¿Cómo se separan las moléculas de ADN y ARN?

septiembre 1, 2022by Kalstein
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Las biomoléculas poliméricas como el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN) se pueden separar en el laboratorio a través de técnicas de biología molecular como la electroforesis.  La electroforesis es un método de separación que se basa en la movilidad de estas biomoléculas en una fase líquida sometida a un campo eléctrico.

Es decir, a través de la electroforesis podemos separar fragmentos de ADN y ARN en función de su tamaño, visualizarlos mediante una tinción simple, y de esta manera determinar el contenido de ácidos nucleicos de una muestra, teniendo una estimación de su concentración y grado de pureza.

¿En qué consiste la electroforesis?

 La electroforesis consiste en la migración de las moléculas de acuerdo a su carga neta cuando se someten a un campo eléctrico. Las moléculas que cuentan con una carga negativa migran hacia el polo positivo de un del sistema electroforético y las que cuentan con carga positiva migran hacia el polo negativo del sistema. La inclusión de una matriz sólida en la técnica además de la fase líquida permite que las biomoléculas no solo sean separadas por su carga, sino también por su tamaño. 

Un sistema electroforético cuenta con los siguientes componentes: un contenedor que evita la contaminación y derramamiento de las biomoléculas (cámara electroforética), dos polos que atraen a las biomoléculas, una fuente de poder generadora de campo eléctrico regulable, una matriz que ofrece un segundo punto de resolución y por último, una solución amortiguadora de pH que se encarga de mantener la integridad de las biomoléculas.

¿Qué es la electroforesis de ácidos nucleicos?

Como bien se mencionó una de las principales aplicaciones de la electroforesis es la separación de ácidos nucleicos. Su fundamento reside en que los ácidos nucleicos son polímeros de carga negativa unidos por enlaces covalentes fosfodiéster. De esta manera, el ADN y el ARN se moverán en un campo electroforético hacia el polo positivo. La matriz sólida más empleada para separar los ácidos nucleicos es la agarosa pues da una capacidad de separación adecuada para la mayoría de los ensayos de laboratorio, es también una técnica accesible debido a su bajo costo, a la diversidad de diseños de cámaras, y a que se prepara fácilmente. Aunque el uso de acrilamida como matriz sólida, en vez de agarosa, aumenta la resolución a la escala de pares de bases y se aplica en el monitoreo de los pequeños ARNs, la separación de moléculas durante la secuenciación y en la separación de moléculas de pesos moleculares similares pero diferente composición de nucleótidos en gradientes desnaturalizantes.

En el caso de la electroforesis de ARN se necesita emplear un agente desnaturalizante en la matriz debido a que al ser de cadena sencilla puede hibridarse consigo mismo modificando su tamaño molecular aparente. Comúnmente se emplea formaldehído o urea como agente desnaturalizante para romper los puentes de hidrógeno intramoleculares del ARN. Para lograr la visualización de los ácidos nucleicos en la electroforesis se utilizan compuestos químicos de estructura plana que se intercalan entre los enlaces de hidrógeno de los ácidos nucleicos, entre ellos encontramos el bromuro de etidio o SYBR green. Cuando estas moléculas se excitan con luz ultravioleta son capaces de emitir fluorescencia indicando la posición de los ácidos nucleicos, la cual está en función de su tamaño molecular.

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