Ejercicio resuelto de Biología · 2024

Bloque 4. INGENIERÍA GENÉTICA Y BIOTECNOLOGÍA. INMUNOLOGÍA. Conteste DOS de las cinco preguntas siguientes (2 puntos).

4.2. En relación con la técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR):
A) Explique brevemente en qué consiste y para qué se utiliza (0,4 puntos).
B) Explique qué procesos tienen lugar en cada ciclo (0,6 puntos).

$\mathbf{\text{A)}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{brevemente}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{consiste}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{para}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{utiliza}}\mathbf{\text{(0,4}}\mathbf{\text{puntos).}}$

La reacción en cadena de la polimerasa es una técnica que permite amplificar in vitro un fragmento concreto de ADN, es decir, obtener millones de copias de él partiendo de una cantidad mínima de muestra.

Para ello se prepara una mezcla con el ADN molde, los dos cebadores que delimitan la región elegida, los cuatro desoxirribonucleótidos trifosfato, iones magnesio y una ADN polimerasa termoestable, la Taq polimerasa, extraída de una bacteria termófila y capaz por ello de resistir los ciclos de calentamiento. La mezcla se somete en un termociclador a ciclos repetidos de tres temperaturas; como en cada ciclo el número de copias se duplica, el crecimiento es exponencial y en treinta ciclos se obtienen del orden de mil millones de copias.

Se utiliza siempre que hace falta partir de mucho ADN y solo se dispone de poco: en el diagnóstico de enfermedades infecciosas, detectando el material genético del patógeno en una muestra del paciente, en el diagnóstico de enfermedades genéticas, en medicina forense y en pruebas de paternidad, donde se amplifican regiones de la huella genética a partir de restos mínimos, y como paso previo a la secuenciación o a la clonación de un gen.

$\mathbf{\text{B)}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{procesos}}\mathbf{\text{tienen}}\mathbf{\text{lugar}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{cada}}\mathbf{\text{ciclo}}\mathbf{\text{(0,6}}\mathbf{\text{puntos).}}$

Cada ciclo consta de tres etapas que se diferencian por la temperatura a la que se realizan:

$\text{Etapa}$	$\text{Temperatura}$	$\text{Qu}\acute{\text{e}}\text{ ocurre}$
Desnaturalización	$94\text{-}96{}^{\circ }\mathrm{C}$	El calor rompe los puentes de hidrógeno y las dos hebras del ADN se separan
Hibridación o anillamiento	$50\text{-}65{}^{\circ }\mathrm{C}$	Al bajar la temperatura los cebadores se unen por complementariedad a los extremos de la región que se quiere copiar
Extensión o elongación	$72{}^{\circ }\mathrm{C}$	La Taq polimerasa alarga cada cebador en sentido $5^{\mathrm{\prime }}\to 3^{\mathrm{\prime }}$ añadiendo nucleótidos complementarios de la hebra molde

Al terminar el ciclo cada molécula original se ha convertido en dos, que sirven de molde en el ciclo siguiente. La progresión es, por tanto, geométrica: tras $n$ ciclos el número de copias es del orden de $2^n$, y como los cebadores acotan la región amplificada, lo que se multiplica es exclusivamente el fragmento de interés.