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Lic. Jorge Mato Luis
Laboratorio de Genética Molecular Hospital Clínico Quirúrgico “Hermanos Ameijeiras”
METODOLOGIA DEL PCRMETODOLOGIA DEL PCR
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Desnaturalización del DNA
5’ A G G T T A G T G G A C C C T T G A T 3’
3’ T C C A A T C A C C T C C C T T C T A 5’
DenaturalizaciDenaturalizacióónn RenaturalizaciRenaturalizacióónn
5’ A G G T T A G T G G A C C C T T G A T 3’
3’ T C C A A T C A C C T C C C T T C T A 5’
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Formación de moléculas híbridas de DNA
5’AGGTTAGTGGACCCTTGAT 3’ 5’ AGGTCAGTGGACCCTTGAT3’3’TCCAATCACCTGGGAACTA 5’ 3’ TCCAGTCACCTGGGAACTA 5’
C
TCCA TCACCTGGGAACTA TCCA TCACCTGGGAACTA
T AGGT AGTGGACCCTTGAT AGGT AGTGGACCCTTGAT
G AHIBRIDOS
AGGTTAGTGGACCCTTGAT AGGTCAGTGGACCCTTGATTCCAATCACCTGGGAACTA TCCAGTCACCTGGGAACTANATIVOSNATIVOS
95oCEnfriamientoEnfriamiento lentolento
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Enzimas de Enzimas de restriccirestriccióónn
Son enzimas Son enzimas queque cortancortan el DNA de el DNA de dobledoblecadenacadena mediantemediante el el reconocimientoreconocimiento de de unauna secuenciasecuencia especespecííficafica..
A AGCT TA AGCT TT TCGA AT TCGA A
Hind III
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100 70 200 250 150 pb pb pb pb pb
UnaUna mutacimutacióónnqueque eliminaelimina un un sitiositio de de cortecorte
100 70 450 150pb pb pb pb
680 pb
Enzimas de Enzimas de restriccirestriccióónn
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A partir de diferencias en sus tamaA partir de diferencias en sus tamaññosos•• SeparaciSeparacióón de los fragmentos de acuerdo a n de los fragmentos de acuerdo a
su tamasu tamañño mediante electroforesis en o mediante electroforesis en gelesgelesde agarosa o de agarosa o poliacrilamidapoliacrilamida
•• Los fragmentos migran del polo negativo al Los fragmentos migran del polo negativo al positivo con velocidad inversamente positivo con velocidad inversamente proporcional a su tamaproporcional a su tamaññoo
Formas de diferenciar a los Formas de diferenciar a los fragmentos de DNA entre sfragmentos de DNA entre síí
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400 400 pbpb
200 200 pbpb
100 100 pbpb
((--))
(+)(+)
SistemaSistema electroforesiselectroforesis
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HibridaciHibridacióónn de de áácidoscidos nucleicosnucleicos((SouthernSouthern Blot)Blot)
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• Requiere cantidades apreciables de DNA (alrededor de un microgramo)
• Exige el empleo de DNA de alta integridad y alto grado de purificación
• Costo relativamente alto• Tiempo prolongado del análisis
(aproximadamente una semana)• Poca flexibilidad tecnológica
LimitacionesLimitaciones del Southern Blotdel Southern Blot
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REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA
Del Inglés: “Polymerase Chain Reaction”
Desarrollada por Mullis en 1985 y automatizada a partir de 1988 gracias al empleo de la Taq DNA Polimerasa
PCRPCR
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TecnologTecnologííaa del PCRdel PCR
Reproducción (amplificación) en ciclos consecutivos de un fragmento del DNA cuya longitud está definida por la ubicación de los cebadores (primers) utilizados
ACCGGTTAAGGGAATTCCGGCGCG
TGGCCAATTCCCTTAAGGCCGCGC
TGGCC
CGCG
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TecnologTecnologííaa del PCRdel PCR
PCR
Reproducción (amplificación) en ciclos consecutivos de un fragmento del DNA cuya longitud está definida por la ubicación de los cebadores (primers) utilizados
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Cada ciclo consiste en tres etapas:Cada ciclo consiste en tres etapas:
DenaturalizaciDenaturalizacióónn
HibridaciHibridacióón de los n de los primersprimers
((AnnealingAnnealing))
PolimerizaciPolimerizacióón (n (extensionextension))
9595oCoC
5050ooCC
72oC Taq DNA Pol
dNTPs, MgCl2
TecnologTecnologííaa del PCRdel PCR
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TERMOCICLADORESTERMOCICLADORES
