Desnaturalización y Renaturalización del ADN: Mecanismos y Aplicaciones Biotecnológicas
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Desnaturalización y Renaturalización del ADN
El incremento de la temperatura, la variación del pH o la alteración de las condiciones iónicas del medio rompen los puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas, provocando la separación de las dos cadenas del ADN sin que se vean afectados los enlaces covalentes fosfodiéster de los esqueletos de poli(desoxirribosa-fosfato).
El proceso de fusión y el efecto hipercrómico
La desnaturalización del ADN provocada por el incremento de la temperatura se denomina fusión. Cuando la temperatura alcanza el punto de fusión del ADN, la agitación térmica es capaz de separar las dos hebras:
- Punto de fusión: Es la temperatura a la que se encuentran desnaturalizadas la mitad de las moléculas de ADN.
- Efecto hipercrómico: Las bases nitrogenadas absorben la radiación; al separarse las cadenas, estas quedan más expuestas, produciéndose un aumento en la absorción de dicha radiación.
La temperatura de fusión depende de la composición en bases del ADN, puesto que las moléculas ricas en parejas G-C poseen un valor más elevado.
Renaturalización e Hibridación
La desnaturalización del ADN es un proceso reversible. Cuando el ADN se calienta ligeramente por encima de su punto de fusión y posteriormente se enfría, puede recuperar su forma inicial de doble hélice, proceso conocido como renaturalización. La condición indispensable para que dos cadenas recuperen la estructura de doble hélice es que sean complementarias.
Aplicaciones en biotecnología
La reversibilidad de la desnaturalización ha dado lugar a la hibridación, técnica fundamental en la tecnología del ADN recombinante:
- Estudios de parentesco: La hibridación de hélices bicatenarias no naturales de ADN y ARN permite reconocer el grado de relación genética entre especies. Por ejemplo, al hibridar ADN de ratón y de ser humano, se forman híbridos en un porcentaje aproximado del 25%, lo que indica una similitud genética parcial.
- Sondas de ADN: Se utilizan fragmentos de ADN monocatenarios para la detección de secuencias complementarias.
- Identificación genética: Estas técnicas permiten la identificación de individuos a partir de muestras biológicas mínimas (como un cabello) o la predicción de ciertas enfermedades.