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Técnica de hibridación de ADN: definición y ejemplo

Publicado el 21 agosto, 2021

¿Cómo podemos saber qué tan relacionadas son las especies?

¿Cómo puedes saber qué tan relacionadas están dos especies? La respuesta obvia podría ser su apariencia. ¡Seguramente, un humano está más relacionado con un chimpancé que con un plátano! Pero, ¿podemos confiar siempre solo en la apariencia? ¿Qué sucede cuando las diferencias comienzan a ser más matizadas, como entre diferentes especies de monos o flores? ¿O qué pasa con los organismos que tienen partes del cuerpo similares pero que en realidad no están estrechamente relacionados, como las mariposas y los pájaros?

Gracias a la revolución de la biología molecular, los científicos tienen una forma confiable de saber si dos especies están estrechamente relacionadas: el ADN. El ADN es el material genético de la célula y contiene toda la información de todos nuestros rasgos. Esencialmente, el ADN es lo que te hace ser tú. Todas las especies tienen una secuencia de ADN única. Las especies más estrechamente relacionadas tienden a tener un ADN más similar. Entonces, al comparar secuencias de ADN, los científicos pueden aprender qué tan relacionadas están ciertas especies.

Por ejemplo, si dos especies compartieron un ancestro común recientemente, habrá habido menos tiempo para que acumulen mutaciones aleatorias y, por lo tanto, su ADN será más similar. Sin embargo, si las dos especies divergieron hace mucho tiempo, su ADN tuvo la oportunidad de acumular mutaciones y, por lo tanto, actualmente será muy diferente. Incluso las especies que pueden parecer físicamente similares pueden estar relacionadas lejanamente. La mejor forma de decidir es examinar el ADN de la especie.

Técnica de hibridación de ADN

Para comparar el ADN de diferentes especies, los científicos utilizan una técnica llamada hibridación de ADN . En esta técnica, se combina el ADN de dos especies y se puede evaluar el porcentaje de similitud. Veamos cómo funciona esto en detalle a continuación.

Principio

El ADN es bicatenario y las bases individuales se unen según las reglas de Chargaff de bases complementarias : pares de adenina con timina y pares de citosina con guanina. Cuando se calienta el ADN, los enlaces de hidrógeno que mantienen unidos los pares de bases se disuelven y el ADN se separa en dos hebras simples durante un proceso conocido como fusión del ADN. La temperatura a la que se separan las hebras de ADN se denomina temperatura de fusión. Cuando el ADN se enfría, las bases complementarias se realinean y se unen mediante enlaces de hidrógeno.


Con temperaturas elevadas, las hebras complementarias se derriten para formar hebras simples de ADN.
Fusión del ADN

Durante la hibridación ADN-ADN, el ADN de cada especie se calienta a la temperatura de fusión para producir hebras simples. Luego, se combina una hebra de ADN de cada especie y se deja aparearse (recombinarse).

Luego, la muestra se calienta gradualmente. Si el ADN de la especie es muy similar, formarán muchos enlaces de hidrógeno a través de los pares de bases, y la temperatura de fusión deberá ser más alta para separar las hebras. Si el ADN de la especie es diferente, lo que significa que las especies no están relacionadas, la temperatura de fusión será más baja porque habrá menos enlaces de hidrógeno para romper.

El porcentaje de hebras que están en forma de hebra simple o de doble hebra se puede analizar utilizando radiomarcadores, fluoróforos o absorción de luz UV por la muestra.

Ejemplos de

Primates

La técnica de hibridación de ADN se usa comúnmente para determinar la relación entre especies y sus relaciones evolutivas. Una de las cuestiones más interesantes en este campo es la evolución humana y nuestras relaciones con otros primates. La hibridación de ADN se ha aplicado a este campo y apoya la teoría de que los humanos están más estrechamente relacionados con los chimpancés que con los gorilas, orangutanes u otros monos. Esta evidencia está respaldada por datos genéticos adicionales de secuenciación de ADN, registros fósiles y datos anatómicos.

Bacterias

Pero los organismos macroscópicos no son los únicos que se benefician de la hibridación del ADN. Las bacterias se han clasificado mediante hibridación de ADN desde la década de 1960. Muchas especies, incluidas las que tienen un interés relevante para los humanos, se han clasificado utilizando este método, como la familia de las Enterobacteriaceae .

Esta familia de bacterias incluye bacterias gram negativas que pueden causar intoxicación alimentaria en humanos, como Salmonella y E. coli . Comprender las relaciones evolutivas entre las bacterias ayuda a los científicos a comprender cómo han evolucionado las bacterias que causan enfermedades y brinda más información para el tratamiento y la prevención de brotes en humanos.


Las especies de Salmonella son un tipo de bacteria que se ha categorizado evolutivamente mediante la técnica de hibridación de ADN.
Bacterias Salmonella

Resumen de la lección

El ADN es el material genético de la célula y se puede utilizar para identificar especies y sus relaciones mediante el proceso de hibridación del ADN. La hibridación del ADN implica la hibridación del ADN de dos especies diferentes basándose en el apareamiento de bases complementarias . Una sola hebra de ADN de cada especie se combina y se deja templar (recombinar) y luego se calienta para alcanzar la temperatura de fusión. Si las especies están estrechamente relacionadas, se formarán muchos enlaces de hidrógeno entre las muestras. Esto aumentará la temperatura de fusión. Si las especies están relacionadas lejanamente, se formarán pocos enlaces de hidrógeno y la temperatura de fusión disminuirá.

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