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El PCR fue concebido como una tecnología dirigida a:Multiplicar el número de moléculas de DNA disponibles para el trabajoEliminar del material a utilizar las secuencias que no interesan en el análisis
Tecnología del PCRRESUMEN
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• Alta sensibilidad (hasta una copia del DNA genómico)
• Permite el empleo de DNA parcialmentedegradado
• Alta especificidad al eliminar el resto del DNA que no es de interés
• Aumenta en el orden de al menos 106 veces la secuencia de DNA motivo de estudio
• Alta flexibilidad tecnológica• Costo relativamente bajo
Tecnología del PCRPrincipales ventajas
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1. Detección de mutaciones
MMéétodostodos directosdirectos de de diagndiagnóósticostico
2. Localización de mutaciones
• Detección de reordenamientos cromosómicos• RFLP • PCR con primers específicos de alelos (ARMS-ASO-SSP)• Secuenciación del DNA
•• HeteroduplexHeteroduplex•• SSCPSSCP•• DGGEDGGE
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MMéétodostodos parapara la la deteccideteccióónn dedemutacionesmutaciones
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Ejemplos:
Translocaciones en hemopatías malignas
PCR en la detección de translocacionescromosómicas recíprocas
CromosomasCromosomas
9 229 22
No hay amplificación
PCR
Sí hay amplificación
PCR
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Deleción de 342 KbΔ(GJB6-D13S1830)
342Kb460 pb
460 pb
PCR en la detección de una deleción ( gen de la conexina 30)
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PCRPCR--RFLPRFLP
Polimorfismo en la Longitud de los fragmentos de restricción
Del inglés:
Restriction Fragment LengthPolymorphism
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PCRPCR--RFLPRFLP
Gen normal
AAGCTTTTCGAA
AAGCGTTTCGCA
Gen mutadoPCRPCR
240 pb
AAGCTTTTCGAA
AAGCGTTTCGCA
240pb
DigestiDigestióónn con con BcLBcL II
200 pb 40 pb
AAGCTTTTCGAA
AAGCGTTTCGCA
240 pb
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PCR-RFLP
Determinación de la mutación W24X en el gen Conexina 26 Hipoacusia prelocutiva con herencia autosómicarecesiva
114 pbpb88 pbpb
1 2 3
1 M 1 M / / MM
2 N 2 N // MM
3 N 3 N // NN
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PCR-SSP
SPECIFIC SEQUENCE PRIMERSPECIFIC SEQUENCE PRIMER
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Locus con dos alelos AA y BB
PCR con primers común y A PCR con primers común y B
(*) En todos las reacciones se incluye adem(*) En todos las reacciones se incluye ademáás los dos primers s los dos primers correspondientes al control internocorrespondientes al control interno
PCR-SSP
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Interpretación de Resultados
Individuo 1 Individuo 2
-
+
PCR A PCR B PCR A PCR B
Genotipo B / B Genotipo A / B
Control interno
Alelo de interés
1 2
A B A B
PCR-SSP
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SECUENCIACISECUENCIACIÓÓN DE N DE ÁÁCIDOS NUCLEICOSCIDOS NUCLEICOS
Determinación del orden preciso de losnucleótidos dentro de un gen u otro
fragmento determinado
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MMÉÉTODOS DE SECUENCIACITODOS DE SECUENCIACIÓÓNN
Método de terminación de la cadena de Sanger(Tecnología muy laboriosa y cara)
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MÉTODOS DE SECUENCIACIÓN
Secuenciación mediante sistemas automatizados
(Gana en rapidez y seguridad)
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MMÉÉTODOS DE SECUENCIACITODOS DE SECUENCIACIÓÓNN
R184P
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MÉTODOS PARA LA LOCALIZACIÓN DE MUTACIONES
Cómo enfrentar el diagnóstico de lasenfermedades hereditarias con
heterogeneidad molecular?
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Métodos de localización de mutaciones en un
fragmento por cambios conformacionales
SSCP: Polimorfismo Conformacional de Simple Cadena
Single Strand Conformation Polymorphism
DGGE: Electroforesis en Gel c/ Gradiente Denaturalizante
Denaturant Gradient Gel Electrophoresis
HETERODUPLEX
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HETERODUPLEX
FI FII FIII FIV
Desnaturalización95ºC
RenaturalizaciónT. ambiente
Mutación
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HETERODUPLEX
FormaciFormacióónn del del HeteroduplexHeteroduplex