- La secuenciación de ARN nos permite descubrir más sobre qué genes se expresan (activan) o suprimen (desactivan) en diferentes momentos en diferentes tipos de células.
- La mayoría de las células en un organismo contienen exactamente el mismo genoma, pero hay una gran cantidad de variación en cómo se ven y funcionan los diferentes tipos de células.
- Diferentes combinaciones de genes se activan o desactivan en diferentes tipos de células, lo que resulta en la variedad de estructuras y funciones que observamos. Investigamos estas diferencias entre células en el mismo organismo utilizando la secuenciación de ARN.
- Podemos determinar qué genes están activados y qué tan completamente están activados, utilizando una técnica llamada secuenciación de ARN (RNA-seq), que identifica la secuencia de las bases que componen una molécula de ARN.
- La secuenciación del ARN nos ayuda a comprender qué genes están causando diferencias interesantes entre diferentes células o tejidos.
- Por ejemplo, los glóbulos rojos se producen en la médula ósea, y así encontramos hemoglobina ARN en células de la médula ósea. Por el contrario, las células de la piel no necesitarían producir hemoglobina, por lo que no encontramos ARN de hemoglobina en las células de la piel.
Gráfico que muestra altas cantidades de ARN beta de la subunidad de hemoglobina en las células de la médula ósea, pero ninguna en las células de la piel.
Crédito de la imagen: Genome Research Limited
- La secuenciación del ARN también puede ayudar a identificar las diferencias entre las células sanas y las que no funcionan correctamente porque están afectadas por la enfermedad.
- Por ejemplo, las células sanas de la médula ósea expresan altas cantidades de ARN de hemoglobina. Sin embargo, las células de la médula ósea con mutaciones en la beta talasemia, que hacen que se produzca menos hemoglobina, expresan mucho menos ARN de hemoglobina.
Gráfico que muestra altas cantidades de ARN beta de la subunidad de hemoglobina en células sanas de la médula ósea, mientras que una cantidad reducida de este ARN se encuentra en células de la médula ósea con mutaciones en talasemia beta.
Crédito de la imagen: Genome Research Limited
¿Cómo funciona la secuenciación del ARN?
- El primer paso de la secuenciación del ARN es extraer todas las moléculas de ARN de las células que se están estudiando. La extracción del ARN es un proceso complicado de varios pasos; quizás sorprendentemente, el ARN monocatenario se daña y destruye más fácilmente que el ADN bicatenario relativamente duro.
- La secuenciación del ARN comienza con el ARN que se utiliza para hacer una copia del ADN, en un proceso inspirado en la transcripción.
- Este tipo de ADN se llama ADN complementario (ADNc) y se fabrica utilizando una enzima llamada transcriptasa inversa, ¡llamada así porque es lo opuesto a la transcripción!
- Una vez que se hace el ADNc, se puede leer o secuenciar, de la misma manera que se realiza toda la secuenciación del ADN.
- Los métodos de secuenciación de próxima generación (NGS) nos permiten secuenciar ADN a gran escala y a costos mucho más bajos que los métodos más antiguos, como los microarrays.
- Al secuenciar cada molécula de ADNc, podemos averiguar qué ARN estaba presente originalmente. Esto nos dice qué genes se transcriben (se activan) y cuánto se activan.
¿Qué podemos aprender de la secuenciación del ARN?
- Funciones génicas:
- No conocemos la función de muchos genes. Observar cuándo y dónde se activa o desactiva un gen puede ayudarnos a comprender lo que podría estar haciendo.
- Genes asociados a enfermedades:
- Al comparar los patrones de expresión génica entre tejidos sanos y enfermos, podemos buscar qué genes se comportan de manera diferente.
- Estos genes podrían estar involucrados en la causa de la enfermedad, ahí es donde la investigación adicional puede ser útil, abriendo el camino a técnicas como la edición de genes.
- Empalme:
- Antes de que el ARNm se use como instrucciones para producir una proteína, se puede cortar en secciones más pequeñas y reorganizarse en un proceso llamado empalme.
- La secuenciación del ARN nos permite ver esto con más detalle y estudiar las diferentes formas en que se puede reorganizar el ARNm.
Artículo escrito por Olivia Edwards, estudiante de doctorado en el Instituto Wellcome Sanger