Electroforesis en Pruebas de Paternidad: Funcionamiento y Aplicaciones
La electroforesis es una técnica esencial en laboratorios de biología molecular, utilizada para separar moléculas basándose en su tamaño y carga eléctrica. Este procedimiento, aunque de bajo costo y relativamente simple, tiene aplicaciones diversas, desde el diagnóstico de enfermedades hasta la verificación de la expresión de proteínas.
¿Qué es la Electroforesis?
La electroforesis es una técnica de laboratorio que permite separar fragmentos de ADN, ARN, moléculas o proteínas dependiendo de su tamaño y de su carga. La electroforesis se define como el movimiento o dispersión de partículas tras ser sometidas a un campo eléctrico. Generalmente se realiza en una matriz o gel y suele utilizarse para separar fragmentos de ADN, ARN, moléculas o proteínas en base a su tamaño y carga eléctrica.
Esta técnica se basa en el diferente movimiento de las moléculas cargadas eléctricamente a través de la superficie hidratada de un medio sólido. La electroforesis sirve para separar las moléculas, además, en función de su tamaño. Esto es posible gracias a la utilización de un medio sólido poroso, como son los geles de poliacrilamida o los geles de agarosa.
Funcionamiento de la Electroforesis en Gel
La forma en la que funciona la electroforesis en gel es la siguiente:
- Las muestras de ADN que se quieren analizar o estudiar se introducen en los pocillos de muestra.
- Estos estarán en el extremo negativo y será la corriente eléctrica la encargada de arrastrar las muestras a través del gel.
- Estas muestras pasarán del extremo negativo al positivo y los más pequeños atraviesan el gel de manera mucho más rápida.
- Mientras, los grandes se quedarán cerca de los pocillos de muestra. Esto permite separarlos para examinarlos.
La electroforesis en gel ayuda a identificar y examinar los componentes del ADN de una forma fácil y rápida, para proporcionar toda la información genética que se esté buscando. Y es que sus aplicaciones son numerosas.
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Tipos de Electroforesis
Existen varios tipos de electroforesis, cada uno con aplicaciones específicas:
- Electroforesis en papel de filtro y en acetato de celulosa: Se utiliza un papel de filtro como soporte en un medio hidratado para separar proteínas rápidamente.
- Electroforesis en gel de agarosa: El gel de agarosa es un buen soporte electroforético. Su naturaleza le otorga la característica de poder separar las moléculas en función de su tamaño y se utiliza para separar moléculas grandes. Es ideal para separar ácidos nucleicos, como fragmentos de ADN.
- Electroforesis en gel de poliacrilamida: Se utiliza para la separación de proteínas y, al igual que el gel de agarosa, permite la separación de las moléculas en función de su tamaño. El gel de poliacrilamida es considerado como el mejor soporte para la electroforesis.
- Electroforesis capilar: El soporte es un fino tubo de sílica fundida. Requiere un dispositivo para detectar la migración de las moléculas y transmitir los resultados a un ordenador.
- Isoelectroenfoque: Separa las moléculas por la acción de un campo eléctrico y un gradiente de pH.
- Electroforesis bidimensional: Es la combinación de una isoelectroenfoque y una electroforesis en gel de poliacrilamida.
Aplicaciones de la Electroforesis
La electroforesis tiene una variedad de usos prácticos, como en la medicina forense para determinar la identidad de las personas que puedan haber participado en un delito, en el proyecto del genoma humano, la investigación de proteínas y de mutaciones genéticas y en pruebas de diagnóstico clínico.
La electroforesis puede ser realizada con diversas finalidades tanto en proyectos de investigación como en diagnóstico, puesto que se trata de una técnica simple y de bajo costo. De esta forma, esta técnica puede servir para:
- Identificar virus, hongos, bacterias y parásitos, siendo más común esta aplicación en proyectos de investigación.
- Prueba de paternidad.
- Verificar la expresión de proteínas.
- Identificar mutaciones, siendo útil en el diagnóstico de leucemias.
- Analizar los tipos de hemoglobina circulantes, siendo útil en el diagnóstico de anemia falciforme.
- Evaluar la cantidad de proteínas presentes en la sangre.
