En biología molecular , un amplicón es un fragmento de ADN o ARN que es la fuente y/o el producto de eventos de amplificación o replicación . Puede formarse artificialmente, utilizando varios métodos, incluidas las reacciones en cadena de la polimerasa (PCR) o las reacciones en cadena de la ligasa (LCR), o de forma natural a través de la duplicación de genes . En este contexto, la amplificación se refiere a la producción de una o más copias de un fragmento genético o secuencia diana, específicamente el amplicón. Como se refiere al producto de una reacción de amplificación, amplicón se utiliza indistintamente con términos de laboratorio comunes, como "producto de PCR".
La amplificación artificial se utiliza en investigación , [1] ciencia forense , [2] y medicina [1] para fines que incluyen la detección y cuantificación de agentes infecciosos , [3] identificación de restos humanos, [4] y extracción de genotipos del cabello humano. [2]
La duplicación natural de genes desempeña un papel importante en la evolución . También está implicada en varias formas de cáncer humano, incluido el linfoma primario de células B del mediastino y el linfoma de Hodgkin . [5] En este contexto, el término amplicón puede referirse tanto a una sección de ADN cromosómico que se ha extirpado, amplificado y reinsertado en otra parte del genoma , como a un fragmento de ADN extracromosómico conocido como doble minuto , cada uno de los cuales puede estar compuesto por uno o más genes . La amplificación de los genes codificados por estos amplicones generalmente aumenta la transcripción de esos genes y, en última instancia, el volumen de proteínas asociadas . [6]
Los amplicones en general son secuencias genéticas de repetición directa (cabeza a cola) o de repetición invertida (cabeza a cabeza o cola a cola) y pueden tener una estructura lineal o circular. [7] Los amplicones circulares consisten en duplicaciones invertidas imperfectas recocidas en un círculo [8] y se cree que surgen de amplicones lineales precursores. [9]
Durante la amplificación artificial, la longitud del amplicón está determinada por los objetivos experimentales. [10]
El análisis de amplicones ha sido posible gracias al desarrollo de métodos de amplificación como la PCR , y a tecnologías cada vez más económicas y de mayor rendimiento para la secuenciación de ADN o la secuenciación de próxima generación , como la secuenciación de semiconductores iónicos , conocida popularmente como la marca del desarrollador, Ion Torrent. [11]
Las tecnologías de secuenciación de ADN, como la secuenciación de próxima generación, han hecho posible el estudio de amplicones en la biología y la genética del genoma , incluida la investigación genética del cáncer , [12] la investigación filogenética y la genética humana . [13] Por ejemplo, utilizando el gen 16S rRNA , que forma parte de cada genoma bacteriano y arqueológico y está altamente conservado, las bacterias pueden clasificarse taxonómicamente mediante la comparación de la secuencia del amplicón con secuencias conocidas. Esto funciona de manera similar en el dominio fúngico con el gen 18S rRNA, así como con la región no codificante ITS1 . [14]
Independientemente del enfoque utilizado para amplificar los amplicones, se debe utilizar alguna técnica para cuantificar el producto amplificado. [15] Generalmente, estas técnicas incorporan un paso de captura y un paso de detección, aunque la forma en que se incorporan estos pasos depende del ensayo individual .
Los ejemplos incluyen el ensayo de monitorización del VIH-1 de Amplicor ( RT-PCR ), que tiene la capacidad de reconocer el VIH en el plasma ; el QT del VIH-1 ( NASBA ), que se utiliza para medir la carga viral plasmática amplificando un segmento del ARN del VIH; y la amplificación mediada por transcripción , que emplea un ensayo de protección de hibridación para distinguir las infecciones por Chlamydia trachomatis . [15] En cada enfoque están involucrados varios pasos de detección y captura para evaluar el producto de amplificación, o amplicón. Con la secuenciación de amplicones, se concatenan y secuencian el gran número de amplicones diferentes resultantes de la amplificación de una muestra habitual. Después de que se realiza la clasificación de control de calidad mediante diferentes métodos, los recuentos de taxones idénticos representan su abundancia relativa en la muestra.
La PCR se puede utilizar para determinar el sexo a partir de una muestra de ADN humano. [16] Los loci de inserción del elemento Alu se seleccionan, se amplifican y se evalúan en términos de tamaño del fragmento. El ensayo de sexo utiliza AluSTXa para el cromosoma X , AluSTYa para el cromosoma Y , o tanto AluSTXa como AluSTYa, para reducir la posibilidad de error a una cantidad insignificante. El cromosoma insertado produce un fragmento grande cuando se amplifica la región homóloga . Los machos se distinguen por tener dos amplicones de ADN presentes, mientras que las hembras solo tienen un único amplicón. El kit adaptado para llevar a cabo el método incluye un par de cebadores para amplificar el locus y, opcionalmente, reactivos de reacción en cadena de la polimerasa. [17]
La LCR se puede utilizar para diagnosticar la tuberculosis . [18] La secuencia que contiene el antígeno proteico B es el objetivo de cuatro cebadores oligonucleótidos : dos para la cadena sentido y dos para la cadena antisentido . Los cebadores se unen adyacentes entre sí, formando un segmento de ADN bicatenario que, una vez separado, puede servir como objetivo para futuras rondas de replicación. En este caso, el producto se puede detectar a través del inmunoensayo enzimático de micropartículas (MEIA) .
{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactivo a partir de julio de 2024 ( enlace )"¿Qué es un amplicón? Vea ejemplos de las diferentes aplicaciones". Vídeo de YouTube . 13 de noviembre de 2013.