8 de junio de 2009

Chip genético

Nota: Puede que esto contenga fallos de traducción. Hay muchas palabras que son muy difícles de traducir. Por favor, aporten cosas si saben traducir inglés.

Referencia: http://www.devicelink.com/ivdt/archive/98/09/009.html


INTRODUCCIÓN

Como en muchos casos de grandes avances tecnológicos, una gran parte de hipérbole ha rodeado el desarollo de tecnologías mirco-diagnósticas, actualmente conocidos como “chips genéticos”. Expertos dicen que los chips genéticos serán cada vez más comunes en el campo medico.

Investigadores en este campo piensan que los chips genéticos permitirán a los médicos-y en algunos casos los pacientes mismos-rápidamente y con poco coste, detectar la presencia de una selección de enfermedades genéticas, incluyendo SIDA, Alzheimer y algunas formas de cáncer. Esta tecnología podría ser capaz de decirnos el porcentaje de efecticvidad de una terapia. Sin embargo queda mucho trabajo. Por ahora, solo unas pocas compañías han comercializado chips genéticos y la barrera en el mercado es grande.

TEORÍAS

Una variedad de descubrimientos tecnológicos han hecho posible el desarollo de chips genéticos. Fundamentalmente, los chips genéticos son el resultado de logros en dos campos: biologia molecular y microfabricación tecnológica.

Biología molecular: El proyecto genoma humano es la base del desarollo de la biología molecular y de muchas pruebas y avances en laboratorios y en terapias envueltas en pruebas genéticas. Avances fundamentales, como el uso de reacciones en cadena de polimerasa (PCR) o otras tecnologías amplificadoras para crear copias de una muestra de núcleoides ácidos, pueden ser probadas usando una sonda genética, que es un gen conocido y su estructura molecular. Algo esencial para el desarollo de chips genéticos es la creación de secuenciadores genéticos, maquinas que hacen pruebas bioquimicas necesarias para identificar secuencias genéticas usando sondas genéticas; y todo esto de forma automática.

Pero, la raíz de tecnologías que usan sondas génicas van mucho más allá, a descubrimientos biológicos moleclares de hace mas de una década. Una de las más importantes es el descubrimiento de la cadena de ADN descubierto por James Watson y Francis Crick. Watson y Crick determinaron que la secuencia de las moléculas de ADN que se encuentran en los organismos vivos se estructuran en dos cadenas unidas por pares de bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina y timina. También descubrieron que estas bases siempre recurren a dos pares: adenina con timina y citosina con guanina. Asi que, sabiendo una parte de la estructura molecular, puedes adivinar la otra.

Además, estos filamentos complementarios únicos de ADN pueden ser encontradas usando unas filamentos para probar su “amigo” biochemical; esta es la base de una sonda genética. El proceso de unión de un filamento de ADN con su contraparte se llama hibridación. Esta técnica se usa para determinar una base-par nitrogenada en una muestra de ADN, también llamado secuenciación genética.

La hibridación se puede llevar a cabo en soluciones y en un soporte sólido. En la secuenciación genética tradicional, el formato más común para la hibridación es el “ borrón sur”, que usa plieges nitrocelulares. Sin embargo, algunas compañías usan procesos en bases solutas, y hay cierta experimentación en el campo de desarollo en formatos de hibridación. Fabricantes de chips genéticos están explorando variaciones de tanto fases sólidas y bases solutas hibridizadas para su uso en partículas micro. Hoy en día, la mayoría de fabricantes de chips genéticos usan la técnica fase sólida.

Los chips genéticos están diseñadas para identificar productos de hibridación del mismo modo como hacían sus secuencias tradicionales. Una vez que se ha llevado a cabo la hibridación, sustancias químicas fosforecentes son escaneadas con una fuente de luz, facilitando la detección de su presencia usando equipos especiales para esto.

Microfabricación tecnológica: La segunda manera para hacer un chip genético se basa en las mejoras en tecnologías nano. Esta tecnología era desarollada especialmente para ordenadores, pero hoy en día se usan para muchas cosas. Estos logros han hecho posible la aplicación de estructuras orgánicas en substratos de materiales inorganicos.

Como funciona la secuenciación genética

Secuenciar, el proceso que trata de encontrar estructuras moleculares en estructuras de ADN, emplea el truco “Watson” (una regla de hibridación), donde cada fragmento de ADN se puede unir a una imagen quimica por pares de cuatro bases: adenina, citosina, guanina y timina.

*Paso 1: Determinar la estructura quimica del fragmento. Representando toda o parte del fragmento de ADN, pequeños fragmentos de ADN (normalmente 5 a 25 pares) son identificadas.

*Paso 2: Separar filamentos: El ADN es separado e introducido en un substrato sólido, formando un segmento de referencia para el fragmento de ADN que nos interesa.

*Paso 3: Introducir muestra: Una muestra de ADNdesconocido es introducida en el fragmento de referencia. Si presente, el complemento del fragmento de referencia se hibridizará.

*Paso 4: Las sustancias quimicas que se unen para completar el proceso de hibridación ayudan a los investigadores identificar los resultados. Estas sustancias quimicas suelen ser fotosensitivas, al go que ayudará a los investigadores a confirmar sus resultados.

Como se hacen los chips genéticos


*Paso 1: Crear sondas genéticas: Usando técnicas convencionales, se purifican filamentos de ADN que se purifican. Variedad de sondas están disponibles usados en fines comerciales.

*Paso 2: Crear substratos de agua.

*Paso 3: Depositar secuencias genéticas: Se usan varias téncicas para crear lazos de un material genético a otro. Este proceso se lleva a cabo en cuartos que cumplen ciertas especificaciones para esto.

*Paso 4: Uso en clientes: Chips completos son controlados para determinar su calidad, embalsado, etiquetado y enviado a los clientes.

Futuros retos


Como las compañías de chips genéticos se preparan para lanzar sus productos al mercado, mayores retos les esperan. Hoy en día, pocos fabricantes producen chips baja una escala-piloto.

Conclusión


Aunque los chips genéticos que hoy en día se compran solo tienen un par de años, hay un gran interes comercial en estos medios de búsqueda, diagnóstica y aplicaciones terapéuticas. Habrá que sobrepasar vallas enormes. Sin embargo, el ritmo de desarollo es tan grande que observadores piensan que la aplicación general de chips genéticos no está mas lejos que una década.

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