Electroforesis en Pruebas de Paternidad
La electroforesis en gel se utiliza, también, en situaciones en las que es necesario realizar una prueba de paternidad para comprobar el parentesco que se tiene con otra persona. En una prueba de paternidad se analizan entre 15 y 40 marcadores de ADN.
Las pruebas de paternidad y parentesco consisten en un análisis del ADN de cada individuo para obtener el llamado perfil genético o huella genética. Al comparar los perfiles genéticos obtenidos en dos individuos, se podrá conocer la relación entre ellos.
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Este proceso se basa en el análisis de regiones repetitivas del ADN, conocidas como short tandem repeats (STR). Los STR están formados por entre dos y siete bases de ADN que pueden repetirse muchas veces. La secuencia «GATC», por ejemplo, puede aparecer ocho veces en una persona, pero quince veces en otra.
El análisis comienza con la extracción del ADN de una muestra (generalmente saliva). Debido a que la cantidad de ADN obtenida de estas muestras es muy pequeña, es necesario amplificar primero el ADN para poder analizarlo. Para ello los científicos utiliza la reacción en cadena de la polimerasa (PCR): en pocas horas se pueden producir millones de copias de las secciones de STR. Los segmentos de STR difieren en longitud y también sus copias generadas mediante PCR.
Por ello, la muestra obtenida tras la amplificación es enviada a través de una red de malla estrecha en la que las copias pequeñas se mueven más rápido que las grandes. En esta llamada electroforesis, la velocidad con la que migran las copias de ADN puede utilizarse para inferir su longitud.
Tipos de Pruebas de Paternidad
Por lo que se refiere a su utilidad a efectos legales, las pruebas de paternidad se clasifican en informativas y legales.
- Prueba de paternidad sin validez legal: También conocida como informativa o privada. Cuando se pretende establecer el vínculo biológico entre dos personas para uso particular y privado, por lo que no se pide a los participantes que se identifiquen, garantizando así su anonimato. La información obtenida no puede ser utilizada para un procedimiento legal.
- Prueba de paternidad con validez legal: Es aquella que se hace cuando se tiene intención de utilizarla en un proceso legal.
Fiabilidad de un Test de Paternidad
Las muestras obtenidas del niño y del posible padre se examinan en el laboratorio. Los posibles resultados son:
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- Paternidad descartada: es un resultado con un 100% de fiabilidad.
- Paternidad prácticamente probada: con este resultado, la probabilidad de paternidad es del 99,99% si la madre no participó en la prueba. Cuando se analiza un caso denominado trío, es decir, la madre da su muestra de saliva junto con la del niño y la del posible padre, se suelen alcanzar probabilidades superiores al 99,9999%.
Materiales para Electroforesis en Biología
La electroforesis en biología es una técnica de laboratorio utilizada para separar moléculas cargadas eléctricamente, como ácidos nucleicos (ADN y ARN) o proteínas, en función de su tamaño y carga.
- Gel de Agarosa o Poliacrilamida: El gel de agarosa o poliacrilamida se utiliza como medio de separación en la electroforesis.
- Fuente de Alimentación: Una fuente de alimentación suministra un campo eléctrico constante al sistema de electroforesis.
- Tampones Electroforéticos: Los tampones electroforéticos se utilizan para mantener un pH constante durante la electroforesis y para proporcionar iones que conducen la corriente eléctrica a través del gel.
- Marcadores de Peso Molecular: Los marcadores de peso molecular son sustancias de referencia con tamaños conocidos.
Tabla Resumen de Tipos de Electroforesis
| Tipo de Electroforesis | Soporte | Aplicaciones Comunes |
|---|---|---|
| Papel de filtro | Papel de filtro hidratado | Separación rápida de proteínas |
| Gel de agarosa | Gel de agarosa | Separación de ácidos nucleicos (ADN) |
| Gel de poliacrilamida | Gel de poliacrilamida | Separación de proteínas |
| Electroforesis capilar | Tubo de sílica fundida | Separación simultánea de múltiples moléculas |
| Isoelectroenfoque | Gradiente de pH | Separación de moléculas por punto isoeléctrico |
| Bidimensional | Combinación de isoelectroenfoque y gel de poliacrilamida | Separación de mezclas complejas de proteínas |
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