FACTORES DE TRANSCRIPCION Y MICROARRAY

http://ocw.unican.es/ciencias-de-la-salud/biogerontologia/materiales-de-clase-1/capitulo-8.-danos-en-el-genoma-y-el-envejecimiento/8.3-mecanismos-de-reparacion-del-adn

(en esta pagina se encontra los mecanismos de reparacion del adn)

1. Introducción

Durante la última década, el mundo científico en general y la Medicina en particular han sido testigos de una de las revoluciones tecnológicas más espectaculares en las Ciencias Biológicas: la aparición de la tecnología de Biología Molecular. Su aplicación al desciframiento de las claves de la herencia humana han renovado en gran medida el concepto de diagnóstico, e incluso la terapéutica de un número cada vez mayor de enfermedades cuyos mecanismos etiopatogénicos y bioquímicos estamos descubriendo día tras día. Las publicaciones científicas bombardean constantemente con el descubrimiento de nuevos genes responsables de enfermedades, nuevos métodos de diagnóstico e incluso nuevas perspectivas de tratamiento. Poco a poco vamos conociendo las alteraciones moleculares que subyacen no sólo a enfermedades clásicamente catalogadas como hereditarias, sino aquellas que son responsables de procesos mucho más complejos como el cáncer, la diabetes o la esquizofrenia. Conocer el defecto genético, nos permite llegar al diagnóstico definitivo de un proceso, o construir modelos animales de esas enfermedades sobre los que ensayar nuevas pautas de tratamiento. En la actualidad, el diagnóstico por tecnología molecular ocupa ya un lugar importante en la práctica médica habitual; además, estamos asistiendo al inicio de la puesta en marcha de tratamientos correctores del defecto a nivel genético, comenzando pues una segunda revolución en la medicina: la terapia génica. A continuación desarrollaremos distintos aspectos generales de los factores de transcripción y del chip de ADN.

1. Objetivos

• Conocer los conceptos de factores de transcripción y chips de ADN
• Conocer la utilizad y avances de los conceptos anteriormente mencionados

1. Marco Teórico

1. Microarray: 

Un chip de ADN, del inglés DNA microarray es una superficie sólida a la cual se une una colección de fragmentos de ADN. Las superficies empleadas para fijar el ADN son muy variables y pueden ser de vidrio, plástico e incluso de silicio. Los chips de ADN se usan para analizar la expresión diferencial de genes, y se monitorean de manera simultánea los niveles de miles de ellos. Su funcionamiento consiste, básicamente, en medir el nivel de hibridación entre la sonda específica y la molécula diana y se indican generalmente mediante fluorescencia y a través de un análisis de imagen, lo cual indica el nivel de expresión del gen. Suelen utilizarse para identificar genes con una expresión diferencial en condiciones distintas. Por ejemplo, para detectar genes que producen ciertas enfermedades mediante la comparación de los niveles de expresión entre células sanas y células que están desarrollando ciertos tipos de enfermedades.

Los Microarrays se están consolidando como una tecnología útil, a pesar de ser una tecnología reciente y aun cuente con limitaciones técnicas.

En el campo de la Oncología se ah visto beneficiado  en cuanto a diferentes estudios en cuanto a clasificación molecular y predicción de pronostico de varios tumores.

También cuenta aplicaciones en otros campos de la medicina como cardiología, neumología o reumatología.

Uno de los principales retos es disminuir los falsos positivos.

1. Aplicaciones: Los chips de ADN se han aplicado al estudio de casi cualquier tipo de problema biológico. Algunas de sus aplicaciones más frecuentes son:

1. Estudio de genes, que se expresan diferencialmente en condiciones diversas.
2. Clasificación molecular en enfermedades complejas.
3. Identificación de genes característicos de una patología
4. Predicción de respuesta a un tratamiento
5. Detección de mutaciones y polimorfismo de un gen

1. Antecedentes: La tecnología del chip de ADN tiene su origen en una técnica muy usada en biología molecular, el Southern blot. En la era pregenómica la biología estudiaba los genes individualmente, uno a uno, por lo que los podía estudiar a fondo. Lo que caracteriza la era postgenómica no es lo que se puede medir sino la cantidad de mediciones simultáneas que se pueden realizar. Para cumplir este objetivo y poder estudiar muchos genes a la vez fue necesario un cambio de paradigma: con los mismos recursos, obtener una imagen de menor resolución pero con una perspectiva más general.

1. Tipos:

1. Microarrays de ADNc

Las sondas son producidas en laboratorios mediante la amplificación selectiva de cDNA (100-3000 nucleótidos) por PCR en placas de 96 pocillos.

Estos amplicones  se purifican ,se verifica su calidad y cantidad y se depositan por capilaridad en portaobjetos de vidrio mediante costoso robots que requieren un ambiente libre de partículas

Los Microarrays de cDNA suelen hibridarse con dos muestras a la vez cada una de ellas marcada con un fluoróforo distinto. Una de ellas hace de referencia y nos servirá para comparar la hibridación de diferentes Microarrays.

1. Ventajas:

• Económicos
• Flexibilidad en el diseño experimental
• Elevada intensidad de señal

1. Desventajas:

• Baja reproducibilidad
• Hibridación cruzada (baja especificidad)
• Elevada manipulación manual (posibilidad de contaminación)

1. Microarrays de Oligonucleotidos:

Se inmovilizan pequeños fragmentos de ADN sintetizados químicamente (oligonucleótidos) específicos para cada gen expresado.

 Actualmente por su homogeneidad, reproducibilidad y robustez son los más usados.

Existen varios proveedores: Affymetrix® (es la principal compañía proveedora de este tipo de Microarrays. Posee chips de alta densidad que con sus más de 500.000 oligonucleótidos permiten analizar simultáneamente la expresión de más de 20.000 genes).

1. Ventajas

• Fabricacion rapida y mas robotizada
• Elevada reproductibilidad

1. Desventajas

• Requiere equipos mas especializados
• Caros
• Poca flexibilidad

1. Factores de Transcripción:

1. Transcripción:

La transcripción es el proceso en que la información codificada en el ADN pasa a ARN mensajero. La síntesis del ARN la realiza la ARN polimerasa, pero para la iniciación y progresión del proceso se necesita la participación de gran número de proteínas (factores de transcripción) que posibilitan el acoplamiento de la ARN polimerasa al promotor del gen en concreto y la síntesis del mensajero en una cantidad precisa. La regulación de forma más o menos específica de la síntesis de cada proteína depende de los factores de transcripción.

La diferenciación celular depende de la expresión de un patrón específico de genes, lo que está en gran medida determinado por el perfil de factores de transcripción expresados en cada tipo celular. Dentro de este perfil hay factores de transcripción constantemente activos responsables de la expresión de los genes constitutivos, y hay otros que se activan o inhiben en respuesta a estímulos externos. Las redes de señalización intracelular están íntimamente relacionadas con las redes transcripcionales. La activación de complejas cascadas de señalización intracelular desemboca en muchos casos en la activación o supresión de uno o varios factores de transcripción que van a orquestar una respuesta determinando el patrón de genes expresados por la célula.

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