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Ómicas
La Genómica estudia la organización, función y evolución de los genes contenidos en el genoma completo de un organismo. Se divide en dos ramas principales: la Genómica estructural que caracteriza y determina la estructura tridimensional de las proteínas, y la Genómica funcional que estudia las funciones de los genes, y sus cambios.
Mediante esta metodología se determina el orden o secuencia de los nucleótidos o bases nitrogenadas: adeninas (A), citosinas (C), guaninas (G) y timinas (T) a lo largo de la molécula de ADN. Con las nuevas tecnologías de Secuenciación de Nueva Generación NGS, el costo y el tiempo requerido para la secuenciación han disminuido significativamente. Existen diferentes plataformas y protocolos basados en NGS según el objetivo del proyecto de secuenciación.
Mediante esta técnica se secuencia el ADN de manera global, incluyendo además de las regiones que codifican proteínas, aquellas regiones no codificadoras (intrones, espaciadores génicos y el ADN “basura”) y los genes que regulan la expresión genética.
Secuenciación automatizada del exoma: Se secuencia el exoma, la fracción del genoma constituida por los exones, estos representan las regiones codificadoras del ADN y contienen información para la biosíntesis de proteínas. Esta secuenciación permite centrar los recursos en aquellos genes con mayores probabilidades de afectar el fenotipo.
Se usa para la secuenciación de aquellos genomas para los cuales no existe una secuencia de referencia disponible en las bases de datos. Proporciona información útil para mapear genomas de nuevas especies o para completar la secuenciación de genomas de organismos conocidos. Se puede usar para la secuenciación del genoma completo y también para hacer Shotgun sequencing de todo el genoma.
Esta técnica constituye la forma más eficiente para secuenciar un fragmento largo de ADN. El método consiste en cortar al azar la molécula de ADN en pequeños fragmentos que son secuenciados de manera individual, y posteriormente las secuencias resultantes se ensamblan mediante programas bioinformáticos. Este proceso se repite una y otra vez, hasta lograr la obtención de la secuencia completa del ADN.
La secuenciación dirigida de próxima generación le permite secuenciar áreas específicas del genoma para análisis en profundidad de manera más rápida y rentable que la secuenciación del genoma completo (WGS). La secuenciación dirigida utiliza una secuenciación profunda para detectar variantes nuevas y conocidas dentro de su región de interés. Este método generalmente requiere menos cantidad de muestra y produce una menor cantidad de datos que WGS, lo que hace que los análisis sean más manejables. Es de utilidad para el estudio de la biodiversidad de nuestro planeta, para la detección de genes relacionados con enfermedades hereditarias y para monitorear el efecto del medio ambiente en nuestro genoma, entre otras.
Es un tipo de secuenciación dirigida de secuencias específicas basada en la técnica de PCR, que permite generar de forma rápida y masiva, millones de fragmentos de ADN denominados amplicones y secuenciarlos y se utiliza para la detección de variantes genética en regiones específicas del genoma. Constituye una técnica particularmente útil para la detección de mutaciones en genes de interés para el mejoramiento agrícola y para el estudio de polimorfismos de un solo nucleótido SNP.
Las técnicas de captura de conformación cromosómica son un conjunto de métodos de biología molecular utilizados para analizar la organización espacial de la cromatina en una célula. Estos métodos cuantifican el número de interacciones entre los loci genómicos que están cerca en el espacio 3-D, pero que pueden estar separados por muchos nucleótidos en el genoma lineal. La secuenciación de Hi-C es una técnica que permite analizar la organización espacial del genoma: mapeando el plegamiento cromosómico y los dominios topológicos asociados, cuantificando el número de interacciones entre genes distantes en el genoma lineal, etc.
La secuenciación del genoma completo de paso bajo (WGS) proporciona una solución precisa y rentable para medir la variación genética en todo el genoma. Con esta tecnología es posible ajustar la cobertura del genoma que se desea secuenciar a partir de una cantidad mínima de ADN, y permite secuenciar paralelamente un gran número de muestras reduciendo el número de repeticiones técnicas. Las secuencias resultantes se pueden usar para descubrir mutaciones (alteraciones en la estructura de los genes), tanto a nivel de muestra como a nivel de población.
