El himno de la PCR
Para todos los que alguna vez hemos pasado tardes enteras en el laboratorio, trasteando con micropipetas y detectando traslocaciones genéticas, aquí os presento el himno de la PCR.
Y, para los que no lo hayáis hecho, primero escucháis la canción, y luego la explico.
The PCR Song
There was a time when to amplify DNA,
you had to grow tons and tons of tiny cells.
Then along came a guy named Dr. Kary Mullis,
said you can amplify in vitro just as well.
Just mix your template with a buffer and some primers,
nucleotides and polymerases, too.
Denaturing, annealing, and extending.
Well, it’s amazing what heating and cooling and heating will do.
PCR, when you need to detect mutations.
PCR, when you need to recombine.
PCR, when you need to find out who the daddy is.
PCR, when you need to solve a crime.
(repeat)
Explicación para los que anden escasos de tiempo
La PCR es una técnica de biología molecular mediante la cual se puede amplificar («fotocopiar») una muestra de material genético. Con esto podemos, por ejemplo, hacer una electroforesis (correr la muestra en un gel de agarosa, en función de su carga y su tamaño), para ver algunas de sus características. Hoy en día, la PCR es una herramienta básica de trabajo en los laboratorios de investigación, empleándose también en el diagnóstico de algunas enfermedades.
Explicación ampliada
Como la canción está bastante bien, mejor la explico verso a verso. Los cuatro primeros describen cómo se obtenían grandes muestras de ADN antiguamente: lo que se debía hacer era cultivar las células para, después, triturarlas y procesarlas, obteniendo así ínfimas cantidades de ADN. ¿Problemas? Pues que necesitábamos células viables (no servían fragmentos ni células muertas), que pudiesen reproducirse, y que nosotros conociésemos cuáles eran las condiciones requeridas para ello (y que pudiésemos proporcionárselas, claro). Por poner un ejemplo práctico: una muestra de semen no nos serviría para nada.
Sin embargo, Kary Mullis describió en 1983 la técnica de la PCR o Reacción en Cadena de la Polimerasa. Esta técnica consiste en imitar, a gran escala, el proceso de copiado de ADN que tiene lugar en nuestras células. Para hacerlo en el laboratorio necesitamos, básicamente, una muestra de ADN a amplificar (basta con que haya ADN, no hace falta que sean células ni fragmentos), una enzima (la ADN polimerasa) que haga las copias, y materia prima para que esta enzima pueda funcionar.
Primero introduciremos nuestra muestra en un buffer, un medio con un tampón que proporciona las características de pH e iones apropiadas. Después, las enzimas encargadas de copiar las cadenas de ADN: una polimerasa (si la memoria no me falla, la que nosotros usábamos era la Taq-poli, de la bacteria Thermus aquaticus). Lógicamente, para que esta enzima pudiese hacer copias de la cadena de ADN, tambión necesitaba que añadiésemos los «eslabones» de la cadena: nucleótidos. Y, por último, un detalle bioquímico: la polimerasa no podía empezar a sintetizar porque sí, sino que necesitaba un cebador (primer), una secuencia de ADN a la que amarrarse.
Mezclamos todo esto en unos tubitos de 500 μL de capacidad, y lo introducimos en una máquina, un termociclador (el bicho que le pasan al negro de la primera fila en el vídeo). Y empieza el proceso. Inicialmente se calienta la muestra a unos 95ºC para desnaturalizar las cadenas de ADN. Como sabéis, el ADN está formado por una doble cadena de nucleótidos, complementaria una a la otra; pues bien, calentándolo a esta temperatura, separamos ambas cadenas, sirviendo cada una de molde para la copia de otra nueva.
Después llega el annealing, es decir, la unión del primer (o cebador) a la cadena, para que actúe como «semilla» de la síntesis de ADN. Así, bajando la temperatura de la muestra a unos 60 ºC de temperatura, el primer se unirá a una secuencia de nucleótidos complementaria a la suya. Ya os podéis imaginar la utilidad que este tiene esto: yo no quiero «fotocopiar» todo el material genético, sino sólo un gen determinado. Para ello añado un cebador cuya secuencia sea complementaria a una parte de la del gen, para que se enganche ahí y sea donde empiece la copia.
Y, por último, la extensión (extending) de la cadena: volvemos a calentar a ~72 ºC, que es la temperatura activa de la polimerasa, y esta enzima hace su trabajo, tomando nucleótidos del medio y añadiéndolos a la cadena, alargándola. Así, obtenemos dos cadenas complementarias a las otras dos originales: es decir, dos dobles hélices de ADN completas.
