Laboratorio virtual de PCR

Biología Molecular

Jeison Cano – Edilberto Blanco – Felipe Gómez

PCR, siglas para Reacción en Cadena de la Polimerasa es una herramienta simple y

económica que puede usarse para localizar un segmento de ADN y copiarla billones de veces.

La PCR es usada todos los días para diagnosticar enfermedades, identificar bacterias y virus,

relacionar criminales a escenas del crimen y muchos otros usos.

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El genoma humano está compuesto por 3 billones de pares de bases. Los científicos a menudo

necesitan aislar segmentos específicos de DNA partiendo de una gran cantidad de material

genético. Desde este pequeño fragmento, el cual es una pequeña parte del genoma, ellos

necesitan bastantes copias suficientes para trabajar con él.

La reacción en cadena de la polimerasa o PCR, puede generar 100 billones de copias idénticas

de una secuencia especifica de ADN en cuestión de horas. El inventor de la PCR explica que

esta técnica “no requiere más que una probeta, algunos reactivos simples y una fuente de

calor”

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Para realizar una reacción de PCR se necesita ADN extraído desde las células. Debido a que

el propósito de la PCR es obtener más copias de ADN, no se necesita mucho de este para

iniciar la reacción. Por ejemplo, puede extraerse ADN desde una pequeña muestra de sangre,

piel, saliva e incluso de una hebra de cabello.

Inicie moviendo el ADN extraído dentro de un tubo especial para PCR. Esta reacción ocurre

por el calentamiento y el enfriamiento de la solución una y otra vez, así que los tubos para

PCR están diseñados para una distribución uniforme del calor.

- Mueva el ADN extraído hacia el tubo para PCR

- Soltar del ADN dentro del tubo

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Luego, añada el primer 1 o forward al tubo de PCR. Los primers o cebadores se adhieren a

los sitios extremos de las hebras de ADN que queremos copiar. Estos son poderosas

herramientas para copiar segmentos muy específicos de ADN, ya que hay muy poca

probabilidad de que estos seleccionen el sitio incorrecto.

- Adicione el primer 1 en el tubo de PCR

- Ahora, añada el primer 2 el cual se adherirá al segundo sitio.

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Añada los nucleótidos a el tubo de PCR. Los nucleótidos son los A, C, G, T. Estos conforman

el código genético. Estos bloques genéticos serán usados para crear billones de copias de

ADN.

- Añada los nucleótidos al tubo de PCR.

Por último, se añade la DNA polimerasa al tubo de PCR. Esta molécula funciona como una

pequeña máquina que lee el código genético y luego adhiere los nucleótidos complementarios

para crear copias de ADN. Esta DNA polimerasa en particular, fue diseñada para soportar

las altas temperaturas de la reacción de la PCR.

- Añada la DNA polimerasa al tubo de PCR.

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Ahora el tubo de PCR está lleno con todos los componentes de la reacción, ahora debe

ponerse dentro de un termociclador. Esta máquina puede, en tiempos determinados, calentar

y enfriar el tubo durante la siguiente hora. Estos cambios de temperatura son cruciales para

hacer que esta reacción funcione.

- Introducir el tubo de PCR dentro del termociclador.

- Presione el botón START del termociclador

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Dentro del tubo de PCR, el primer ciclo ha comenzado. El termociclador se calienta hacia

los 95°C o 203°F, cerca del punto de ebullición. A esta temperatura, las dobles hélices del

ADN se separan, creando dos moléculas de ADN simples.

Ahora, el termociclador baja su temperatura a 50°C o 122°F. A esta temperatura, las

moléculas sencillas de ADN naturalmente tratan de emparejarse. Sin embargo, hay muchos

más primers que hebras de ADN en el tubo. Los primers se desplazan y bloquean su objetivo

antes de que las hebras puedan unirse de nuevo.

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El termociclador ahora cambia su temperatura hacia los 72°C, la cual activa la DNA

polimerasa. Cuando esta localiza al primer unido a la hebra simple de ADN, empieza a añadir

nucleótidos complementarios en la hebra. Esta continua hasta que llega al final de la hebra y

se desprende.

- El primer ciclo se ha completado.

Los mismos tres pasos se repiten en el ciclo dos. La temperatura es aumentada de nuevo para

separar las hebras. La temperatura disminuye para que los primers sean adheridos y la

temperatura sube de nuevo para estimular a la DNA polimerasa para copiar la secuencia.

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Durante el ciclo tres, los productos esperados empiezan a aparecer, dos hebras que empiezan

con el primer 1 y finalizan con el primer 2. Estas son copias de ADN de solamente del

segmento seleccionado. A pesar de que en este ciclo solo se dispone de dos fragmentos

esperados, a medida que continúan los ciclos, estos productos rápidamente se multiplicaran.

Al final del cuarto ciclo, se obtendrán ocho fragmentos que contienen solamente la secuencia

objetivo.

Ciclo 5. Ahora se han obtenido 22 fragmentos que contienen solo la secuencia objetivo y solo

diez copias largas.

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Luego de treinta ciclos se obtienen billones de fragmentos que contienen la secuencia

objetivo, y solo sesenta copias largas. Ahora, se cuenta con una solución casi pura de

secuencia objetivo.