La genotipificación es el proceso de determinar las 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, la genotipificación es el uso de secuencias de ADN para definir poblaciones biológicas mediante el uso de herramientas moleculares. Por lo general, no implica definir los genes de un individuo.
Los métodos actuales de genotipado incluyen la identificación de polimorfismos de longitud de fragmentos de restricción (RFLPI) del ADN genómico, la detección polimórfica amplificada aleatoria (RAPD) del ADN genómico, la detección de polimorfismos de longitud de fragmentos amplificados (AFLPD), la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), la secuenciación de ADN , las sondas de oligonucleótidos específicos de alelos (ASO) y la hibridación con microarreglos 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 todo el genotipado es parcial. Es decir, solo se determina una pequeña fracción del genotipo de un individuo, como con (epi)GBS ( Genotipado por secuenciación ) o RADseq . Las nuevas [2] tecnologías de secuenciación masiva prometen proporcionar genotipado de genoma completo (o secuenciación de genoma completo ) en el futuro.
La genotipificación se aplica a una amplia gama de individuos, incluidos los microorganismos. Por ejemplo, se pueden genotipificar virus y bacterias . La genotipificación en este contexto puede ayudar a controlar la propagación de patógenos al rastrear el origen de los brotes. Esta área se conoce a menudo como epidemiología molecular o microbiología forense .
También es posible genotipificar a los seres humanos. Por ejemplo, cuando se prueba la paternidad o la maternidad, los científicos normalmente solo necesitan examinar 10 o 20 regiones genómicas (como los polimorfismos de un solo nucleótido [SNP]), que representan una fracción minúscula del genoma humano .
Al genotipar organismos transgénicos , puede que sólo sea necesario examinar una única región genómica para determinar el genotipo. Normalmente, un único ensayo de PCR es suficiente para genotipar un ratón transgénico ; el ratón es el modelo mamífero de elección para gran parte de la investigación médica actual.
Las preocupaciones éticas de la genotipificación de los seres humanos han sido un tema de debate. El auge de las tecnologías de genotipificación permitirá examinar a grandes poblaciones de personas para detectar enfermedades genéticas y predisposiciones a la enfermedad. [3] Los beneficios de la genotipificación de toda la población han sido cuestionados por las preocupaciones éticas sobre el consentimiento y el beneficio general de la detección de amplio espectro. [3] La genotipificación 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 por la genotipificación, como las ventajas o desventajas atléticas en los deportes profesionales o el riesgo de desarrollar enfermedades más adelante en la vida. [5] [4] Gran parte de las preocupaciones éticas en torno a la genotipificación surgen de la disponibilidad de información, como en el caso de quién puede acceder al genotipo de un individuo en varios contextos. [4]
La genotipificación se utiliza en el campo médico para identificar y controlar la propagación de la tuberculosis (TB). Originalmente, la genotipificación solo se utilizaba para confirmar brotes de tuberculosis; pero con la evolución de la tecnología de genotipificación ahora se puede hacer mucho más. Los avances en la tecnología de genotipificación llevaron a la comprensión de que muchos casos de tuberculosis, incluidos los de individuos infectados que vivían en el mismo hogar, en realidad no estaban relacionados. [6] Esto provocó la formación de la genotipificación universal en un intento de comprender la dinámica de transmisión. La genotipificación universal reveló dinámicas de transmisión complejas basadas en cosas 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 TB. [6] La adición de la secuenciación del genoma completo (WGS) permitió la identificación de cepas de TB que luego se podían colocar en un mapa de agrupaciones cronológicas. Estos mapas de agrupaciones muestran el origen de los casos y el momento en el que surgieron esos casos. Esto proporciona una imagen mucho más clara de la dinámica de transmisión y permite un mejor control y prevención de la transmisión. Todas estas diferentes formas de genotipificación se utilizan en conjunto para detectar la tuberculosis, prevenir su propagación y rastrear el origen de las infecciones, lo que ha ayudado a reducir el número de casos de tuberculosis. [6]
En la agricultura se utilizan muchos tipos de genotipado . Uno de ellos es el genotipado por secuenciación, ya que ayuda a la agricultura en 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 génica en los cultivos. [7] El conocimiento obtenido con este tipo de genotipado permite el mejoramiento selectivo de cultivos de maneras que benefician a la agricultura. En el caso de la alfalfa, la pared celular se mejoró mediante el mejoramiento selectivo 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 un gen llamado Yr15 en el trigo, que protege contra una enfermedad llamada roya amarilla del trigo. El mejoramiento selectivo del gen Yr15 evitó la roya amarilla del trigo, lo que benefició a la agricultura. [7]