Tecnologías de diagnóstico genético

La reacción en cadena de la polimerasa (PCR, por sus iniciales en inglés) es una técnica de laboratorio que produce muchas copias de un gen o segmentos de un gen, lo que facilita enormemente su estudio. En el laboratorio es posible copiar (amplificar) un segmento específico de ácido desoxirribonucleico (ADN), que puede ser un gen específico. Partiendo de una molécula de ADN, después de 30 duplicaciones (apenas unas horas más tarde) se producen cerca de mil millones de copias.

Para localizar una parte específica de un gen (un segmento de ADN de un gen) o todo un gen en un cromosoma determinado, se puede utilizar una sonda genética. Las sondas pueden usarse para localizar segmentos de ADN mutados o normales. Un segmento de ADN que se ha clonado o copiado se convierte en una sonda marcada después de agregarle un átomo radiactivo o un colorante fluorescente. La sonda busca un segmento de ADN que sea su contraimagen (que contenga su secuencia complementaria) y se adhiere a él. Posteriormente, esa sonda marcada puede detectarse utilizando técnicas microscópicas y fotográficas sofisticadas. Mediante las sondas genéticas es posible diagnosticar un buen número de enfermedades antes y después del nacimiento. En el futuro es probable que se usen las sondas genéticas para verificar simultáneamente la presencia de diversas enfermedades genéticas importantes.

Un oligonucleótido es una cadena de bases (nucleótidos). A veces, estas cadenas no están presentes o tienen segmentos duplicados de ADN. Se utiliza una serie de oligonucleótidos para identificar segmentos delecionados o duplicados de ADN en cromosomas específicos. En una matriz de oligonucleótidos, el ADN de una persona se compara con un genotipo (la combinación única de genes o composición genética de una persona) de referencia utilizando muchas sondas de oligonucleótidos. Al igual que en algunas sondas de genes, se añade un colorante fluorescente a las sondas de oligonucleótidos. Si falta un segmento, las sondas detectan una disminución en la cantidad del colorante fluorescente. Si un segmento está duplicado o triplicado, las sondas detectan un aumento en la cantidad del colorante fluorescente. Este procedimiento puede emplearse para examinar todo el genotipo.

Los microchips son también herramientas de gran valor para la identificación de mutaciones del ADN, segmentos de ácido ribonucleico (ARN) o proteínas. Un solo chip puede examinar millones de cambios de ADN diferentes a partir de una sola muestra.

Las tecnologías de secuenciación más recientes (de última generación) pueden detectar partes aún más pequeñas de genes y ADN mediante la ruptura de todo el genotipo (o genoma) en pequeños segmentos y el análisis posterior de la secuencia de ADN de todos o algunos de los segmentos. Seguidamente se analizan los resultados mediante una computadora potente. Se pueden identificar variaciones de las bases simples o múltiples, así como áreas donde faltan bases o donde estas bases se han insertado en el lugar equivocado. Los costes de esta tecnología han disminuido de forma drástica y continúan disminuyendo. El equipo y los métodos computacionales también continúan mejorando.

Algunas de estas variaciones pueden ayudar a los médicos a diagnosticar trastornos genéticos. Las tecnologías de secuenciación más recientes (de última generación) son tan sensibles que los médicos pueden detectar el ADN del feto en una muestra de sangre extraída de la madre y analizarla para determinar si el feto presenta síndrome de Down. Sin embargo, el gran volumen de información generada al analizar el genotipo da lugar a una gran variedad de problemas que a veces dificultan la comprensión e interpretación de los resultados por parte de los médicos. A pesar de estos problemas, estas técnicas se han convertido en el pilar de las pruebas genéticas.