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OBJETIVOS
Después de estudiar este capítulo, el lector debería:
Distinguir los procedimientos y métodos básicos que se utilizan en la tecnología del DNA recombinante y la ingeniería genética.
Justificar la lógica detrás de los métodos utilizados para sintetizar, analizar y secuenciar el DNA y el RNA.
Ser capaz de describir cómo identificar y cuantificar proteínas individuales, así como proteínas unidas a secuencias específicas de DNA o RNA genómico.
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IMPORTANCIA BIOMÉDICA
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El desarrollo de técnicas de DNA (deoxyribonucleic acid) recombinante, micromatrices de DNA de alta densidad, detección de alto rendimiento, secuenciación de DNA y RNA (ribonucleic acid) a escala genómica de bajo costo, identificación y secuenciación de proteínas basadas en la espectrometría de masas de alta sensibilidad y otras metodologías genéticas moleculares revolucionaron la biología (véase el Glosario, en este mismo capítulo). En conjunto, estas poderosas nuevas tecnologías tienen un impacto cada vez mayor en la medicina clínica. Aunque se ha aprendido mucho sobre las enfermedades genéticas humanas a partir del análisis genealógico y el estudio de las proteínas mutadas afectadas, en una gran cantidad de casos en los que se desconocía el defecto genético específico, estos enfoques no se pudieron utilizar. Por fortuna, las nuevas tecnologías eluden estas limitaciones ya que van de forma directa al DNA, RNA y moléculas de proteínas celulares para obtener dicha información. La manipulación de una secuencia de DNA y la construcción de moléculas quiméricas (la llamada ingeniería genética) proporcionan un medio para estudiar cómo un segmento específico de DNA controla la función celular. Las nuevas herramientas genéticas bioquímicas y moleculares permiten a los investigadores consultar y manipular secuencias genómicas, así como examinar el complemento completo del RNA celular, proteína y estado de proteína de modificación postraduccional (PTM, post-translational modification) a nivel molecular en pequeñas muestras de tejido e incluso células individuales.
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Comprender la tecnología de la genética molecular es importante por varias razones. 1) Ofrece un enfoque racional para percatarse de la base molecular de la enfermedad. Por ejemplo, hipercolesterolemia familiar, enfermedad de células falciformes, talasemias, fibrosis quística, distrofia muscular, al igual que patologías multifactoriales más complejas como enfermedades vasculares y cardiacas, enfermedad de Alzheimer, cáncer, obesidad y diabetes. 2) Las proteínas humanas se pueden producir en abundancia para los tratamientos (p. ej., insulina, hormona del crecimiento, activador tisular del plasminógeno). 3) Las proteínas o los ácidos nucleicos para la preparación de vacunas (p. ej., hepatitis B, COVID-19) y para pruebas de diagnóstico (p. ej., pruebas de Ébola y síndrome de inmunodeficiencia adquirida (sida) es factible obtenerlos con facilidad. 4) Esta tecnología se utiliza tanto para diagnosticar enfermedades existentes como para predecir el riesgo de desarrollar una enfermedad determinada y las respuestas individuales al tratamiento farmacológico; la denominada medicina personalizada. 5) Las técnicas especiales han llevado a avances notables en la medicina forense, que han hecho posible el análisis de diagnóstico molecular del DNA de células individuales. ...