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Este artículo trata sobre el uso específico en genómica. Para conocer el fenómeno general, consulte Termodinámica de ácidos nucleicos § Hibridación .

La hibridación ADN-ADN generalmente se refiere a una técnica de biología molecular que mide el grado de similitud genética entre grupos de secuencias de ADN . Suele utilizarse para determinar la distancia genética entre dos organismos. Esto se ha utilizado ampliamente en filogenia y taxonomía .

Método [ editar ]

El ADN de un organismo se marca y luego se mezcla con el ADN sin marcar para compararlo. La mezcla se incuba para permitir que las cadenas de ADN se disocien y luego se enfría para formar ADN híbrido de doble cadena renovado. Las secuencias hibridadas con un alto grado de similitud se unirán más firmemente y requerirán más energía para separarlas: es decir, se separan cuando se calientan a una temperatura más alta que las secuencias diferentes, un proceso conocido como " fusión del ADN ".

Para evaluar el perfil de fusión del ADN hibridado, el ADN bicatenario se une a una columna y la mezcla se calienta en pequeños pasos. En cada paso, la columna se lava; las secuencias que se funden se vuelven monocatenarias y se lavan de la columna. Las temperaturas a las que el ADN marcado sale de la columna reflejan la cantidad de similitud entre las secuencias (y la muestra de autohibridación sirve como control). Estos resultados se combinan para determinar el grado de similitud genética entre organismos.

Se introdujo un método para hibridar un gran número de muestras de ADN con un gran número de sondas de ADN en una sola membrana. Estas muestras tendrían que separarse en sus propios carriles dentro de las membranas y luego la membrana tendría que rotarse en un ángulo diferente donde resultaría en una hibridación simultánea con muchas sondas de ADN diferentes. [1]

Usos [ editar ]

Cuando se comparan varias especies, los valores de similitud permiten organizar los organismos en un árbol filogenético ; por tanto, es un posible enfoque para llevar a cabo la sistemática molecular . [ cita requerida ]

En microbiología [ editar ]

La hibridación ADN-ADN se utilizó una vez como método principal para distinguir especies bacterianas; un valor de similitud superior al 70% y ≤ 5 ºC en ΔTm en la estabilidad del heterodúplex se describe como indicativo de que las cepas comparadas pertenecían a especies distintas. [ aclaración necesaria ] [2] [3] [4] En 2014, se sugirió un umbral del 79% de similitud para separar las subespecies bacterianas. [5] La hibridación ADN-ADN no se ha probado mucho en todo el mundo porque puede llevar años obtener resultados y no siempre es tan fácil de realizar en los laboratorios de rutina. Sin embargo, en 2004, se probó un nuevo método mediante la digestión de perfiles de fusión con Sau3A en microplacas para obtener un resultado de prueba de hibridación ADN-ADN más rápido.[6]

En zoología [ editar ]

Charles Sibley y Jon Ahlquist , pioneros de la técnica, utilizaron la hibridación ADN-ADN para examinar las relaciones filogenéticas de aves (la taxonomía de Sibley-Ahlquist ) y primates. [7] [8]

En radiactividad [ editar ]

En 1969, uno de esos métodos fue realizado por Mary Lou Pardue y Joseph G. Gall en la Universidad de Yale a través de la radiactividad, donde implicó la hibridación de un ADN de prueba radioactivo en solución con el ADN estacionario de una preparación citológica, que se identifica como autorradiografía. [9]

Reemplazo por secuenciación del genoma [ editar ]

Los críticos argumentan que la técnica es inexacta para la comparación de especies estrechamente relacionadas, ya que cualquier intento de medir diferencias entre secuencias ortólogas entre organismos se ve abrumado por la hibridación de secuencias parálogas dentro del genoma de un organismo. [10] [Se necesita una mejor fuente ] La secuenciación de ADN y las comparaciones computacionales de secuencias es ahora generalmente el método para determinar la distancia genética, aunque la técnica todavía se usa en microbiología para ayudar a identificar bacterias. [11]

Métodos in silico [ editar ]

El enfoque moderno consiste en realizar la hibridación ADN-ADN in silico utilizando genomas secuenciados total o parcialmente . [12] El GGDC desarrollado en DSMZ es la herramienta conocida más precisa para calcular valores análogos al DDH. [12] Entre otras mejoras algorítmicas, resuelve el problema de las secuencias parálogas filtrándolas cuidadosamente de las coincidencias entre las dos secuencias del genoma.