Hecho esto, lo único que queda es repetir los pasos un número n de veces, para obtener 2n copias del material genético. Y para ello, en vez de tener a un becario calentando y enfriando el baño María, hay una máquina que lo hace de manera automática: el termociclador del que hablaba antes. Esta máquina repite lo de «heating and cooling and heating» tantas veces y como nosotros le programemos. Vamos, como una Thermomix, pero en más sofisticado y más caro.
Ya hemos terminado la PCR. Ahora tenemos todas esas «fotocopias» del ADN para trabajar con él tranquilamente; por ejemplo, corriéndolo en un gel de agarosa (o de acrilamida, para mayor precisión).
¿Y esto de la corrida, de qué va?
Bueno, creo que esta entrada ya es suficientemente larga, así que mejor lo dejamos para otro día. Ahora es el momento de que los biólogos que leen este blog me tiren de las orejas por los fallos cometidos. Y, como digo siempre: espero que se haya entendido. Si me he explicado mal o hay algo que no ha quedado claro, no tenéis más que decirlo.
buah! ese vídeo nos lo puso en clase un profesor un poco friki xD!!
(no me he leído la explicación porque el otro día me la estaba estudiando para un examen, y ya tengo suficiente!)
por cierto, en la práctica, sólo la mi PCR y la de otro salieron bien, jeje.
Indio
23 Jun 08 at 12:30
Joder esto está llegando a un nivel de frikismo que no es ni normal…
Ricardo
23 Jun 08 at 13:26
Chapeau, EC-JPR, te aplaudo. Frikismo, sí, y a mucha honra, así es como mejor aprendes las cosas y más feliz vas a un examen xD
Sophie
23 Jun 08 at 17:36
Yo lo puse hace algún tiempo, y, como físico cateto, no tenía ni idea de lo que era eso de PCR. Me lo acabó explicando en condiciones una compañera del cole, aunque en los comentarios ya me lo aclararon algo.
Y mira, aunque tengo una secciónd de frikadas, no lo puse en ella. Lo puse en Biología.
Eugenio Manuel Fernández Aguilar
23 Jun 08 at 19:49
Bueno, a estas alturas quien no sepa qué es una PCR es que no ha visto suficientes capitulos de CSI y House, o más bien los ha dormido.
A mí lo que me impacta es la cara de «iluminados» que ponen los cantantes cuando se juntan para grabar «al alimón» cualquier cosa. Supongo que aquí está hecho adrede, ya que el tema de la canción no es precisamente «We are the world, … we are the children…» con el que se dio (y se da todavía en algunas emisoras «retro») el peñazo durante una buena temporada. La cara de éxtasis colectiva era la misma, y si hacéis memoria, ocurre igual cada vez que se juntan para hacer la «canción benéfica» de turno; yo creo que si hubieran hecho primerísimos planos de algunas fosas nasales, se les vería todavía un verillo blanco sospechoso (es broma, pero quien sabe).
Anonymous
24 Jun 08 at 08:40
Para ser médico no te ha quedao nada mal ¡¡¡
El problema es que sigue teniendo un lenguaje demasiado específico y seguro que alguien no familiarizado levantaría los ojos antes de leerselo entero.
Yo aún no he escrito nada de la PCR (quiero explicarlo, sobre todo para el diagnóstico) porque es un tema complicadito para la divulgación, y no quiero caer en una cosa que toca otra y hace que plas¡¡ salga…
El vídeo lo ví en el laboratorio hace unos meses, espero no acabar así…
Muy buena entrada ¡¡¡
sonicando.com
24 Jun 08 at 23:30
No se como llegué a este blog, pero Oh! surprise! Saludos de una estudiante de medicina (que debería estar estudiando :S)
Un abrazo.
Anonymous
25 Jun 08 at 13:17
Ya podéis perdonar el retraso en contestar, pero es que llevo dos días hasta los coj… de trabajo. A ver si por fin puedo respirar un poco…
@Indio:
jeje De hecho, en la versión original de la entrada, puse un disclaimer: «Aviso: esta entrada contiene un gran nivel de frikismo». Pero después lo borré porque pensé: «Bah, total, comparado con lo que ya hay…»
¿Y qué pasó pues para que los otros la liasen? ¿Se cargaron los pocillos, o no les salía más que una marca en la electroforesis?
@Ricardo:
jejeje Pues aún no has visto nada: me he hecho con un par de vídeos que dejan pequeño a este. Y eso que he dejado los aviones de lado: ahora mismo voy a publicar una entrada, y tengo otra en gestación. Eso si va a ser frikismo.
