Amplificación de ADN mediante PCR: fundamentos, protocolo y ciclos

BiologíaActualizado el 2,99 KB

Resumen

El documento explica la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), una técnica para amplificar in vitro un segmento específico de ADN. Describe los componentes necesarios, el papel de los cebadores y la ADN polimerasa, y cómo el producto se duplica en cada ciclo. Incluye además los materiales de laboratorio y el programa de temperaturas de un protocolo típico.

Puntos clave

  • La PCR amplifica enzimáticamente in vitro un segmento específico de ADN flanqueado por dos cebadores de oligonucleótidos.
  • Se necesitan ADN molde, dos cebadores, una ADN polimerasa (como la Taq), dNTP, tampón y sales.
  • Cada ciclo de desnaturalización, alineamiento y síntesis duplica el producto, de forma exponencial.
  • Tras 30 ciclos el producto se amplifica unas 2^30 veces (unos 270 millones de veces).
  • El protocolo típico incluye desnaturalización a 94°C, alineamiento a 58°C y elongación a 72°C durante 30 ciclos.

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Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR): Amplificación de ADN

La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es un procedimiento rápido para la amplificación enzimática in vitro de un segmento específico de ADN. Hay tres segmentos de ácido nucleico involucrados: el segmento de ADN de doble cadena que se amplificará y dos cebadores de oligonucleótidos de cadena sencilla que lo flanquean. Además, se requiere un componente proteico (una ADN polimerasa), desoxirribonucleósido trifosfato (dNTP), un tampón y sales.

Los cebadores se agregan en un vasto exceso en comparación con el ADN a amplificar. Estos hibridan con cadenas opuestas del ADN y están orientados con sus extremos 3' enfrentados entre sí, de modo que la síntesis por la ADN polimerasa (que cataliza el crecimiento de las nuevas cadenas 5' → 3') se extiende a través del segmento de ADN entre ellos. Una ronda de síntesis da como resultado nuevas cadenas de longitud.

El segundo ciclo de desnaturalización, alineamiento y síntesis produce dos productos monocatenarios que juntos componen un producto bicatenario discreto que tiene exactamente la longitud entre los extremos del cebador. Cada hebra de este producto discreto es complementaria a uno de los dos cebadores y, por lo tanto, puede participar como plantilla en ciclos subsiguientes. La cantidad de este producto se duplica con cada ciclo subsiguiente de síntesis, desnaturalización y recocido, acumulándose de manera exponencial, de modo que 30 ciclos deben dar como resultado una amplificación de 228 veces (270 millones de veces) del producto discreto.

La PCR simplemente consiste en mezclar ADN molde, dos cebadores oligonucleotídicos apropiados, Taq u otras ADN polimerasas termoestables, trifosfatos de desoxirribonucleósidos (dNTP) y un tampón. Una vez ensamblada, la mezcla se somete a un ciclo varias veces (generalmente 30) a través de temperaturas que permiten la desnaturalización, el alineamiento y la síntesis para amplificar exponencialmente un producto de tamaño y secuencia específicos.

Materiales Necesarios para la PCR

  • Buffer de PCR 10X libre de MgCl2
  • Cebador 1: 50 µM (50 pmol/µl en agua estéril, almacenado a −20°C)
  • Cebador 2: 50 µM (50 pmol/µl en agua estéril, almacenado a −20°C)
  • ADN molde: 1 µg de ADN genómico 1:5
  • Mezcla de 4dNTP: 25 mM
  • Taq ADN polimerasa: 5 U/µl
  • Agua destilada estéril libre de DNAsas
  • Tubos de PCR

Ciclos de PCR

  • Inicio: 95°C por 5 minutos
  • Desnaturalización: 94°C por 40 segundos
  • Alineamiento: 58°C por 40 segundos
  • Elongación: 72°C por 1 minuto (30 ciclos)
  • Elongación final: 72°C por 5 minutos
  • Conservación: 4°C

Cálculo de la Master Mix

Fórmula para calcular la master mix: v1 = (c2 * v2) / c1

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Preguntas frecuentes

¿Qué se necesita para realizar una PCR?

Se necesitan ADN molde, dos cebadores oligonucleotídicos apropiados, una ADN polimerasa termoestable como la Taq, dNTP y un tampón. Todo se mezcla y se somete a varios ciclos de temperatura.

¿Cuántas veces se amplifica el ADN tras 30 ciclos de PCR?

Según el texto, 30 ciclos producen una amplificación de 2^28 veces, unos 270 millones de veces, del producto discreto.

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Test

1. ¿Qué función cumplen los cebadores en la PCR?
2. ¿Por qué la PCR es exponencial?
3. ¿Qué tipo de polimerasa se utiliza habitualmente en la PCR descrita?
4. ¿Qué temperatura se usa para la fase de desnaturalización en el protocolo descrito?
5. ¿Para qué sirve la fase final de conservación a 4°C?

Preguntas generadas con IA a partir del documento: comprueba las respuestas con el texto.