REQUISITOS
Para el laboratorio cada estudiante deberá de estar con su atuendo para el laboratorio: pijama azul, barbijo, alcohol al 70%,
La Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) es una técnica clave en biología molecular que permite la amplificación específica de fragmentos de ADN a partir de una muestra mínima. Su desarrollo en 1983 por Kary Mullis revolucionó la genética, facilitando aplicaciones en diagnóstico, investigación forense, evolución y biotecnología.
1. Fundamento de la PCR
La PCR es un método enzimático que utiliza una ADN polimerasa termoestable para amplificar secuencias específicas de ADN mediante ciclos repetidos de desnaturalización, alineamiento y extensión.
Componentes Esenciales
- Molde de ADN: Contiene la secuencia de interés a amplificar.
- Cebadores (primers): Oligonucleótidos sintéticos que delimitan la región de amplificación.
- ADN Polimerasa termoestable: Enzima que sintetiza la nueva cadena (Ejemplo: Taq polimerasa).
- Nucleótidos (dNTPs): Bloques de construcción del ADN (A, T, G, C).
- Buffer de reacción: Mantiene las condiciones óptimas para la actividad de la polimerasa.
Fases del Ciclo PCR
Cada ciclo de PCR consta de tres fases principales:
- Desnaturalización (~94-98°C, 30 seg)
- Ruptura de los puentes de hidrógeno en la doble hélice de ADN.
- Alineamiento (~50-65°C, 30 seg)
- Los cebadores se unen a las secuencias complementarias del ADN molde.
- Extensión (~72°C, 30-60 seg)
- La Taq polimerasa añade nucleótidos en la dirección 5′ → 3′.
Este ciclo se repite 20-40 veces, resultando en la amplificación exponencial del fragmento deseado.
2. Técnicas de Laboratorio en PCR
a) PCR Convencional
- Se realiza en un termociclador y los productos amplificados se analizan mediante electroforesis en gel de agarosa.
- Se usa en estudios de genética, biología forense y detección de microorganismos.
b) PCR en Tiempo Real (qPCR o PCR cuantitativa)
- Permite cuantificar el ADN en tiempo real mediante el uso de fluoróforos como SYBR Green o sondas TaqMan.
- Aplicada en diagnóstico clínico y cuantificación de genes.
c) PCR Múltiple
- Se amplifican múltiples fragmentos de ADN en una misma reacción con diferentes pares de cebadores.
- Útil en detección simultánea de patógenos y estudios genéticos complejos.
d) PCR Anidada (Nested PCR)
- Se realizan dos rondas de amplificación con diferentes pares de cebadores, aumentando la sensibilidad y especificidad.
- Usada en detección de ADN en muestras con bajo contenido genético, como en virología.
e) PCR Inversa (RT-PCR, Transcripción Reversa PCR)
- Convierte ARN en ADN complementario (cDNA) antes de la amplificación.
- Aplicada en estudios de expresión génica y detección de virus de ARN como el SARS-CoV-2.
3. Aplicaciones de la PCR
a) Diagnóstico Molecular
- Detección de patógenos como virus, bacterias y hongos (Ejemplo: PCR para COVID-19).
- Identificación de mutaciones genéticas asociadas a enfermedades hereditarias.
b) Investigación Genética y Biomédica
- Análisis de polimorfismos genéticos y variaciones en el ADN.
- Identificación de genes responsables de enfermedades.
c) Forense y Criminalística
- Identificación de huellas genéticas a partir de restos biológicos.
- Determinación de parentesco mediante pruebas de ADN.
d) Biotecnología y Agricultura
- Detección de organismos genéticamente modificados (OGMs).
- Estudios de biodiversidad y filogenética.
e) Medicina Personalizada y Terapia Génica
- Diagnóstico de cáncer basado en perfiles genéticos.
- Monitoreo de respuesta a tratamientos personalizados.
