Huella Genética: Qué Es, Cómo Funciona y Sus Aplicaciones en Medicina Forense y Biotecnología
Huella genética
La huella genética es la técnica utilizada para distinguir entre los individuos de la misma especie utilizando muestras de su ADN. Fue desarrollada por el doctor Alec Jeffreys en 1984 y fue utilizada por primera vez en medicina forense para condenar a Colin Pitchfork.
Se basa en que dos seres humanos tienen gran parte de su secuencia de ADN en común. Para distinguir a dos individuos se puede explotar la repetición de secuencias altamente variables llamadas minisatélites o satélites. Dos seres humanos no relacionados son muy poco probables de tener el mismo número de minisatélites en un determinado locus.
En el SSR/STR de perfiles (que es distinto de la impronta genética), la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) se utiliza para obtener suficiente ADN y luego detectar el número de repeticiones en varios loci. Es posible establecer la selección, que es muy poco probable que haya surgido por casualidad, salvo en el caso de gemelos idénticos, quienes tendrán idénticos perfiles genéticos pero no sus huellas dactilares.
La huella genética se utiliza en la medicina forense para identificar a los sospechosos con muestras de sangre, cabello, saliva o semen. También ha dado lugar a varias exoneraciones de condenados.
Igualmente, se utiliza en aplicaciones como la identificación de restos humanos, pruebas de paternidad, la compatibilidad en la donación de órganos, el estudio de las poblaciones de animales silvestres y el establecimiento del origen o la composición de alimentos. También se ha utilizado para generar hipótesis sobre las migraciones de los seres humanos en la prehistoria.
Técnicas nuevas de biotecnología
ADN recombinante
Cualquier molécula de ADN formada por la unión de segmentos de ADN de distinto origen.
Técnicas de ingeniería genética
Consisten en transferir genes de unos organismos a otros. El gen que vamos a meter se llama transgén. Los vectores de expresión son virus y bacterias. La microinyección se hace directamente en las células. Su utilidad está en la agricultura, la ganadería y la terapia génica.
Técnicas de clonación
Primero se obtiene una célula diferenciada del individuo que se quiere clonar, la cual posee todo el genoma del organismo. Después se extrae un óvulo de una donante hembra y luego se elimina el núcleo del óvulo. Más tarde se transfiere el núcleo de la célula diferenciada al óvulo que no tiene núcleo. Posteriormente se cultiva la célula hasta que empieza a desarrollarse el embrión en un laboratorio, en un medio especial. Más tarde, cuando ya se puede considerar mórula o más tarde, se transfiere al útero de una madre receptora. Cuando ha pasado el periodo de gestación nace un individuo que es un clon del que aportó el núcleo.
Técnicas de cultivo celular o tejidos in vitro
- Desnaturalización: se calienta el ADN y las cadenas se separan.
- Hibridación: se baja la temperatura de la muestra y conseguimos que el ADN de otra procedencia se una al principal.
- Reacción en cadena de la polimerasa (PCR): su objetivo es obtener un gran número de copias de un fragmento de ADN particular, partiendo de una cantidad mínima; en teoría basta con partir de una única copia del fragmento original o molde. Esta técnica sirve para amplificar un fragmento de ADN; su utilidad es que, tras la amplificación, resulta mucho más fácil identificar con altísima probabilidad virus o bacterias causantes de una enfermedad, identificar personas o avanzar en la investigación científica sobre el ADN amplificado. Se realiza así:
- Desnaturalización: 90-95 °C
- Hibridación: 50-60 °C
- Síntesis: a 60-70 °C se añade la enzima y los nucleótidos.
Cultivos celulares
Las células madre o troncales son células indiferenciadas que tienen capacidad de reproducirse por división celular indefinidamente sin perder sus propiedades y con capacidad de producir células especializadas propias de los distintos tejidos del cuerpo. Tipos:
- Embrionarias: cigoto, primeras 8 células, blastocisto. Totipotentes (200), pluripotentes.
- Células madre adultas: presentes en tejidos como la piel o la sangre; pueden regenerar algunos tejidos.
- Células pluripotentes inducidas: piel y otros tejidos.
Sus aplicaciones son: estudiar fármacos contra el cáncer, regenerar órganos y tejidos, y estudiar las primeras fases del desarrollo embrionario.
Obtención de plantas y animales transgénicos
Los organismos transgénicos son animales o plantas con genes procedentes de otro organismo, con lo cual adquieren características que no posee la especie original (resistencia a plagas, mayor producción de leche, crecimiento más rápido, etc.).
Proceso de obtención de una planta transgénica resistente a insectos
- Se corta el ADN y se selecciona el fragmento que contiene el gen para la síntesis de una sustancia insecticida.
- Se introduce el ADN de la bacteria en la célula vegetal.
- Se inserta el material genético de la bacteria en el ADN de la planta.
- Se cultivan las plantas en el laboratorio.
- Se obtienen plantas resistentes al insecto.
Obtención de peces transgénicos
Para llevar a cabo la fecundación (externa), los peces liberan sus células sexuales al agua. Poco después de la fecundación, los embriones reciben una microinyección de ADN con la información deseada. Se obtienen peces transgénicos al insertar el ADN extraño en el suyo propio (así se consiguen carpas y salmones transgénicos).
Clonación de ovejas
Los animales clónicos se pueden conseguir extrayendo células embrionarias o implantando un núcleo en un óvulo al que se le ha extirpado el suyo propio.
- Se extrae un óvulo inmaduro de una oveja y se elimina su núcleo.
- Se sustituye el núcleo del óvulo por el de una célula somática de otra oveja mediante fusión celular.
- Se implanta el embrión obtenido en una tercera oveja (madre de alquiler) que llevará el embarazo.
- La oveja que nace es idéntica a la oveja donante del núcleo.