Microarrays: definición y análisis de genes en un chip

¿Qué son los microarrays?

Los micromatrices se utilizan para realizar muchas pruebas en material biológico como el ADN muy rápidamente y sin consumir mucho material. Los microarrays se pueden utilizar para detectar proteínas, ADN, ARN, anticuerpos, carbohidratos u otros compuestos químicos, aunque los microarrays de ADN son los más utilizados en la actualidad. Los microarrays han revolucionado el análisis de ADN, permitiendo medir los niveles de expresión de muchos genes al mismo tiempo.

Tipos de microarrays

Hay dos tipos principales de microarrays disponibles en la actualidad. La primera se llama matriz de fase sólida y se fabrica poniendo pequeñas manchas de ADN en una placa de vidrio, plástico o silicona. Estos diminutos fragmentos de ADN se denominan sondas y se utilizarán para unirse a secuencias de ADN específicas en la muestra de prueba. Las máquinas robóticas pueden colocar cientos o incluso miles de segmentos cortos de ADN en una sola matriz. En un proceso similar, las matrices de perlas de poliestireno colocan sondas de ADN en pequeñas perlas de plástico que se pueden mezclar con una muestra de prueba de ADN.

¿Cómo se utilizan los microarrays para analizar genes?

Aunque su cuerpo contiene exactamente el mismo ADN en cada célula, no todos los genes están activos al mismo tiempo en todas las células. Los microarrays de ADN nos dicen qué genes se expresan y están activos en una célula en particular. Los científicos utilizan micromatrices de ADN para determinar qué genes están activos tanto cuando las células funcionan normalmente como para averiguar cuándo ciertos genes no funcionan correctamente. Cuando se activa un gen, se copia en el ARN mensajero (ARNm). Entonces, para determinar qué genes están activos en una célula, debe recolectar todo el ARNm de la célula. Una vez que se recolecta el ARNm, un investigador le agregará una enzima que hará copias de ADN de cada hebra de ARNm. También se agregarán marcadores fluorescentes a cada hebra de ADN. Luego, la muestra de ADN se colocará en el microarray, que está precargado con la sonda de ADN. El ADN de la muestra de prueba que es complementario a la sonda se unirá fuertemente y el ADN que sea diferente no se unirá. Este proceso de unión del ADN al ADN complementario se denomina hibridación . Después de dar tiempo al ADN de prueba para que se hibride, la solución se lava de modo que solo quede el ADN que está fuertemente unido a la sonda. La matriz se coloca en un detector que puede ver los marcadores fluorescentes que se agregaron al ADN de prueba. La fuerza de la señal fluorescente detectada corresponde a la cantidad de ADN de prueba que se hibridó con la sonda. Esto luego se puede comparar con un estándar para determinar el nivel de expresión de un gen.

¿Por qué utilizamos microarrays de ADN?

Los científicos están usando microarrays para aprender más sobre qué genes específicos se ven afectados en una variedad de enfermedades, incluidas las enfermedades cardíacas, la diabetes, el cáncer y las enfermedades mentales. Una de las áreas de investigación más activas que utilizan microarrays es el estudio del cáncer. En este momento, los cánceres se clasifican principalmente en función del tipo de órgano en el que se originan. El cáncer de mama se considera diferente del cáncer de colon, por ejemplo, y los tratamientos se desarrollan en función de esas diferencias. Sin embargo, al analizar la expresión génica de las células tumorales, los cánceres se pueden clasificar de manera más aguda. También se están utilizando microarrays para evaluar la efectividad de las terapias contra el cáncer. Se puede evaluar la expresión genética de las células cancerosas antes y después de los tratamientos para determinar qué terapias están teniendo el mayor efecto. Esto podría conducir al desarrollo de terapias contra el cáncer dirigidas y muy eficaces.

Resumen de la lección

Los microarrays de ADN se utilizan para medir rápidamente la expresión génica de una gran cantidad de genes al mismo tiempo. Se crean colocando segmentos cortos de ADN de la sonda en una placa o una pequeña perla y luego permitiendo que el ADN de prueba se hibride con la sonda. El ADN de prueba está marcado con fluorescencia para que pueda ser identificado por un detector, y la cantidad de fluorescencia detectada corresponde a la cantidad de expresión génica. Se están utilizando microarrays de ADN para saber qué genes se expresan en células sanas y enfermas, con el objetivo de proporcionar terapias más efectivas y dirigidas para enfermedades como el cáncer.

Los resultados del aprendizaje

Esta lección sobre microarrays está diseñada para prepararte para:

• Identificar el propósito de los microarrays de ADN.
• Reconocer los diferentes tipos de microarrays
• Comprender cómo y por qué se utilizan los microarrays de ADN.
• Percibir el papel de los microarrays en el estudio de enfermedades

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Rodrigo Ricardo Editor y fundador