Esfuerzos de las ciencias químico-biológicas por descubrir el banco de información que porta cada individuo
Las huellas dactilares del ADN
Ramiro García Guzmán
| El Grupo Precisión Diagnostica realiza en nuestro país pruebas de paternidad, el laboratorio está ubicado en Amores 942-6 Colonia del Valle, en la Ciudad de México, teléfonos 5575-25-65, correo electrónico: [email protected] |
El ADN (ácido desoxirribonucleico) es el material genético de los seres vivos y determina sus características. La estructura de esta molécula fue propuesta por Watson y Crick en 1953, a partir de esta fecha se ha dado un desarrollo extraordinario en el conocimiento del material genético.
La molécula de ADN está compuesta por dos cadenas complementarias y antiparalelas, cada cadena o polímero está formado de monómeros llamados nucleótidos, estos a su vez están constituidos por una base nitrogenada de las cuales hay cuatro distintas: adenina (A), guanina (G), timina (T) y citosina (C), un azúcar de cinco átomos de carbono llamada desoxirribosa y un grupo fosfato. La doble hélice se forma por la asociación mediante puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas, lo que hace que se presenten pares complementarios G-C y A-T, entre las dos cadenas para formar la estructura de la doble hélice. Esta molécula es transmitida de padres a hijos, y cada individuo nace con un patrón genético particular. El cual está dado por la secuencia de las bases que forman al ADN.
Aunque los organismos de una misma especie tienen características comunes, cada individuo posee cualidades únicas. Un ser humano a pesar de estar formado de una enorme variedad de células diferentes, como son las células sanguíneas, de la piel, las células del hígado, las neuronas, etcétera, todas y cada una de ellas poseen prácticamente la misma secuencia de bases en el ADN, es decir, todas las células de un individuo presentan la misma información genética almacenada en la molécula de ADN. Podemos decir que cada ser vivo es un enorme banco de información y el poder entender, descifrar y manipular a esta molécula, hacen a las ciencias químico-biológicas un campo fascinante y de gran responsabilidad por sus implicaciones en los seres vivos y por ende en el hombre y la sociedad.
Actualmente se conoce que existen muchas regiones de los cromosomas humanos, los cuales están formados de ADN y proteínas, que presentan una gran diversidad, tales secuencias variables del ADN son llamadas polimórficas (que significa muchas formas) y proveen la base para el diagnóstico de enfermedades genéticas, identificación forense y relaciones de parentesco tales como análisis de paternidad.
La diversidad genética puede ser puesta de manifiesto por medio de diferentes análisis. Uno de ellos se conoce como Polimorfismo de la Longitud de los Fragmentos de Restricción (RFLP, por sus siglas en inglés). Este consiste en cortar el ADN utilizando enzimas de restricción -una especie de tijeras moleculares-, las cuales reconocen secuencias específicas en la cadena y generan fragmentos de diferente tamaño, estos fragmentos son separados al colocarlos en un gel y aplicar una corriente eléctrica, lo que se conoce como electroforesis, los fragmentos se separan básicamente de acuerdo con el tamaño, lo que genera un patrón de bandas que puede ser analizado.
Una diferencia en los mapas de restricción de dos individuos se puede utilizar como marcador genético. En vez de examinar alguna característica del fenotipo como es el color de ojos o de la piel, la forma de la nariz, etcétera, se analiza directamente el genotipo, que es la información genética de un organismo, la cual es puesta de manifiesto en el mapa de restricción, siempre y cuando los cambios modifiquen las secuencias que son reconocidas por la enzima de restricción utilizada. En casos de paternidad dudosa, una comparación del mapa RFLP de una región cromosómica del hijo y de los posibles padres permite asignar con certeza el parentesco. El uso del análisis de restricción del ADN para identificar individuos se denomina huella dactilar del ADN.
Un hecho importante para el desarrollo de las técnicas de identificación por ADN fue el descubrimiento de las Repeticiones en Tandem de Número Variable (VNTR, por sus siglas en inglés), es decir, copias múltiples de una misma secuencia de ADN colocadas en serie. Estas secuencias provienen de minisatélites, que son grupos de secuencias que van generalmente de 3-90 nucleótidos de longitud. Por ejemplo, la siguiente secuencia de bases: GGAAGGGAAGGGAAGGGAAG, está formada de cuatro repeticiones en tándem de la secuencia de cinco nucleótidos GGAAG. Existen grupos de estas secuencias distribuidos ampliamente por el genoma humano. Generalmente cada repetición contiene de 10 a 100 unidades o nucleótidos y el número de repeticiones en cada zona específica de un cromosoma o locus es variable, cada variedad se considera un alelo VNTR. Estos se transmiten a la descendencia con base en las Leyes de Mendel. Para poner de manifiesto las diferencias entre VNTR se analiza el patrón de bandas obtenido por corte con enzimas de restricción y se visualiza por la técnica conocida como transferencia Southern, que consiste en incubar la muestra de ADN desnaturalizado, esto es, separando las dos cadenas que forman a la estructura de doble hélice, e inmovilizarlas en un filtro de papel de nitrocelulosa, para que hibride o se una a la sonda complementaria marcada radioctivamente para poder ser visualizada. Es necesario seleccionar una combinación de sondas apropiadas para el análisis. El patrón que se forma equivale a las huellas dactilares, ya que el patrón de bandas que se genera es el mismo para cada individuo, independientemente de la muestra biológica utilizada; sangre, células musculares, muestras de semen, etcétera, además, el patrón varia entre individuos, existe tanta diversidad individual en el patrón de bandas que el patrón de cada persona es único. Los resultados de las huellas de ADN se interpretan con base en el análisis estadístico, de probabilidad y de genética de poblaciones.
Las huellas dactilares del ADN presentan ventajas significativas sobre otros métodos como son el análisis del grupo sanguíneo, o la utilización de proteínas como marcadores, para determinar la paternidad correcta; la especificidad individual permite tanto la exclusión y la confirmación positiva de la paternidad, con un alto grado de certeza. Utilizando diferentes marcadores se puede llegar a tener una certeza mayor de 99.9999 por ciento. Estos avances científicos no están confinados exclusivamente a laboratorios de investigación, ni limitados a países desarrollados o del primer mundo. En nuestro país la población interesada puede tener acceso a este tipo de servicios, existen en México laboratorios donde se llevan a cabo estudios de paternidad mediante huellas de ADN, los cuales por su importancia tienen también implicaciones legales.
El autor es profesor del departamento de bioquímica en la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del Intituto Politécnico Nacional (IPN).
