La variabilitat com a font d'informació
El genoma permet conèixer qui és cadascun; permet posar nom i cognom als vius. La identificació es pot realitzar a diferents escales. Tornant a l'escala més petita, podem descendir fins al nivell individual. Els que treballen en aquesta escala són capaces de detectar la diferència entre dues persones i, per exemple, saber qui ha estat l'assassí d'un assassinat, com en les recerques forenses que ara estan tan de moda en la televisió.
A vegades treballen a una escala major i realitzen identificacions més generals. Per exemple, en la indústria alimentària s'ha publicat en més d'una ocasió la defraudació d'aquesta mena d'establiments i la no comercialització del producte.
Aquests fraus es produeixen sobretot en els aliments que venen processaments: carn picada, peix o paté en llaunes de conserva, formatges... En aquests casos no és possible saber a simple vista de quin animal provenen d'aquests aliments, ja que han perdut totes les característiques visibles que els caracteritzen abans d'arribar al comprador. L'anàlisi de l'ADN d'aquest producte permet determinar l'espècie a la qual pertany un determinat producte.
La comparació és la clau
L'ús que se li dóna, l'anàlisi de l'escala que volen estudiar, i per a això utilitzen la tècnica que utilitzen, els científics es basen en una cosa quan analitzen la variació de l'ADN: la comparació.
Sempre parteixen d'una mostra; en una recerca forense pot ser un pèl i en una recerca de seguretat alimentària, un tros de paté d'una llauna de conserva. Per a arribar a conclusions d'aquestes mostres, han de comparar-les amb una mica de referència.
Per a esbrinar a qui pertany el pèl oposat en el lloc d'un assassinat, que és el que li permet atribuir a aquesta persona concreta la seva presència en el lloc de l'assassinat, el compara amb l'ADN dels sospitosos. De la mateixa manera, per a saber de quin animal és el paté en conserva, agafen un tros de carn d'aquesta llauna i la compara amb totes les espècies possibles.
Sí, però què comparen? El genoma humà, per exemple, té 3.000 milions de nucleòtids. No seria viable la comparació completa de genomes. En lloc de fer-ho, els científics acorden en quina part del genoma han de buscar cada cosa que volen conèixer. Les parts que triïn inclouen la variabilitat que s'està buscant, la qual cosa limita considerablement el treball a realitzar.
Per a analitzar qualsevol part de l'ADN, primer han de fer visible aquesta part. De fet, per a poder detectar les eines i tècniques que utilitzen en l'actualitat, l'ADN ha d'estar present en quantitats molt elevades, requerint milions de còpies d'ADN.
Per això, el primer pas és ampliar la part a analitzar. Aquesta proliferació és coneguda com a amplificació, i per a això utilitzen tècniques, reaccions en cadena de la polimerasa o PCR. El PCR permet obtenir milions de còpies d'un fragment d'ADN. Atès que els científics han consensuat quines regions han de ser estudiades des del genoma per a conèixer l'una o l'altra informació, només aquestes són les que es multipliquen.
A la recerca de la individualitat
Quan l'objectiu és separar a un individu de la resta d'individus de la seva espècie, és a dir, quan volen realitzar una identificació individual, els científics han de recórrer a característiques que fan irrepetible a un mateix. A primera vista no sembla una tasca molt senzilla, ja que els individus d'una determinada espècie comparteixen gran part del genoma; en l'espècie humana, per exemple, el 99,9% del genoma és igual en tots els éssers humans.
Encara que el percentatge restant és baix, el nombre de nucleòtids no és, en absolut, menyspreable. Tenint en compte que el genoma humà té 3.000 milions de nucleòtids, la diferència entre un home i un altre pot estar en tres milions nucleòtids.
A més, no tot el genoma presenta la mateixa taxa de variabilitat, algunes regions són més variables que unes altres. Convé mirar en aquests casos als quals són molt variables, ja que hi haurà més possibilitats de trobar diferències en aquestes regions.
Per exemple, les petites seqüències de 2-4 nucleòtids apareixen repetides diverses vegades seguides i el nombre de còpies és molt variable d'un individu a un altre. Es denominen microsatelites aquelles parts del genoma que tenen una petita seqüència repetida.
És normal que en una població apareguin entre 6 i 8 al·lels o versions d'una microsatèl·lit determinada. L'estudi de diversos microsatèl·lits permet determinar el sospitós del pèl oposat en el lloc d'un assassinat. En definitiva, en tractar-se de regions tan canviants, existeixen molt poques possibilitats que la microsatèl·lit de l'ADN present en el cabell sigui la mateixa que la de l'ADN d'una persona que no és la propietària del pèl.
