¿Qué es un microarray genómico?
El microarray genómico, también conocido como microarray de ácido desoxirribonucleico (ADN), es un tipo de tecnología genética que permite a los científicos determinar los niveles de expresión génica. En los organismos vivos, un gen se expresa cuando el ADN de ese gen se decodifica a través de una serie de procesos en una proteína, que cumple una función específica en una célula. Al medir los niveles de expresión génica en una muestra dada, los investigadores pueden descubrir qué genes son más activos. La tecnología de microarrays se utiliza particularmente en medicina para aprender sobre los aspectos genéticos de enfermedades como el cáncer.
Cuando un gen se expresa en un organismo, el ADN se decodifica en una proteína a través de una serie de pasos. Los segmentos del gen se transcriben en una plantilla de ácido ribonucleico mensajero (ARNm), una molécula monocatenaria que es complementaria a una cadena de la molécula de ADN original. Este ARNm transporta la información genética del núcleo de la célula al sitio de síntesis de proteínas. Un microarray genómico revela qué genes están generando la mayor cantidad de ARNm y, por extensión, qué genes están operando en el nivel más alto de expresión.
El microarray del genoma es un chip de vidrio o silicio con una serie de puntos microscópicos de ADN unidos a su superficie. Las secuencias específicas de ADN, llamadas sondas, se eligen en función de los genes que los investigadores desean estudiar. Un microarray de genoma completo contiene secuencias de todo el genoma, mientras que un microarray enfocado contiene ADN de solo ciertos genes.
En la investigación de enfermedades, el microarray se usaría de la siguiente manera. Primero, se tomaría una muestra de tejido sano y tejido enfermo del sujeto. El MRNA de ambas muestras se aislaría mediante una serie de técnicas químicas. Cada muestra se combinaría con una solución de marcado diferente compuesta por subunidades conocidas como nucleótidos, modificada para incluir fluorescencia, que luego se uniría a las moléculas de ARNm para crear ADN complementario fluorescente (ADNc). Por ejemplo, la muestra enferma podría marcarse con fluorescencia roja y la muestra sana con fluorescencia verde.
Cuando cada muestra se deposita en un microarray de genoma, parte del ADNc de las muestras se hibrida, o se une, con el ADN en el chip. Esto hace que aparezcan diferentes colores y niveles de fluorescencia. Si un gen en una muestra fuera altamente activo, por ejemplo, produciría muchos ARNm, que aparecerían en el microarray como un color fluorescente fuerte. Al fusionar los datos de la muestra visual con un escáner, los investigadores pueden determinar si un gen en particular se expresa más en el tejido enfermo o en el tejido sano.
En el ejemplo anterior, un punto verde indicaría que el gen se expresó más en el tejido sano, ya que el dominio de la fluorescencia verde indica que los ARNm de la muestra sana eran más numerosos que los no saludables. Un punto rojo indica que el gen estaba produciendo más ARNm en el tejido enfermo y era más activo en condiciones de enfermedad. Los puntos amarillos significarían que el gen se expresa casi por igual tanto en el tejido sano como en el enfermo. Los investigadores pueden usar esta información para determinar qué genes son más activos en una célula enferma y cómo dichos cambios afectan a otros genes en la célula. Los microarrays del genoma se pueden usar no solo para investigar y diagnosticar enfermedades como el cáncer y las enfermedades cardíacas, sino también para aprender cómo tratarlos mediante una terapia dirigida.