Existen linfocitos T y B, y cada uno expresa un tipo particular de receptor que reconoce un antígeno de forma específica. Los linfocitos T pueden generar un enorme repertorio de receptores en su superficie llamados Receptores de Células T (TCR), que permiten el reconocimiento de una gama infinita de antígenos extraños y brindan protección contra muchos patógenos diferentes. Los TCR son específicos de células y constituyen biomarcadores para monitorear la respuesta inmune. La secuenciación del TCR de miles de células en paralelo constituye un poderoso instrumento para el diagnóstico clínico, tratamiento y el desarrollo de anticuerpos o vacunas.
El Polimorfismo genético determina la variabilidad genética en eucariontes y se presenta cuando las diferentes alternativas (o alelos) de un mismo gen se encuentran en una frecuencia mayor del 1% dentro de la población. El SNP es el más común y consiste en el cambio de un sólo nucleótido en la secuencia del ADN. Su identificación en el genoma y su utilización como marcador tienen una gran relevancia en áreas tan diversas como la medicina clínica, mejora de cultivos, etc.
Los microsatélites son regiones de repeticiones consecutivas de uno o seis nucleótidos que se encuentran dispersos al azar por todo el genoma. Constituyen marcadores moleculares altamente polimórficos que se diseñan para la identificación de cultivares y el mapeo del genoma.
La transcriptómica estudia los transcritos o RNAm (ARN mensajeros), y evalúa las variaciones que se producen en la tasa de expresión de los genes, ante diferentes condiciones ambientales. Dichas variaciones pueden estar relacionadas con la etapa de desarrollo o la condición fisiológica del organismo.
Es una técnica celular basada en la detección y análisis cuantitativo de moléculas de RNAm y cuyo objetivo es comprobar los patrones de expresión de los genes. Se realiza generalmente en muestras que comprenden muchas células, y que pueden variar en su composición molecular. Técnica muy útil para estudiar las respuestas celulares.
De forma masiva, nos proporciona un perfil transcripcional o contenido de mRNAs de cada célula, y consecuentemente qué genes se expresan, en qué cantidades y cómo se diferencian de otras miles de células dentro de una muestra heterogénea.
El Epigenoma está formado por compuestos químicos y proteínas (denominados etiquetas químicas) procedentes de fuentes naturales o artificiales, que pueden unirse al ADN y provocar la activación o desactivación de algunos genes. No producen cambios en la información genética pero pueden producir cambios en el fenotipo. Cuando se unen al ADN se dice que han «marcado» el genoma y pueden pasar de una célula a otra a medida que las células se dividen y también de una generación a la siguiente.
La epigenómica tiene como objetivo identificar las etiquetas químicas y su localización en el organismo, para evaluar las respuestas del epigenoma ante variaciones medioambientales, u otros factores que pueden afectar a la expresión genética.
Análisis cualitativo y cuantitativo para la detección de metilación del ADN, basado en la conversión del ADN genómico mediante el uso de bisulfito de sodio. Este tratamiento convierte un fenómeno epigenético, es decir que no afecta la información genética, en una diferencia genética que puede evaluarse mediante diferentes técnicas.
La secuenciación de ChIP es un método para identificar los lugares de unión al ADN de los factores de transcripción y las proteínas, que nos permite realizar un examen completo de las interacciones entre proteínas y ácidos nucleicos a escala de todo el genoma, y así poder estudiar los procesos de regulación genética y los patrones epigenéticos.
Dicha técnica realiza un análisis rápido y sensible para mapear las regiones de eucromatina o cromatina abierta en todo el genoma, a partir de la utilización de la enzima transposasa Tn5 hiperactiva, que inserta un transposón en éstas regiones etiquetándolas o marcándolas para su posterior amplificación y secuenciación.
La Metagenómica secuencia el genoma de todos los microorganismos presentes en muestras ambientales: agua, suelo, material biológico, tracto gastrointestinal, piel, etc. El Metagenoma obtenido, o conjunto de los genomas de los microorganismos existentes se compara con secuencias de referencia para su identificación para conocer la diversidad genética de una muestra.
Conjunto de técnicas para la identificación simultánea de múltiples especies a partir de muestras medioambientales: suelo, agua, etc. mediante el uso de marcadores moleculares. Su principal ventaja, evita el aislamiento de cada uno de los miles de individuos que pueden estar presentes en una muestra, para su posterior identificación.
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