EQUIPOS PARA LA DETERMINACION DE ADN Investigadores de la Universidad de Washington y la empresa NanoFacture han desarrollado una máquina capaz de extraer ADN en tan solo unos minutos. Este logro supondría una gran revolución en los miles de laboratorios de investigación relacionados con el área de biología molecular. Extraer ADN no es una tarea rápida, sino que consiste en realidad en un proceso en cierta manera laborioso, en el que los científicos han de conseguir los siguientes objetivos: 1. Romper la membrana plasmática de las células (en otras palabras, la envoltura externa de las células), y hacer lo mismo con la membrana nuclear, donde se sitúa el ADN en las células eucariotas (a diferencia de lo que ocurre en bacterias) 2. Utilizar sal para evitar la unión de proteínas al ADN (al fin y al cabo, estamos realizando un proceso de purificación del material genético) 3. Precipitar el ADN con alcohol (ya que aunque es soluble en agua, gracias al alcohol conseguimos que se desenrolle y precipite, ayudando a la fase de extracción). Además, mediante este tercer paso también separamos el ADN de otros componentes celulares Los métodos convencionales para extraer ADN, además de contemplar estos tres pasos anteriores, incluyen el uso de centrifugadoras y compuestos químicos. Normalmente, la purificación de ADN se realiza en un tiempo aproximado de media hora. Sin embargo, gracias al logro de los investigadores norteamericanos, podríamos ser capaces de extraer ADN en tan solo unos minutos. Mediante la máquina que han desarrollado, situaríamos la muestra biológica (por ejemplo, saliva o sangre) en un compartimento, donde luego se aplica un pulso eléctrico. Esto hace que las partículas se concentren alrededor de una sonda minúscula que contiene la máquina, de forma que las moléculas de ADN son de algún modo atrapadas en esta superficie. Gracias a esta innovación tecnológica, conseguimos extraer ADN en tan solo dos o tres minutos, un tiempo muy corto en comparación con lo que se tardaba utilizando las técnicas convencionales. Esta máquina ha recibido la denominación de NanoFacture DRS, y podría dar un vuelco a las miles de investigaciones en biología, medicina o genética que se producen a diario en centros de I+D y hospitales. Dado que rutinariamente se utiliza la purificación de ADN en los laboratorios, el logro de la Universidad de Washington y esta compañía podría causar una auténtica revolución en un mercado estimado de 3 mil millones de dólares. Así sería más fácil agilizar todos los trabajos de investigación en los que se ha de extraer ADN, bien para utilizarlo en etapas posteriores o manipularlo, o bien para enviarlo a secuenciar Analizador de ADN portátil El primer analizador de ADN del mundo completamente integrado y portátil ayuda a acelerar las investigaciones de delitos y contribuye a la lucha en la prevención contra el crimen. Es lo suficientemente portátil como para ser trasladado al lugar del hecho e incorpora los 4 pasos del proceso de análisis de ADN: extracción del ADN, Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR),
electroforesis y análisis de STR. El proceso completo de análisis (ingreso=> resultado) requiere de solo 25 minutos El proceso completo y simplificado, desde el análisis del ADN de la escena del delito hasta su ingreso en la base de datos y su comparación, contribuye a mejorar la seguridad pública en el mundo. Unidad portátil (todas las funciones en una unidad) El PCR y los equipos de electroforesis tienen el tamaño de una impresora pequeña y una heladera compacta, respectivamente. NEC logra este increíble tamaño compacto y gran desempeño a través de nuestra tecnología de avanzada "lab-on-a-chip" (laboratorio en un chip). Esta tecnología sumada a la miniaturización tanto del PCR como de los componentes de electroforesis ha resultado en la enorme reducción de las dimensiones. Análisis de 25 minutos (ingresos => resultado) El tamaño pequeño facilita la coordinación de cada paso y acelera en gran medida el procedimiento PCR de calentar y enfriar de manera alternada fragmentos de ADN. El análisis de ADN tradicional requiere de medio día para ser completado, lo que dificulta crear con rapidez listas de sospechosos luego de un delito. Pero el nuevo analizador portátil de ADN puede completar rápidamente el análisis de ADN en el lugar del hecho.
Fácil operación Una cápsula contiene una gama de reactivos, lo que elimina la necesidad de utilizar tubos de ensayo. El especial dispositivo recientemente desarrollado permite que personas no especializadas inyecten el ADN extraído en el depósito del chip. Luego del análisis, el chip puede ser desechado de manera segura. El área de desperdicios en el chip también libera a los operadores de una limpieza tediosa.