L'estudi es basa en una altra característica comuna a les microsatèl·lits: l'estabilitat del genoma en tots dos extrems. Per tant, això és molt útil per a realitzar el PCR abans esmentat. Posant com primer o 'iniciador' una part que s'associï a aquesta seqüència estable, aconsegueixen que la part amplificada sigui només microsatèl·lit.
Després, una vegada amplificada la part del genoma que els interessa, arriba el moment de la comparació. Per a això utilitzen la tècnica anomenada electroforesi. Tots els microsatèl·lits que estudien es mouen en un gel porós (el pilós i els sospitosos). El gel porós dificulta el moviment del tros d'ADN: com més llarg sigui una microsatèl·lit, menys recorregut farà a l'aula. Així mateix, la seva major longitud implica que en més ocasions apareix repetida la seqüència de 2-4 nucleòtids. Així descobreixen la grandària de cada microsatèl·lit. Per a esbrinar qui és l'assassí, les microsatèl·lits de les quals se sospiten tenen la mateixa grandària que les microsatèl·lits tretes del pèl.
La més recent per a la identificació individual
El mètode més utilitzat per a la identificació individual és el de les microsatèl·lits. En els últims temps, no obstant això, els científics es mostren cada vegada més propensos a abandonar les microsatèl·lits per a utilitzar el denominat polimorfisme mononucleòtid o SNP. Té molts avantatges respecte a les microsatèl·lits.
Les diferències en un nucleòtid són molt més abundants en el genoma que les microsatèl·lits. En el cas de l'ésser humà, per exemple, existeix un SNP cada tres-cents nucleòtids.
A més es poden detectar molts SNPs simultàniament. En el cas de les microsatèl·lits, la temperatura d'elaboració del PCR i altres condicions han de ser molt precises per a detectar cada microsatèl·lit.
Existeixen diversos mètodes per a trobar SNPs, però tots ells tenen el mateix objectiu: determinar quin nucleòtid hi ha en un punt concret. Un, per exemple, es basa en la hibridació.
En el cas de la hibridació utilitzen sondes específiques. Les sondes són seqüències que s'associen al SNP buscat i als nucleòtids adjacents. Normalment, en els llocs en els quals apareixen els SNPs sol haver-hi la possibilitat que només apareguin dos nucleòtids (de fet, hauria d'existir la possibilitat que apareguin quatre nucleòtids, però per alguna raó només dues).
Per tant, una vegada amplificada la regió a estudiar, s'introdueixen dues sondes per a veure què s'associa a la part d'ADN objecte d'estudi. Les sondes es marquen d'alguna manera per a poder separar-les. Per exemple, si els marquen amb fluorescència, posen diferents colors a les sondes, i així saben en color quin de les dues sondes s'ha unit a la mostra i, per tant, quin nucleòtid és el contingut en aquest SNP.
Diferenciació d'espècies
La identificació a nivell individual no sempre és útil. Quan l'objectiu és garantir que el contingut d'una llauna de pates és d'aquesta espècie, de res serveix la variabilitat que hi ha d'un individu a un altre.
En aquests casos s'analitzen altres regions del genoma. Aquestes regions han de ser prou variables per a ser diferents d'una espècie a una altra, però han de ser estables per a ser iguals en tots els individus dins d'una mateixa espècie.
El genoma d'aquestes característiques no és buscat pels científics en el nucli cel·lular, sinó en els mitocondris cel·lulars. I és que els mitocondris tenen el seu propi ADN. La velocitat de variació d'aquest ADN és adequada per a ser utilitzat com a separador entre espècies.
A més, és molt més abundant que el genoma del nucli. Cada mitocondri té diverses còpies d'ADN i cada cèl·lula té diversos mitocondris.
La tècnica més utilitzada actualment per a la separació entre espècies és la PCR-FINS. Aquesta tècnica està basada en la seqüenciació. Agafen un individu de cada espècie i seqüencien un fragment d'una regió determinada de l'ADN mitocondrial (regió que codifica part de l'enzim c citocrom oxidasa). D'aquesta forma s'ha creat una gran base de dades que indica la seqüència de cada espècie en aquesta regió.
Només han d'agafar un tros de carn de la llauna de paté que s'està estudiant i seqüenciar la regió per a saber quina carn d'animal ha fet aquest paté.
L'estudi del canvi en el genoma té altres onze aplicacions. Aquests són només dos exemples. No obstant això, són suficients per a advertir que la informació emmagatzemada en totes les seves cèl·lules és el document d'identitat més fiable.
Zu idazle
Zientzia aldizkaria
