El genotipado es el proceso de determinar diferencias en la composición genética ( genotipo ) de un individuo examinando la secuencia de ADN del individuo mediante ensayos biológicos y comparándola con la secuencia de otro individuo o una secuencia de referencia. Revela los alelos que un individuo ha heredado de sus padres. [1] Tradicionalmente, el genotipado es el uso de secuencias de ADN para definir poblaciones biológicas mediante el uso de herramientas moleculares. No suele implicar definir los genes de un individuo.
Los métodos actuales de genotipado incluyen la identificación del polimorfismo de la longitud de los fragmentos de restricción (RFLPI) del ADN genómico, la detección polimórfica amplificada aleatoria (RAPD) del ADN genómico, la detección del polimorfismo de la longitud de los fragmentos amplificados (AFLPD), la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), la secuenciación del ADN y los oligonucleótidos específicos de alelo. (ASO) e hibridación con micromatrices o perlas de ADN. El genotipado es importante en la investigación de genes y variantes genéticas asociadas con enfermedades. Debido a las limitaciones tecnológicas actuales, casi todos los genotipados son parciales. Es decir, solo se determina una pequeña fracción del genotipo de un individuo, como con (epi)GBS ( Genotyping by sequencing ) o RADseq . Nuevas [2] tecnologías de secuenciación masiva prometen proporcionar genotipado del genoma completo (o secuenciación del genoma completo ) en el futuro.
El genotipado se aplica a una amplia gama de individuos, incluidos los microorganismos. Por ejemplo, se pueden genotipificar virus y bacterias . En este contexto, el genotipado puede ayudar a controlar la propagación de patógenos, al rastrear el origen de los brotes. Esta área a menudo se denomina epidemiología molecular o microbiología forense .
Los humanos también pueden ser genotipados. Por ejemplo, cuando se prueba la paternidad o la maternidad, los científicos normalmente solo necesitan examinar 10 o 20 regiones genómicas (como el polimorfismo de un solo nucleótido (SNP)), que representan una pequeña fracción del genoma humano .
Al genotipar organismos transgénicos , una sola región genómica puede ser todo lo que se necesita examinar para determinar el genotipo. Un único ensayo de PCR suele ser suficiente para genotipar un ratón transgénico ; El ratón es el modelo mamífero elegido para gran parte de la investigación médica actual.
Las preocupaciones éticas de genotipar humanos han sido un tema de discusión. El auge de las tecnologías de genotipado permitirá detectar enfermedades genéticas y predisposiciones a padecer enfermedades genéticas en grandes poblaciones de personas . [3] Los beneficios del genotipado de toda la población han sido cuestionados por preocupaciones éticas sobre el consentimiento y el beneficio general de la detección a gran escala. [3] El genotipado identifica mutaciones que aumentan la susceptibilidad de una persona a desarrollar una enfermedad, pero el desarrollo de la enfermedad no está garantizado en la mayoría de los casos, lo que puede causar daño psicológico. [4] La discriminación puede surgir de varios marcadores genéticos identificados mediante genotipado, como ventajas o desventajas atléticas en deportes profesionales o riesgo de desarrollo de enfermedades en el futuro. [5] [4] Gran parte de las preocupaciones éticas que rodean el genotipado surgen de la disponibilidad de información, como quién puede acceder al genotipo de un individuo en diversos contextos. [4]
El genotipado se utiliza en el campo médico para identificar y controlar la propagación de la tuberculosis (TB). Originalmente, el genotipado sólo se utilizaba para confirmar brotes de tuberculosis; pero con la evolución de la tecnología de genotipado ahora es capaz de hacer mucho más. Los avances en la tecnología de genotipado llevaron a la comprensión de que muchos casos de tuberculosis, incluidos los de personas infectadas que vivían en el mismo hogar, en realidad no estaban relacionados. [6] Esto provocó la formación del genotipado universal en un intento de comprender la dinámica de transmisión. El genotipado universal reveló dinámicas de transmisión complejas basadas en factores como factores socioepidemiológicos. Esto llevó al uso de reacciones en cadena de la polimerasa (PCR), que permitieron una detección más rápida de la tuberculosis. Este método de detección rápida se utiliza para prevenir la tuberculosis. [6] La adición de la secuenciación del genoma completo (WGS) permitió la identificación de cepas de tuberculosis que luego podrían colocarse en un mapa de grupos cronológico. Estos mapas de conglomerados muestran el origen de los casos y el momento en que surgieron. Esto proporciona una imagen mucho más clara de la dinámica de la transmisión y permite un mejor control y prevención de la transmisión. Todas estas diferentes formas de genotipado se utilizan juntas para detectar la tuberculosis, prevenir su propagación y rastrear el origen de las infecciones. Esto ha ayudado a reducir el número de casos de tuberculosis. [6]
En la agricultura se utilizan muchos tipos de genotipado . Un tipo que se utiliza es el genotipado mediante secuenciación porque ayuda a la agricultura con el mejoramiento de cultivos. Para ello, se utilizan polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) como marcadores y se utiliza la secuenciación de ARN para observar la expresión genética en los cultivos. [7] El conocimiento obtenido de este tipo de genotipado permite el cultivo selectivo de cultivos en formas que benefician a la agricultura. En el caso de la alfalfa, la pared celular se mejoró mediante la cría selectiva que fue posible gracias a este tipo de genotipado. [7] Estas técnicas también han dado lugar al descubrimiento de genes que proporcionan resistencia a las enfermedades. Se descubrió en el trigo un gen llamado Yr15, que protege contra una enfermedad llamada roya amarilla del trigo. El mejoramiento selectivo del gen Yr15 evitó la roya amarilla del trigo, beneficiando a la agricultura. [7]