Los kits disponibles para la extracción y purificación de ADN de células y tejidos de mamíferos
AccuPrep Genomic DNA Extraction Kit (Bioneer): este kit puede ser utilizado para extraer un promedio de 6 ug de ADN a partir de 200 ul de sangre humana completa y hasta 20 ug a partir de 5x106 linfocitos, 25-50 mg de tejido de mamífero, o 104-108 células cultivadas. Este kit es adecuado para sangre completa tratada con citrato o EDTA. Arcturus® PicoPure® DNA Extraction Kit (Arcturus® PicoPure® DNA Extraction Kit, LifeTechnologies-Invitrogen): estos kits pueden ser utilizados para cantidades muy pequeñas de células o tejidos. Utiliza la técnica de microdisección por captura láser habilitada por láser IR, la cual es ideal para la microdisección de una sola célula o un número pequeño de células. El ADN puede ser extraído y amplificado en el mismo tubo, lo que minimiza la pérdida de ADN y maximiza la cantidad de ADN aislado. Además, no requiere de solventes orgánicos ni columnas de centrifugado. Si bien la muestra puede ser preparada utilizando una variedad de métodos, los mejores resultados se obtienen a partir de secciones de tejidos fijados en formalina y embebidos en parafina, secciones de tejidos congelados, células fijadas con etanol, frotis citológicos y precipitados de células frescas o previamente congeladas. GFX Genomic Blood DNA Purification Kit (Amersham Bioscience, GE Healthcare): este kit puede ser utilizado para la purificación de ADN a partir de sangre completa, capa leucocitaria, médula ósea, células eritroides nucleadas, células cultivadas, linfocitos y células bucales. Es adecuado para aplicaciones que requieren de hasta 15 ug de ADN genómico, y utiliza columnas empacadas con una matriz de fibra de vidrio. El kit provee tres métodos de purificación: 1) el método directo para procesar hasta 100 ul de sangre, 2) el método escalable para procesar hasta 1 ml de sangre completa o médula ósea y hasta 50 ul de capa leucocitaria, y 3) el procedimiento para linfocitos y células cultivadas el cual procesa hasta 5x106 de células cultivadas o hasta 1x107 de linfocitos. InnuPrep DNA minikit (Analytik Jena): este kit aísla ADN de muestras de tejido (hasta 50 mg), colas de roedores (0,5-1 cm), muestras de tejidos embebidos en parafina y células eucariotas (5x106 células). Este kit está basado en una tecnología patentada Dual Chemistry (DC), la cual combina un búfer restrictivo con un búfer de unión novedoso para ayudar a minimizar el tiempo requerido para purificar ADN, junto con columnas de filtrado por centrifugado. Luego del paso inicial de lisis utilizando el búfer de lisis, la extracción toma menos de 8 minutos. Productos relacionados: InnuPREP DNA Micro Kit, InnuPREP DNA/RNA Mini Kit. QIAamp DNA mini kit (Qiagen): este kit extrae ADN genómico, mitocondrial, bacteriano, parasítico o viral a partir de tejidos humanos, hisopados (bucales, de ojo, nasal, faríngeo y otros), LCR, sangre, fluidos corporales, y células lavadas de orina. El tejido es lisado enzimáticamente. Este kit es particularmente útil para el análisis de la estructura de la comunidad bacteriana del microbioma humano. El uso del kit QIAamp DNA mini kit junto con el empleo del batido de microesferas y/o mutanolisina para la lisis celular han demostrado dar una mejor representación de la diversidad microbiana en la muestra comparado con métodos sin ninguno de los dos Gentra Puregene Blood Kit (Qiagen): este kit puede aislar ADN a partir de sangre completa, médula ósea, capa leucocitaria y fluidos corporales. Las células son lisadas con
un detergente y aniónico en presencia de un estabilizante de ADN. El ARN es degradado por una enzima de digestión de ARN. Otros contaminantes, tales como proteínas, son removidos por precipitación salina. Al final, el ADN genómico es recuperado por precipitación con etanol y disuelto en búfer TE (1 mM EDTA, 10 mM Tris-HCI pH 7.5). AllPrep DNA/RNA Mini Kit (Qiagen): puede ser utilizado con hasta 107 células o 30 mg de tejido. Este kit permite la purificación simultánea de ADN y ARN total a partir de una única célula o una muestra de tejido, utilizando la novedosa columna de centrifugado AllPrep DNA Spin olumn, y una columna de centrifugado RNeasy Mini Spin Ccolumn. Agencourt DNAdvance Kit (Beckman Coulter): es un kit de reactivos para el aislamiento de alto rendimiento de ADN genómico a partir de muestras de tejidos de mamíferos frescas o congeladas. Utiliza la tecnología patentada por Agencourt de esferas paramagnéticas SPRI® para aislar ADN genómico.
También hay kits disponibles para aislar ADN genómico a partir de sangre completa específicamente. Estos kits incluyen los siguientes:
DNA Isolation Kit for mammalian blood (Roche): Este kit puede ser utilizado para la extracción de ADN genómico a partir de 1-10 ml de sangre completa (humana, de ratón, de rata). También puede ser utilizado para aislar ADN a partir de la capa leucocitaria y muestras de linfocitos. La cantidad promedio obtenida utilizando este kit es de aproximadamente 350 ug/10 ml, variando entre 200-700 ug para sangre de humano saludable (promedio, 5x106 leucocitos/ml). Provee ADN adecuado para PCR, PCR larga, secuenciación y Southern blot. Los beneficios de este kit incluyen el corto tiempo para todo el procedimiento (menos de 1,5 horas). También, la relación A260/A280 para muestras de ADN aislado es típicamente InnuPREP Blood DNA Mini Kit (AJ Innuscreen): Este kit puede aislar directamente ADN genómico a partir de muestras de sangre completa de hasta 300 ul. Provee altos rendimientos de hasta 12 ug dependiendo de la muestra y de la cantidad utilizada. Las ventajas de este kit son que produce ADN genómico de extremadamente alta calidad, y es de fácil uso, y también se encuentra certificado para uso de diagnóstico in vitro. Productos relacionados: InnuPREP Blood DNA Master Kit, InnuPREP Blood DNA MIDI Kit, InnuPREP Blood DNA MIDI Direct Kit.
