentes en el DNA y los 20 aminoácidos que forman las proteínas está dada por el código genético, que vincula tres bases (codón) aun aminoácido. La proteína sufre diferentes modificaciones post-traducción hasta ser completamente funcional. De esta manera, las características estructurales y funcionales de células y tejidos están determinadas por la expresión simultánea, selectiva y diferencial de miles de genes (Figura 1).
Una propiedad importante del DNA es la complementariedad de las bases que lo componen, así la timinase complementa con la adenina y la guanina con la citosina por medio de puentes hidrógeno de las cadenas opuestas del DNA. Esta propiedad es la base molecular de la técnica de microarrays, donde hebras de DNA de diferente origen van a hibridizarse por complementariedad de las bases que las componen.



Figura 1: Dogma central de la biología molecular: el material genético consiste de DNA, quese transcribe a mRNA que sirve como molde para la síntesis de proteínas. mRNA: RNA mensajero; rRNA: RNA ribosomal; tRNA: RNA de transferencia.

El fundamento de la tecnología empleada en microarrays

La metodología clásica utilizada para la detección y cuantificación de mRNA presente en una célula es el análisis por Northern blot donde una sonda radioactiva en solución se une con un mRNAinmovilizado en un soporte. Otro método usado es la RT-PCR, donde el mRNA es copiado a cDNA (DNA complementario) y se genera un intermediario de doble cadena por la reacción de transcripción reversa (RT) y posterior amplificación de la cadena por la reacción de la polimerasa (PCR). En estos ensayos el principio fundamental es la hibridizacion, que se basa en la complementariedad de las bases, pero...