El ADN recombinante en la naturaleza

Cuando hablamos de ADN recombinante, no sólo estamos refiriéndonos al que se realiza artificialmente y con el objetivo de buscar un gen con una característica que nos resulta beneficiosa para amplificar y aprovechar; podemos hallar ejemplos de recombinación genética en la naturaleza y en nuestro entorno. Mezclas genéticas, recombinaciones, adiciones y muchos otros procesos se están dando en células de organismos superiores (como en la meiosis) y en células menos evolucionados y unicelulares como las bacterias. Aquí hablaremos precisamente de éstos microorganismos.

En las bacterias hay constantemente transferencia de material genético, suele ocurrir para ganar una característica de resistencia o de virulencia específica y así asegurar su supervivencia. Podemos verlo claramente en la conjugación, donde dos bacterias comparten entre sí un plásmido, que lo incorporan a su juego genético. Así sucede también con la transformación, donde se incorpora un fragmento de ADN en buen estado a la bacteria y así aprovechar su información. Dentro de las bacterias también se sufre recombinación genética cuando reciben porciones de ADN de un bacteriófago que extrajo anteriormente ADN de otra bacteria.

Los tres mecanismos de recombinación genética bacteriana. De izquierda
a derecha: transformación, conjugación y transducción.

BIBLIOGRAFÍA:

• http://pendientedemigracion.ucm.es/info/genetica/grupod/Recoproc/Recoproc.htm
• http://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0718-48162009000200014&script=sci_arttext

Análisis de Microarray para Esclerosis Lateral Amiotrófica

Para el estudio de la fisiopatología de la Esclerosis Lateral Amiotrófica Esporádica con respecto a los genes involucrados, se utilizaron muestras de médulas espinales post mortem en los segmentos L3-L5, donde se realizó un reconocimiento y enlistamiento molecular, continuando con un análisis de Microarray de cDNA. Una PRC de Tiempo Real mostró que los genes afectados en ELA esporádica fueron los que codifican para Dorfina, 3-Metalotioneina, Factor asociado a la proteína de unión a la caja TATA de 30kDa, Neugrina, Proteina semejante a ubiquitina 5 y la Proteina 8 asociada al factor inhibidor de macrófagos. Estos resultados indican que los genes involucrados con el Sistema de proteosomas de Ubiquitina, Toxicidad oxidativa, Transcripción, Diferenciación neuronal y la Inflamación pueden estar relacionados en la patogénesis de ELA esporádica.

Resultados del análisis de Microarray. Se utilizaron dos tintas fluorescente:
Cy3 y Cy5 juntas. Una baja regulación da un color rojo por mayor afinidad
del Cy5 (clon 1) y una alta regulación da un color verde por mayor afinidad del
Cy3 (clon VII) en ELA esporádica.

Identificación de la expresión de los genes por medio de RT-PCR. Se encontró diferencias significativas de los clones 2, 3, 4, 7, 8 y 11 comparado con el control.

BIBLIOGRAFÍA

• http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0014579302035469
• http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1046/j.0953-816x.2001.01512.x/abstract
• http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867401002446
• http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ana.410410212/abstract;jsessionid=379A3CA72E18FCB341CB19F38EEC8FF1.d04t01

Análisis: Niveles afectados en Esclerosis Lateral Amiotrófica

NIVELES MOLECULARES AFECTADOS EN
ESCLEROSIS LATERAL AMIOTRÓFICA

A continuación explicaremos brevemente los mecanismos por los cuales la Esclerosis Lateral Amiotrófica puede manifestarse en el paciente, con sus diversos síntomas y en los diferentes niveles moleculares. Hay que poner mucha atención a los genes, los cuales pueden presentar una mutación que desencadene ELA o que predisponga a tener esta enfermedad de manera esporádica.

NIVEL	AFECCIÓN
GENÓMICO	1.       ALS2 (cromosoma 2q33.1) 2.       ANG (cromosoma 14q11.1-q11.2) 3.       C9orf72 (cromosoma 9p21.2) 4.       DCTN1 (cromosoma 2p13) 5.       FUS (cromosoma 16p11.2) 6.       SETX (cromosoma 9q34.13) 7.       SMN1 (cromosoma 5q13.2 8.       SOD1 (cromosoma 21q22.11) 9.       TARDBP (cromosoma 1p36.22) 10.    UBQLN2 (cromosoma Xp11.2)
EPIGENÓMICO	Stress oxidativo neuronal, agentes infecciosos, disfunción del sistema inmunitario, la herencia, las sustancias tóxicas, los desequilibrios metabólicos y la desnutrición
REPLICACIÓN	·         Alteración de la reparación del ADN por medio de helicasas en sectores codificantes importantes para la neurona: transporte axónico, enzimas, etc.6-1 ·         Alteración de elementos importantes para el ciclo celular y activación de apoptosis1
TRANSCRIPCIÓN	·         Alteración de proteínas de unión al ADN y alteración de la transcripción2-5-7-9
POST TRANSCRIPCIONAL	·         Splicing anómalo de mRNA5 ·         Producción de miRNA que conduce prematuramente al mRNA a degradación por los cuerpos de procesamiento5
TRADUCCIONAL	·         Disminución de producción de proteínas específicas para el funcionamiento neuronal3-8 ·         Gránulos de stress que no permiten llegar al mRNA a tiempo6
PROTEÓMICO	·         Proteínas anómalas para el transporte axónico.4-8 ·         Inclusiones citoplasmáticas degenerativas de proteínas mal traducidas o mal plegadas, con la respectiva ausencia de sus funciones 5-9 ·         Alteración de la degradación protéica por el mecanismo de la Ubiquitina y Ubiquilina10
RESULTADO	DEGENERACIÓN DE LAS NEURONAS MOTORAS Y POSTERIOR ATROFIA MUSCULAR.

BIBLIOGRAFÍA

• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1450/
• http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022510X09008892 
• http://ghr.nlm.nih.gov/condition/amyotrophic-lateral-sclerosis
• http://www.sciencemag.org/content/323/5918/1208.full
• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/ALS2
• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/ANG
• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/C9orf72
• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/DCTN1
• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/FUS
• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/SETX
• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/SMN1
• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/SOD1
• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/TARDBP
• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/UBQLN2

El PCR como método de apoyo para la investigación de ELA

En una de las variantes de Esclerosis Lateral Amiotrófica: ALS4, se observó que varias familias presentaban algunos miembros con ELA, y todos presentaban anomalías en el cromosoma 9q34. Se ha utilizado la técnica de Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) para identificar los genes afectados en este segmento cromosómico, así tambien como el vínculo que tienen entre estas familias. Se usó 340 exones del sector y 19 genes candidatos para mutación. Los 340 exones no mostraron daños en el cromosoma 9. Cuando se examinó la secuencia de los 19 genes candidatos, se halló una mutacion en uno de los exones del gen SETX para senataxina.

Explicación del procedimiento de PCR realizado
para la identificación del gen SETX mutado en
la variante ALS4 de Esclerosis Lateral Amiotrófica

Bibliografía:

• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1182077/
• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Genbank/