Fundamentos de la PCR y Terapia Génica: Técnicas Clave en Biología Molecular y Medicina

Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR): Fundamentos y Aplicaciones

La técnica de la Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) permite replicar pequeños fragmentos de ADN in vitro a una velocidad muy superior a la lograda por sistemas celulares, superando los métodos tradicionales de clonación.

Mecanismo de la PCR

Este proceso, llamado PCR, requiere el reconocimiento de las secuencias de nucleótidos del fragmento de ADN que se desea replicar. Con estas secuencias, se deben sintetizar pequeñas cadenas complementarias de ADN, de aproximadamente 20 nucleótidos, que actuarán como cebadores (*primers*) para la ADN-polimerasa.

Componentes de la Reacción

Para que la reacción se lleve a cabo, se introduce una disolución que contiene:

• ADN-polimerasa termoestable (generalmente Taq polimerasa).
• El fragmento o fragmentos de ADN molde a replicar.
• Desoxinucleótidos trifosforilados (dNTPs).
• Las moléculas de cebador sintetizadas.

El proceso descrito constituye un ciclo de síntesis. Si se repitiera el proceso de forma repetida, la amplificación sería exponencial, partiendo de una pequeña cantidad de hebras molde para obtener millones de moléculas bicatenarias.

Aplicaciones de la PCR

Esta técnica es fundamental en la biotecnología moderna y se emplea, entre otras cosas, para:

• Obtener copias necesarias para la secuenciación o determinación del orden de bases del genoma humano.
• Diagnóstico de enfermedades infecciosas.
• Identificación forense.

La PCR permite realizar estos trabajos partiendo de muestras mínimas y obtener cantidades notorias de ADN amplificado en un espacio de tiempo breve.

Terapia Génica: Uso de Genes como Medicamentos

La Terapia Génica consiste en el uso de genes como medicamentos. Específicamente, implica la transferencia a células específicas de un gen funcional que sustituya o complemente a un gen defectuoso no funcional, confiriendo a la célula una función terapéutica nueva.

Transferencia de Genes en Humanos

En humanos, la transferencia de genes se realiza siempre a células somáticas, es decir, a todas las células del cuerpo excepto las células germinales, asegurando que las modificaciones no sean hereditarias.

Métodos de Transferencia Somática

La transferencia de genes a células somáticas puede realizarse de dos maneras principales:

1. Método Ex Vivo: Se extraen células del paciente, que son transformadas en el laboratorio con el vector que contiene la versión normal del gen. Posteriormente, las células modificadas se reintroducen en el paciente.
   • Ventaja: Es más eficiente y controlable.
   • Desventaja: Es más costoso y complejo logísticamente.
2. Método In Vivo: El vector con el gen normal se administra directamente al paciente (inyección o infusión).
   • Ventaja: Es menos costoso y puede aplicarse a muchos individuos.
   • Desventaja: Es más difícil de controlar y dirigir a las células objetivo.

Vectores Utilizados en Terapia Génica

En ambos métodos, la transferencia de genes a las células exige el uso de vehículos microscópicos llamados vectores. Los más eficaces son los virus atenuados (como retrovirus y adenovirus), debido a su capacidad natural para infectar células. Sin embargo, también se utilizan otros vectores no víricos, como los liposomas.