Kits para la extracción de ADN de geles
MinElute Gel Extraction Kit (Qiagen): Puede ser utilizado para la extracción de fragmentos de ADN (70 pb a 4 kb) de geles de agarosa estándar o de bajo punto de fusión con una recuperación del 80 %. Todas las enzimas son removidas, independientemente del tamaño o estructura secundaria. Este kit combina la conveniencia de la tecnología de las columnas de centrifugado con las propiedades de unión selectiva de una membrana de sílica de diseño único. El ADN se adsorbe a la membrana de sílica en presencia de altas concentraciones de sales mientras que los contaminantes fluyen a través. Las impurezas son lavadas eficientemente, y el ADN puro es eluido en búfer Tris o agua. El ADN purificado puede ser utilizado para realizar ligado y transformación, secuenciación radioactiva y fluorescente, digestión con enzimas de restricción, marcado, hibridización, PCR, transcripción in vitro o microinyección.
ZymocleanTM Gel DNA Recovery Kit (Zymo Research): Este kit provee una purificación rápida de ADN de alta calidad de geles de agarosa con búfer TAE/TBE. Se basa en la tecnología Fast-Spin. Para ADN de 50 pb a 10 kb, la recuperación es de 70-90%. Para ADN de 11 kb a 23 kb, la recuperación es de 50-70%. El ADN purificado es adecuado para reacciones de ligado, secuenciación, reacciones de marcado de ADN, PCR, etc. La principal ventaja de este kit es su capacidad de rendir >6 ul de ADN purificado de alta calidad en 15 minutos
Kits para células de mamíferos, microbios y plantas
ArchivePure DNA purification kit (5Prime): Este kit se utiliza para purificar ADN genómico, mitocondrial o viral a partir de sangre completa y médula ósea, células cultivadas, tejidos animales y vegetales, bacterias Gram positivas y negativas y levaduras. Posee un sistema de purificación de ADN genómico en fase liquida y utiliza detergentes no tóxicos y sales. El 95 % el ADN purificado posee una longitud mayor a 50 kb y se encuentra en general alrededor de las 100-200 kb. FastDNA Kit (MP Biomedicals): Extrae ADN genómico a partir de tejidos vegetales y animales, células cultivadas, bacterias, levaduras, hongos, algas, virus e insectos. Utiliza tubos optimizados Lysing Matrix y un procedimiento GeneClean® basado en sílica para la purificación del ADN. DNAzol® Reagent (Invitrogen): Este reactivo puede ser utilizado para aislar ADN genómico a partir de muestras sólidas y líquidas de origen animal, vegetal, fúngico y bacteriano. Se encuentra diseñado para utilizar con tejidos, células o sangre. Es un reactivo completo y listo para usar.. Easy-DNA® Kit (Invitrogen): Este kit puede ser utilizado para aislar ADN genómico de alto peso molecular a partir de muchos tipos de células y tejidos incluyendo tejido de mamíferos, sangre, folículos pilosos, colas de ratones, hojas de plantas, levaduras y células de E. coli. Está basado en una modificación del método de extracción orgánica. Utiliza cloroformo para remover contaminantes y etanol para precipitar y recuperar el ADN aislado. Wizard® Genomic DNA Purification Kit (Promega): Puede ser utilizado para aislar ADN a partir de sangre completa, de glóbulos blancos, células de cultivo de tejidos, tejidos animales, tejidos vegetales, levaduras y bacterias Gram positivas y negativas. Brevemente, primero se lisan las células, luego se remueven las proteínas celulares por tratamiento con sal, el ARN ser elimina utilizando ARNasa, y finalmente el ADN es precipitado utilizando isopropanol. DNA Isolation Kits (BioBasic): Incluye los siguientes kits: Animal tissue & fungi genomic DNA extraction prep kit, Bacteria genomic DNA prep kit, Blood genomic DNA prep kit, Plant genomic DNA prep kit, Yeast genomic DNA extraction prep Kit. Los kits de BioBasic pueden ser utilizados para aislar ADN a partir de sangre, tejidos vegetales, tejidos y células de mamífero, bacterias y hongos
UNIVERSIDAD NACIONAL SAN AGUSTIN
Facultad de ingeniería de procesos Química orgánica II ING. Luis Salazar cossio ALUMNA: SHEILA SOFIA BERNEDO MANRIQUE CUI: 20150755
turno: A
AREQUIPA-PERÚ 2017