viernes, 16 de enero de 2015

PREGUNTA 25: ¿CUÁNTO ADN TENEMOS?


Para responder a la pregunta vamos a tener en cuenta y dar por supuestas ciertas consideraciones.
La primera de ellas es que, como el ADN está compuesto por 4 nucleótidos (adenina, timina, citosina y guanina) y cada nucleótido tiene un peso sensiblemente distinto, vamos a considerar que cada uno estuviera representado de la misma forma en el genoma y, por lo tanto, consideraremos para cada nucleótido el peso medio de los cuatro. En un laboratorio resulta muy complicado medir las moléculas o los átomos de manera individual, así que lo que se hace es medir un número grande y conocido de éstas que se denomina mol y que corresponde a 6,02 x 1023 moléculas o átomos. En el caso del ADN, se sabe que el peso medio de 1 mol de nucleótidos es de 330 gramos, lo que quiere decir que cada nucleótido pesa del orden de 5,48 x 10-22 gramos.

Otras cosas que no hay que perder de vista son: el ADN se constituye como una doble cadena por lo que cada unidad estructura de ADN, estrictamente hablando no es una base sino un par de bases; nuestro genoma está constituido, aproximadamente por unos 3200 millones de pares de bases; y nuestro genoma es diploide, o sea que tiene dos series de cromosoma. Considerando todo lo anterior, cada célula somática de un humano tendría unos 7 x 10-12 gramos.

Por último, hay que tener en cuenta que a día de hoy resulta casi imposible saber el número de células que tiene un humano adulto. Por ello, en los últimos años se han abierto varias líneas de investigación para establecer un número definitivo y si bien estos estudios aún no han arrojado un valor que podamos considerar absolutamente fiable, sí que parece cierto que éste número ronda los 50 billones (5 x 1013).

Así pues, teniendo en cuenta las aproximaciones anteriores, podemos decir que el ADN del genoma nuclear de cada humano adulto tiene un peso en torno a los 350 g. Y hacemos la aclaración de “genoma nuclear” porque en este cálculo no hemos considerado ni el ADN contenido en las mitocondrias ni el ADN de todas las bacterias presentes en nuestro organismo.

miércoles, 14 de enero de 2015

PREGUNTA 24: ¿QUÉ ES LA PCR?


PCR son las siglas en inglés de Reacción en Cadena de la Polimerasa (Polymerase Chain Reaction), y es una técnica de biología molecular utilizada para multiplicar un fragmento concreto de ADN, de manera que a partir de una única copia de material genético se pueden obtener múltiples fragmentos idénticos a la molécula de partida. La PCR fue desarrollada en los años 80 del Siglo XX por el científico estadounidense Kary Mulllis (lo que le valió el Premio Nobel de Química en 1993) y se ha convertido, sin duda, en uno de los avances científicos más importantes en la historia de la biología molecular.

Para entender cómo funciona una PCR –insisto, Reacción en Cadena de la Polimerasa–, lo primero que tenemos que preguntarnos es qué es la polimerasa. Pues bien, la polimerasa es una enzima –una proteína– que todos y cada uno de nosotros tiene. En realidad, cualquier organismo vivo cuenta con ella porque es la enzima que se encarga, de manera natural, de generar los ácidos nucleicos (el ADN, la ADN-polimerasa, mediante una reacción conocida como replicación; y el ARN, la ARN-polimerasa, mediante una reacción denominada transcripción).

Es decir, lo que se hizo cuando se comenzó a desarrollar la PCR fue purificar polimerasas y llevarlas al laboratorio para que, en un tubo de ensayo –y en presencia de los reactivos necesarios– fuera capaz de realizar “su trabajo” según las necesidades del científico en cuestión. En realidad no es tan sencillo por cómo se desarrolla una reacción de PCR, pero, básicamente, esa es la idea.

Y decimos que no es tan sencillo porque para que la polimerasa pueda “pegarse” al ADN y multiplicarlo, previamente éste tiene que ser desnaturalizado. Es decir, para facilitar el acceso de la enzima a la estructura primaria del ADN, antes tenemos que separar las dos hebras de las que está formado, y esto lo conseguimos sometiendo a la muestra a una temperatura de entre 94 y 96 ºC. A esta temperatura, cualquier enzima humana dejaría de tener actividad, por lo que se hizo imprescindible buscar una polimerasa en organismos que fueran capaces de sobrevivir a esas condiciones. Así, se buscó en manantiales calientes y géiseres hasta encontrar que una bacteria denominada Thermus aquaticus se había adaptado con ese fin, y fue de esa bacteria de donde se extrajo la polimerasa que posteriormente se usó para llevar a cabo las reacciones de PCR.
Como curiosidad, cabe decir que películas como Parque Jurásico o series como CSI tienen su razón de ser gracias a la PCR. Si no fuera por esta técnica, ni los dinosaurios hubieran podido volver a la tierra gracias al ADN “secuestrado” en la trompa de un mosquito fosilizado en ámbar, ni los científicos forenses de Las Vegas podrían dar con los asesinos y psicópatas en cada episodio.