Análisis de secuencias para niños
El análisis de secuencias en biología molecular es como leer el libro de instrucciones de la vida. Imagina que cada ser vivo tiene un manual muy largo. Este análisis nos permite descubrir el orden exacto de las "letras" (llamadas nucleótidos) en el ácido nucleico (como el ADN) o de los "ingredientes" (llamados aminoácidos) en las proteínas.
Una vez que se obtiene una muestra, las secuencias de ADN pueden ser leídas automáticamente por máquinas. El resultado se ve en una computadora. Sin embargo, entender lo que significan esos resultados sigue siendo trabajo de los científicos.
La información de este análisis es muy útil en muchos campos de la biología. Nos ayuda a entender cómo se relacionan los diferentes organismos o grupos de organismos. Nos muestra qué tan cercanos son entre sí.
Contenido
¿Qué es una secuencia de ADN?
Una secuencia de ADN es el orden de los nucleótidos en una molécula de ADN. Se escribe como una serie de letras: A, C, G y T. Estas letras representan las cuatro bases nucleótidas que forman una cadena de ADN: adenina, citosina, guanina y timina. Las secuencias se escriben juntas, sin espacios, por ejemplo: AAAGTCTGAC.
Si una secuencia de ADN es funcional, contiene la información para construir una proteína. Las proteínas son como los "trabajadores" de nuestras células.
El estudio del ARN y las proteínas es más complejo que el del ADN. La estructura del ADN es sencilla y predecible, como una doble hélice. Pero el ARN y las proteínas tienen formas tridimensionales muy variadas. Estas formas son clave para que funcionen correctamente. Las computadoras pueden ayudar a estudiar estas formas, pero los científicos siempre deben verificar los resultados.
Toda esta información sobre secuencias se guarda en grandes bases de datos digitales. Desde los años 90, la cantidad de nuevas secuencias que se añaden a estas bases de datos no para de crecer.
Análisis de genomas completos
Se han analizado los genomas completos de más de 800 especies y tipos de organismos. Este trabajo lo hace una máquina especial llamada secuenciador de ADN. Esta máquina detecta señales de luz de unas sustancias especiales (fluorocromos) unidas a los nucleótidos. Cada vez es más económico realizar este tipo de análisis.
En 2009, ya había más de 90 especies de animales con columna vertebral (vertebrados) cuyos genomas completos estaban terminados, en proceso o planeados.
Cantidades aproximadas de genomas secuenciados
Hasta diciembre de 2012, se había completado el análisis del genoma completo de entre 800 y 900 especies y tipos de seres vivos. Estos números cambian constantemente:
- Animales: 111 especies
- Plantas: 53 especies
- Hongos: 81 especies
- Protistas (organismos simples): 50 especies
- Arqueas (microorganismos): 139 especies y tipos
- Bacterias: entre 400 y 500 especies y tipos
La secuencia del ADN humano
El genoma humano se encuentra en 23 pares de cromosomas dentro del núcleo celular. También hay una pequeña cantidad de ADN en las mitocondrias. Hoy en día, sabemos mucho sobre las secuencias de ADN que forman nuestros cromosomas. Aunque todavía no entendemos completamente todo lo que hace el ADN, la aplicación práctica de este conocimiento apenas está comenzando.
El Proyecto Genoma Humano (HGP) creó una secuencia de referencia del ADN humano. Esta secuencia se usa en todo el mundo en biología y medicina. Las revistas científicas Nature y Science publicaron los primeros resultados de este proyecto en 2001. En 2003 y 2005 se anunciaron versiones mejoradas, completando aproximadamente el 92% de la secuencia.
Un proyecto más reciente llamado ENCODE estudia cómo se controlan los genes.
Uso del ADN en investigaciones
No es necesario secuenciar todo el genoma para algunas investigaciones, como identificar a una persona a partir de rastros de ADN. Por ejemplo, se usa para saber quién es el padre de un niño. Secuenciar un genoma completo es muy caro, pero afortunadamente, existen métodos más sencillos y económicos.
La idea principal es examinar ciertas partes del genoma que varían mucho entre las personas. Se necesitan entre 10 y 15 de estas partes para encontrar una coincidencia. Si una muestra de ADN coincide con el ADN de una persona, es muy probable que esa persona sea la fuente de la muestra. Esto puede ser una prueba importante en investigaciones. De manera similar, un análisis puede mostrar si un hombre es muy probable que sea el padre de un niño. Esto es una forma moderna de lo que antes se hacía con los grupos sanguíneos, pero mucho más precisa.
El ADN de cada persona tiene dos versiones (llamadas alelos) de un gen o "marcador" específico: una viene del padre y otra de la madre. Los "marcadores" son genes que tienen muchas versiones diferentes y son comunes en la población. La siguiente tabla muestra un ejemplo de cómo se demuestra la relación entre padres e hijos usando cinco marcadores:
| Marcador de ADN | Madre | Hijo | Posible padre |
|---|---|---|---|
| D21S11 | 28, 30 | 28, 31 | 29, 31 |
| D7S820 | 9, 10 | 10, 11 | 11, 12 |
| TH01 | 14, 15 | 14, 16 | 15, 16 |
| D13S317 | 7, 8 | 7, 9 | 8, 9 |
| D19S433 | 14, 16.2 | 14, 15 | 15, 17 |
Los resultados de la tabla muestran que el ADN del niño y del posible padre coinciden en estos cinco marcadores. En una prueba completa, esta coincidencia se vería en 16 marcadores. Si un caso llega a un tribunal, un científico explicaría la probabilidad de que este resultado sea por pura casualidad.
Leyes sobre pruebas de ADN en Estados Unidos
En los 50 estados de los Estados Unidos existen leyes sobre el análisis de ADN. Puedes encontrar información detallada sobre estas leyes en el sitio web de la Conferencia Nacional de Legislaturas Estatales.
ADN antiguo
Se ha logrado recuperar ADN de algunas fuentes muy antiguas. El récord de ADN que ha sobrevivido lo suficiente para ser analizado es de 700.000 años. Se encontró en el esqueleto de un caballo enterrado en el permafrost (tierra congelada). La secuencia estaba solo un 70% completa, pero fue suficiente para que los investigadores dijeran que "no se parecería a un caballo como los conocemos... pero esperaríamos que fuera un caballo de un solo dedo". Para comparar, los científicos usaron secuencias de ADN de caballos modernos, burros y el caballo de Przewalski.
Véase también
En inglés: Sequence analysis Facts for Kids
- George Church
- Walter Gilbert
- John Sulston
- Fred Sanger
- ENCODE: el análisis completo del genoma humano
- Genoma humano
- Genómica completa
