La curiosa historia detrás de la PCR
Recientemente, me diagnosticaron dengue a través de una prueba de PCR, y mientras me realizaban el estudio, recordé la peculiar historia del inventor de esta técnica. Eso me inspiró a escribir este artículo.
Seguramente, antes de 2019, no habías escuchado el término “PCR”, pero con el COVID-19, se volvió parte de nuestro vocabulario cotidiano. Pero, ¿sabes qué significan esas letras y cómo funciona?
¿Qué es la PCR?
PCR son las siglas de Polymerase Chain Reaction o reacción en cadena de la polimerasa. Es una técnica que permite tomar una pequeña cantidad de ADN y hacer miles de millones de copias de una secuencia específica. Imagínate que tienes una muestra de ADN con muy pocas copias. Detectarlas sería un reto enorme; una hebra de ADN mide 2 nanómetros de ancho. Para resolver esto, la PCR amplifica esas secuencias, es decir, hace millones de copias para que sean más fáciles de detectar.
¿Cómo funciona?
El proceso de la PCR consta de varios ciclos con tres etapas principales:
1. Desnaturalización (95°C):
El ADN es una doble hélice compuesta por bases nitrogenadas: adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C), que siempre se emparejan de forma complementaria: A con T y G con C. Para entender esto, imaginemos que el ADN es un cierre de ropa. El primer paso es calentar la muestra a 95°C para separar las dos hebras, es decir, “abrir el cierre”.
2. Alineación o “Annealing” (50-65°C)
Después, se baja la temperatura para que unas pequeñas secuencias llamadas primers se unan a las regiones específicas del ADN que queremos amplificar. Los primers indican a la enzima dónde comenzar a copiar.
3. Elongación (72°C)
A esta temperatura, la enzima ADN polimerasa comienza a añadir nucleótidos a los primers, copiando la secuencia complementaria y formando una nueva hebra de ADN.
Estos tres pasos se repiten en ciclos (entre 25 y 40 veces), y cada ciclo duplica la cantidad de ADN, lo que resulta en una amplificación exponencial. 📈
Diagnóstico con PCR
En pruebas como las de COVID-19 o dengue, se busca una secuencia específica del virus. Como estos son virus de ARN, primero se usa una enzima llamada transcriptasa inversa para convertir el ARN en ADN. Luego, este ADN es el que se amplifica.
Para saber si el resultado es positivo, hay dos métodos principales:
Izquierada: Gel de electroforesis listo para ser usado con diferentes muestras.
Derecha: Resultado de la electroforesis, las líneas en el óvalo son diferentes muestras, todas positivas para la prueba que se estaba realizando
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Electroforesis en gel: Después de la amplificación, la muestra se coloca en un gel y se aplica una corriente eléctrica. El ADN migra y se separa por tamaño. Si el fragmento coincide con el tamaño esperado del virus, el resultado es positivo.
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PCR en tiempo real (qPCR): Este método utiliza una sustancia fluorescente que se une al ADN. A medida que se generan más copias, la fluorescencia aumenta, indicando la presencia del virus y permitiendo medir la carga viral.
La curiosa historia del inventor de la PCR
Ahora, la historia. Kary Mullis era conocido por su estilo de vida excéntrico. En 1983, mientras conducía por una carretera de California, tuvo un momento “Eureka” 💡 y se le ocurrió cómo amplificar fragmentos de ADN de manera exponencial. Se detuvo, lo anotó en una servilleta y, curiosamente, más tarde contó que había consumido LSD cuando tuvo la idea.
Al principio, sus colegas no tomaron en serio su propuesta. Pasó casi un año hasta que obtuvo resultados experimentales que demostraban que su idea funcionaba.
Finalmente, esa idea, nacida en un viaje por carretera, llevó a Kary Mullis a ganar el Premio Nobel de Química en 1993, por una técnica que revolucionó la biología molecular y cambió para siempre el diagnóstico de enfermedades. 🏆