Ver también [ editar ]

  • Fusión del ADN
  • Electroforesis en gel de gradiente de temperatura

Referencias [ editar ]

  1. ^ Socransky, SS; Smith, C .; Martin, L .; Paster, BJ; Dewhirst, FE; Levin, AE (octubre de 1994). " " Tablero de ajedrez "Hibridación ADN-ADN". BioTechniques . 17 (4): 788–792. ISSN  0736-6205 . PMID  7833043 .
  2. ^ Brenner DJ (1973). "Reasociación de ácido desoxirribonucleico en la taxonomía de bacterias entéricas" . Revista Internacional de Bacteriología Sistemática . 23 (4): 298-307. doi : 10.1099 / 00207713-23-4-298 .
  3. ^ Wayne LG, Brenner DJ, Colwell RR, Grimont PD, Kandler O, Krichevsky MI, Moore LH, Moore WEC, Murray RGE, Stackebrandt E, Starr MP, Trüper HG (1987). "Informe del comité ad hoc sobre la reconciliación de enfoques a la sistemática bacteriana" . Revista Internacional de Bacteriología Sistemática . 37 (4): 463–464. doi : 10.1099 / 00207713-37-4-463 .[ enlace muerto permanente ]
  4. ^ Tindall BJ, Rossello-Mora R, Busse HJ, Ludwig W, Kampfer P (2010). "Notas sobre la caracterización de cepas procariotas con fines taxonómicos" . Revista Internacional de Microbiología Sistemática y Evolutiva . 60 (Parte 1): 249–266. doi : 10.1099 / ijs.0.016949-0 . PMID 19700448 . Archivado desde el original el 17 de febrero de 2015. 
  5. ^ Meier-Kolthoff JP, Hahnke RL, Petersen JP, Scheuner CS, Michael VM, Fiebig AF, Rohde CR, Rohde MR, Fartmann BF, Goodwin LA, Chertkov OC, Reddy TR, Pati AP, Ivanova NN, Markowitz VM, Kyrpides NC , Woyke TW, Klenk HP, Göker M (2013). "Secuencia completa del genoma de DSM 30083 T , el tipo de cepa (U5 / 41 T ) de Escherichia coli , y una propuesta para delinear subespecies en taxonomía microbiana" . Estándares en Ciencias Genómicas . 9 : 2. doi : 10.1186 / 1944-3277-9-2 . PMC 4334874 . PMID 25780495 .  
  6. ^ Mehlen, André; Goeldner, Marcia; Ried, Sabine; Stindl, Sibylle; Ludwig, Wolfgang; Schleifer, Karl-Heinz (noviembre de 2004). "Desarrollo de un método rápido de hibridación ADN-ADN basado en perfiles de fusión en microplacas". Microbiología sistemática y aplicada . 27 (6): 689–695. doi : 10.1078 / 0723202042369875 . ISSN 0723-2020 . PMID 15612626 .  
  7. ^ Similitudes genéticas: Wilson, Sarich, Sibley y Ahlquist
  8. ^ CG Sibley y JE Ahlquist (1984). "La filogenia de los primates hominoides, como lo indica la hibridación de ADN-ADN". Revista de evolución molecular . 20 (1): 2-15. Código bibliográfico : 1984JMolE..20 .... 2S . doi : 10.1007 / BF02101980 . PMID 6429338 . 
  9. ^ Pardue, Mary Lou y Joseph G Hall. "Hibridación molecular de ADN radiactivo con el ADN de preparaciones citológicas". Torre de biología Kline, Universidad de Yale, 13 de agosto de 1969.
  10. ↑ Marks, Jonathan (9 de mayo de 2007). "Hibridación de ADN en los simios: cuestiones técnicas" . Archivado desde el original el 9 de mayo de 2007 . Consultado el 2 de junio de 2019 .[se necesita una mejor fuente ]
  11. ^ SS Socransky; AD Haffajee; C. Smith; L. Martin; JA Haffajee; NG Uzel; JM Goodson (2004). "Uso de la hibridación de ADN-ADN de tablero de ajedrez para estudiar ecosistemas microbianos complejos". Microbiología e inmunología oral . 19 (6): 352–362. doi : 10.1111 / j.1399-302x.2004.00168.x . PMID 15491460 . 
  12. ↑ a b Meier-Kolthoff JP, Auch AF, Klenk HP, Goeker M (2013). "Delimitación de especies basada en la secuencia del genoma con intervalos de confianza y funciones de distancia mejoradas" . BMC Bioinformática . 14 : 60. doi : 10.1186 / 1471-2105-14-60 . PMC 3665452 . PMID 23432962 .  

Lectura adicional [ editar ]

  • Graur, D. y Li, WH. 1991 (2ª ed. 1999). Fundamentos de la evolución molecular.