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¿Qué es la PCR?

PCR: cómo copiamos el ADN

 

La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es una manera eficaz y eficiente de copiar o “amplificar” pequeños segmentos de ADN o de ARN

Utilizando la PCR, se hacen millones de copias de una sección de ADN en tan solo unas horas, obteniendo suficiente ADN necesario para análisis. Este método innovador pero sencillo permite a los clínicos diagnosticar y supervisar las enfermedades utilizando una cantidad mínima de muestra, como sangre o tejido.

 

¿Qué es la PCR?

La preparación de la muestra por medio de la PCR se realiza in vitro, o fuera del cuerpo en un laboratorio, y se basa en el proceso natural de replicación del ADN. En su forma más sencilla, la reacción se produce cuando se añade una muestra de ADN y ADN-polimerasa, nucleótidos, cebadores y otros reactivos (compuestos químicos sintéticos) a un tubo de muestra. Los reactivos facilitan la reacción necesaria para copiar el código del ADN.

Además de detectar las enfermedades en una muestra, la PCR permite supervisar la cantidad de virus presente, o carga viral, en el organismo de una persona. En enfermedades como la hepatitis C o las infecciones por el virus de inmunodeficiencia humana (VIH), la carga viral es una buena indicación de lo enferma que puede estar una persona o lo bien que está funcionando el medicamento o tratamiento de una persona. Contando con esta información, los médicos pueden determinar cuándo iniciar el tratamiento y la respuesta de la persona al tratamiento, creando un tratamiento personalizado para cada persona.

Existen tres pasos claros en cada ciclo de PCR y cada ciclo duplica aproximadamente la cantidad de ADN diana. Se trata de una reacción exponencial, de modo que se generan más de mil millones de copias del ADN original o “diana” en de 30 a 40 ciclos de PCR.

 

Preparación de la muestra

Antes de iniciar la PCR, se debe aislar el ADN de una muestra. La extracción de ADN es un proceso de múltiples pasos que puede realizarse manualmente o con un instrumento como el instrumento COBAS® AmpliPrep, el primer instrumento en preparar muestras de forma automática, sin la intervención humana. Después de la preparación de la muestra, se inicia el proceso de PCR de tres pasos.

 

1. Separación del ADN diana: desnaturalización 

Durante el primer paso de la PCR, llamado desnaturalización, el tubo que contiene la muestra de ADN se calienta a más de 90 grados Celsius (194 grados Fahrenheit), lo que separa el ADN bicatenario en dos cadenas separadas. La temperatura elevada rompe las uniones relativamente débiles entre los nucleótidos que componen el código del ADN.

 

2. Fijación de cebadores a la secuencia de ADN: hibridación

La PCR no copia todo el ADN en la muestra. Copia solo una secuencia muy específica de código genético, a la que se dirigen los cebadores de la PCR. Por ejemplo, la Chlamydia tiene un patrón singular de nucleótidos específico de la bacteria. La PCR copiará solo las secuencias de ADN específicas que están presentes en la Chlamydia y ausentes en las otras especies de bacterias. Para hacer esto, la PCR utiliza cebadores, oligonucleótidos sintéticos (trozos cortos de ADN sintético) que se unen, o hibridan, solo a secuencias en cualquier lado de la región de ADN diana. Se utilizan dos cebadores en el paso dos: uno por cada cadena de ADN individual recién separada. Los cebadores se unen al comienzo de la secuencia que copiarán, delimitando la secuencia para el paso tres. Durante el paso dos, el tubo se enfría y la fijación del cebador se produce entre 40 y 60 grados Celsius (104 y 140 grados Fahrenheit). El paso dos genera dos cadenas de ADN separadas, con las secuencias delimitadas por los cebadores. Las dos cadenas están listas para ser copiadas.

 

3. Realización de una copia: extensión

En la tercera fase de la reacción, llamada extensión, se aumenta la temperatura a aproximadamente 72 grados Celsius (161,5 grados Fahrenheit). Comenzando en las regiones marcadas por los cebadores, los nucleótidos en la solución se añaden a los cebadores hibridizados por la ADN-polimerasa para crear una nueva cadena de ADN complementario de cada una de las cadenas plantilla individuales. Después de completar la extensión, se han creado dos copias idénticas del ADN original.

Tras hacer dos copias del ADN por medio de la PCR, el ciclo comienza de nuevo, esta vez utilizando el nuevo ADN duplicado. Cada duplicado crea dos nuevas copias y después de aproximadamente 30 o 40 ciclos de PCR, se han creado más de mil millones de copias del segmento de ADN original. Debido a que el proceso de la PCR es automático, puede completarse en tan solo unas horas. En un entorno de atención sanitaria, la PCR elabora suficientes copias del ADN diana a partir de la muestra clínica como para permitir el análisis; los resultados de estas pruebas de diagnóstico y control proporcionan a los clínicos y otros proveedores de atención sanitaria información para orientar el tratamiento.