@Sophie:
Ni lo dudes: friki y orgulloso de ello 😀 Y eso que lo mío aún tiene cura: ya verás cuando ponga los vídeos de los que hablaba antes (que será cuando consiga transcribirlos). Telita…
@Eugenio:
Es que lo de la PCR no es algo demasiado común para el que no está metido en el ajo. De hecho, yo me lo sé porque me tocó hacer PCR’s y explicárselo a alumnos de otros cursos, en dos asignaturas distintas, en dos años diferentes. Y, aunque ya ha pasado tiempo, el que tuvo, retuvo 🙂 (Porque, dicho sea de paso, saqué matrículas como soles en las susodichas asignaturas :D)
@Anónimo-1:
Claro, ese es el tema 🙂 Como cuando le pasan el termociclador al negro de la primera fila, y a este casi se le escapa una lagrimilla 😀
@Sonicando:
Tienes razón con lo del lenguaje específico, pero es que tampoco se me ocurría cómo simplificarlo más («más» = «como para uno de letras»). Lo de hablar de «báferes» queda muy molón, pero si el que lo lee no sabe de qué va un equilibrio ácido-base, la cosa se puede extender demasiado.
@Anónimo-2:
¿Y de qué Facultad eres, si no es indiscreción? Porque por aquí tenemos, que yo sepa, gente de la UCV (aunque aún no esté homologada :P), la UCa, UCo, UNav, UMH y UAM.
Y, a todos, gracias por las felicitaciones 🙂
EC-JPR
26 Jun 08 at 04:05
Pues apunta otra, la UV.
Besos!
Anonymous
26 Jun 08 at 12:59
joder… esto es enorme!!! polimericemonos hermanos!!!!!
Ulukai
27 Jun 08 at 12:25
¡¡¡Muy bueno!!!
Saludos de un estudiante de Ciencias Ambientales. En mi carrera también tenemos algo de genética. El año pasado, hicimos una práctica de PCR para detectar transgénicos en la asignatura de Genética, y la verdad es que es muy interesante.
Jorge
28 Jun 08 at 16:42
Jodeeeer… Otra vez, con un retraso de día y medio en la respuesta: disculpadme. ¡Necesito unas vacaciones, ya!
@Anónimo-UV:
Tomo nota 🙂 Cuando estoy como ahora, sin tiempo ni para mear, me anima un montón ver que este blog lo lee gente de toda España.
@Ulukai:
jejeje Me alegro de que te haya gustado.
@Jorge:
A mí también me parece interesantísimo. Incluso me da vértigo pensar que hace cincuenta años ni se sabía qué era el ADN, y ahora cortamos y pegamos con él como parvulitos que hacen collages.
EC-JPR
29 Jun 08 at 00:09
ooohh madre mía xDDDDDDDD me encanta xDDD
Que recuerdos… En realidad la PCR es, de todos las prácticas que hemos hecho, la que siempre nos ha salido peor :S Este año hemos hecho dos y en las dos hubo una liada general… En genética por problemas de pipeteo y en control metabólico ya aislando el ADN la liamos así que salió un poco regular… Nada, habrá que seguir practicando xDDDD
makö
14 Jul 08 at 16:03
Es lo que tiene, que es una prueba muy sensible a cualquier contaminación/gazapo de preparación. A nada que te descuides, date por jodido. Y lo malo es que no lo sabrás hasta unas horas más tarde…
EC-JPR
4 Ago 08 at 00:21
Un año después de haber estado PCR arriba y PCR abajo encuentro esto.
Vaya perla, a añadir a la colección con la del profesor que representa las afecciones cardíacas y la canción de Pinky y Cerebro sobre las partes del cerebro xD
DeNantes
21 Ago 09 at 09:17
@DeNantes:
¡Tssst! ¡Calla con la de Pinky y Cerebro, que la tengo preparada para otra entrada! 😛 Me alegro de que te haya gustado y de que vengas al blog: ¡bienvenido!
EC-JPR
31 Ago 09 at 19:24
Acabo de llegar a este post, en mi lectura de los archivos. ¿Cómo que “como para uno de letras”? 😛
En abril de este año faltaban voluntarios para presentar un proyecto de la UPF en la semana de la ciencia en directo o algo así, y nos ofrecimos una compañera mía (periodista de formación) y yo (licenciada en filosofía) a cubrir uno de los días. Entraba el tema de la PCR, y nos pasamos varias veces por el laboratorio a que nos explicaran «en vivo» lo que hacían, proque por mucho que nos dieran un guión y material para aprendernos sobre el proyecto, si no veíamos las máquinas y el sistema, no podíamos hacer los gestos «creíbles» de quien explica algo que hae a diario.
Al final salió bien, casi no se nos notó que fuéramos «de letras» 😛
Okok
18 Nov 09 at 14:23
Bueno, dejémoslo en «para uno que no sea biomédico», porque un ingeniero creo que iba a entender lo mismo que un filólogo 😛
Me alegro de que os saliese bien: la verdad es que el método, a nivel estudiante (no como un profesional, sino lo básico que te explican en la carrera) es bastante sencillo… cuando lo has pillado. Hasta entonces, parece brujería 😛
EC-JPR
19 Nov 09 at 13:09