Escrito por Matt Niederhuber, Enero 11, 2018 (English version)
Traducido al español por Tiffany Riascos
Es muy probable que alguna vez hayas oído sobre las pruebas de ADN, quizá en una serie de televisión de crimen o en las noticias. A veces, las pruebas de ADN son usadas por la policía para identificar sospechosos, pero estas pruebas también se han usado para probar la inocencia de muchas personas quienes han sido encarceladas injustamente.
La razón por la que menciono las pruebas de ADN es por que quiero contarte acerca de la tecnología que hace que estas pruebas sean posibles. Esta tecnología se llama la Reacción en Cadena de la Polimerasa, o sólo PCR por sus siglas en Inglés. Desde la detección de enfermedades, la investigación científica, e incluso la ingeniería genética, la PCR es una de las herramientas fundamentales que los científicos usan en el laboratorio. El propósito del PCR es crear copias de una secuencia de ADN de interés.
La idea básica de las pruebas de ADN es que aunque todos los seres humanos poseemos secuencias de ADN muy similares dentro de nuestras células (alrededor del 99.5% de mi ADN es igual al tuyo), también poseemos variaciones únicas que pueden ser usadas para identificar a un individuo. La PCR crea billones de copias de la secuencia de ADN que deseas investigar, lo cual hace posible encontrar estas variaciones. Sin hacer todas estas copias, no podrías detectar la secuencia de tu interés, al contrario sería como tratar de escuchar un sólo instrumento en una orquesta gigante.
Entonces, ¿qué es lo que hace la Reacción en Cadena de la Polimerasa exactamente? La “polimerasa” es una proteína que crea copias de ADN, y las células usan la polimerasa para copiar el ADN durante la división celular. “Reacción en Cadena” alude al hecho de que la PCR es una reacción exponencial. Cada vez que la polimerasa crea una copia, el número de copias se duplica. Si empiezas con 2 secuencias de ADN idénticas y luego las copias, generarás 4 secuencias. Al copiar estas generarás 8 copias, luego 16, luego 32, y así sucesivamente. Después de 35 rondas de hacer copias, la PCR produce alrededor de 34 billones de pedazos de un fragmento de ADN en particular.
Hoy en día, tenemos instrumentos que llevan a cabo la PCR por nosotros. Todo lo que tenemos que hacer es mezclar los ingredientes para la reacción y luego colocarlos dentro de un aparato llamado termociclador. En 1985, cuando la PCR fue inventada, era un gran dolor de cabeza. Cada vez que deseabas copiar ADN, este tenía que ser calentado, lo cual destruía toda la polimerasa en el tubo de ensayo. Luego, después de cada ronda de calentamiento, se tenía que añadir la polimerasa de nuevo.
El gran descubrimiento que hizo la prueba de PCR moderna posible surgió en un lugar inesperado: los manantiales termales del parque nacional de Yellowstone. Científicos encontraron un tipo de bacteria especial que vivía felizmente en estos manantiales termales cuyas temperaturas son alrededor de 170 °F. Estas son llamadas termófilas porque aman (-filo) el calor (termo-), y tienen muchas habilidades especiales las cuales les permite vivir en lugares extremadamente calientes.
Los científicos que estaban investigando una bacteria termófila en particular, Thermus aquaticus, descubrieron que la polimerasa que ésta usaba para replicar su ADN no era destruida en altas temperaturas al contrario de la polimerasa que nuestras células producen. Los científicos que trabajaban en la tecnología de las pruebas de PCR se dieron cuenta de que si aprovechaban esta polimerasa quizá no tendrían que añadir más polimerasa al finalizar cada ronda de calentamiento.
Ellos estaban en lo correcto. El uso de la polimerasa de Thermus aquaticus hizo que llevar a cabo la PCR automáticamente fuese posible sin tener que parar y añadir más polimerasa en la reacción. Este gran descubrimiento fue la razón por la cual Kary Mullis, el inventor de la PCR, ganó el Premio Nobel en 1993.
Fue este cambio creativo de usar la polimerasa de una bacteria termófila lo que hizo posible que la PCR se convirtiera en una herramienta común y económica, tanto como para los científicos como para los agentes de la ley. Toma esto como una muestra de que en ocasiones las ideas más extrañas son las que generan los descubrimientos más grandes.
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