El análisis de ADN molecular

El ADN (ácido desoxirribonucleico) es una molécula la cual se encuentra ubicada en el interior del núcleo de una célula, y dentro de esta se encuentra codificada la información necesaria para lograr la fabricación de todas las proteínas del cuerpo, estas proteínas cumplen con diversas funciones, además, son las encargadas de determinar la estructura de las células y de dirigir la mayoría de los procesos metabólicos del organismo. Para la elaboración de una proteína se sigue una secuencia de ADN que contiene las instrucciones de su elaboración y esta se llama gen; un gen es una parte del ADN que influye en una característica o rasgo del organismo. El tamaño de un gen puede ir variando y solo forman aproximadamente el 1 por ciento de la secuencia del ADN. El ADN pasa de los organismos adultos a sus descendientes durante la reproducción, es decir, se transmite de una generación a otra, y cuando esto sucede el ADN se desenrolla para así ser copiado, este también se desenrolla cuando es necesario para la fabricación de proteínas y otros procesos biológicos.  

El ADN está formado por componentes químicos denominados nucleótidos, los cuales tienen un grupo de azúcar, un grupo fosfato y uno de cuatro tipos de bases nitrogenadas alternativas. Cuando se forma una hebra de ADN, los nucleótidos se unen para formar cadenas y estas se van alternando con los grupos de azúcar y fosfato. Los cuatro tipos de bases nitrogenadas que se encuentran en los nucleótidos son: la adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G). La secuencia de estas bases determina que instrucciones biológicas se contienen en una hebra de ADN. El ADN se puede dividir en dos categorías la cuáles son: ADN codificante y ADN no codificante; el ADN codificante es aquel que contiene los genes que producen la proteína, mientras que el ADN no codificante es aquel que no codifica secuencias de proteínas.

Las instrucciones del ADN se utilizan para elaborar las proteínas en dos pasos. Primero, unas proteínas ya especializadas las cuales se denominan enzimas leen la información en una molécula de ADN y luego la transcriben a una molécula intermediaria que se llama ácido ribonucleico mensajero (ARNm). La información que contiene la molécula de ARNm se traduce en una secuencia de los componentes básicos de las proteínas.

La estructura única que tiene el ADN permite que la molécula se copie a sí misma durante la división. Al prepararse la célula para dividirse, la hélice de ADN se separa en dos hebras individuales, estas hebras funcionan como plantillas para lograr construir dos moléculas nuevas de doble hebra de ADN, y cada hebra se vuelve una copia exacta de la molécula original de ADN.

La presencia de secuencias de ADN únicas permite a los científicos forenses identificar secuencias distintivas que luego pueden usarse como sondas para identificar organismos individuales o genes específicos. La mayoría de las técnicas de hibridación y secuenciación pueden detectar fácilmente incluso cambios de un solo par de bases. Las secuencias distintivas son particularmente importantes para diagnosticar virus que son patógenos que carecen de genes ribosómicos o mitocondriales. El uso de estas secuencias simplifica enormemente la detección e identificación, que puede llevar varias semanas con los métodos tradicionales. Las secuencias únicas de ADN también se utilizan para diseñar cebadores (piezas cortas de ADN necesarias para iniciar la amplificación de ADN) para la PCR. Existe suficiente variación entre todos los genes dentro del mismo organismo y entre organismos de diferentes especies para garantizar que los cebadores seleccionados amplifiquen solo la secuencia objetivo, incluso en presencia de una mezcla de diferentes moléculas de ADN. Esto permite a los investigadores desarrollar pruebas de diagnóstico e identificación de patógenos y enfermedades comunes, así como partes de genomas de patógenos.

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