salto cromosómico

El salto cromosómico es una herramienta de biología molecular que se utiliza en el mapeo físico de genomas . Está relacionado con otras herramientas utilizadas para el mismo propósito, incluido el recorrido cromosómico . ^{[ 1 ]}

El salto cromosómico se utiliza para sortear regiones difíciles de clonar , como aquellas que contienen ADN repetitivo , que no se pueden mapear fácilmente mediante el recorrido cromosómico, y es útil para moverse rápidamente a lo largo de un cromosoma en busca de un gen en particular . A diferencia del recorrido cromosómico, el salto cromosómico puede comenzar en un punto del cromosoma para recorrer posibles puntos distantes del mismo cromosoma sin clonar las secuencias intermedias. ^{[ 2 ]} Los extremos de un fragmento grande de ADN son la sección objetivo de clonación del salto cromosómico, mientras que la sección central se elimina mediante secuencias de manipulaciones químicas antes del paso de clonación. ^{[ 3 ]}

Proceso

El salto cromosómico permite clonar los dos extremos de una secuencia de ADN sin la sección central. El ADN genómico puede digerirse parcialmente con endonucleasas de restricción y, con la ayuda de la ADN ligasa, los fragmentos se circularizan a baja concentración. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} A partir de una secuencia conocida , se diseña un cebador para secuenciar a través de la unión circularizada. Este cebador se utiliza para saltar intervalos de 100 kb a 300 kb: una secuencia a 100 kb de distancia se habría acercado a la secuencia conocida tras la circularización, lo que permite saltar y secuenciar de forma alternativa. De este modo, se pueden secuenciar secuencias inaccesibles mediante el recorrido cromosómico. ^{[ 3 ]} El recorrido cromosómico también puede utilizarse desde la nueva posición de salto (en cualquier dirección) para buscar secuencias similares a genes , o bien se pueden utilizar saltos adicionales para avanzar más a lo largo del cromosoma. La combinación del salto cromosómico con el recorrido cromosómico a través del cromosoma permite evitar el ADN repetitivo para la búsqueda del gen objetivo.

Biblioteca

La biblioteca de salto cromosómico se diferencia del paseo cromosómico debido a las manipulaciones que se realizan antes del paso de clonación . Para construir la biblioteca de salto cromosómico, se deben identificar clones individuales que se originan en puntos aleatorios del genoma (primer protocolo básico para bibliotecas de salto generales) o en los extremos de fragmentos de restricción específicos (protocolo alternativo para bibliotecas de salto específicas). ^{[ 2 ]}^{[ 5 ]}

ADN digerido con NotI

Un ejemplo para construir una biblioteca es una endonucleasa de restricción de corte raro clasificada como NotI. ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} Para construir y caracterizar una biblioteca basada en ADN humano digerido con NotI, se analizaron clones aleatorios mediante mapeo de restricción . ^{[ 4 ]} Debido a la amplia distribución de tamaños de fragmentos producidos por la digestión completa con NotI, la biblioteca se construyó en dos fracciones, concentración baja y alta de plásmido. ^{[ 4 ]} Los clones que poseían fragmentos de extremo únicos se analizaron luego mediante hibridación a Southern blots de gradiente de campo pulsado (PFG) . ^[⁴^] Al examinar los resultados obtenidos para digestiones simples y dobles de ADN humano con las enzimas NotI, BssHII y NruI, se creó un mapa de restricción con una región de 850 kb que contenía los clones de enlace y salto. ^[⁴^] Además, se observaron fragmentos NotI de saltos de 250 y 350 kb en los dos clones extremos derivados correspondientes a distancias genéticas de 0,25 y 0,35 cM. ^[⁴^]

Ventajas y desventajas

Las ventajas del salto cromosómico son:

Permite un movimiento más rápido a través del genoma en comparación con otras técnicas, como el recorrido cromosómico . ^{[ 2 ]}
Capaz de viajar a través de regiones cromosómicas que contienen secuencias no clonables en huéspedes bacterianos. ^{[ 2 ]}
En tercer lugar, esta técnica puede utilizarse para generar marcadores genómicos con ubicaciones cromosómicas conocidas. ^{[ 2 ]}
La combinación de saltos y la vinculación de bibliotecas de saltos con la caminata ofrece la posibilidad de caminar direccionalmente y podría permitir el análisis de regiones más largas en estrategias de mapeo paralelas. ^{[ 4 ]}
Reduce la complejidad de las bibliotecas que se deben analizar y construir del genoma de mamíferos . ^{[ 4 ]}

Sin embargo, a pesar de estas ventajas, el salto cromosómico aún está limitado por la capacidad del vector de clonación , que es la distancia entre los extremos de los dos fragmentos, que puede ser de aproximadamente cientos de kilobases. ^{[ 3 ]} Además, dado que el salto no clona el ADN intermedio, sería necesario realizar un recorrido cromosómico para identificar todos los genes presentes en el ADN. ^{[ 8 ]} No obstante, se sigue considerando beneficioso debido a la posibilidad de saltar más de cien kilobases en comparación con el recorrido cromosómico.

Aplicaciones

Trastornos genéticos

Las bibliotecas de salto cromosómico ayudan a abordar la complicación de las técnicas de clonación estándar con grandes distancias moleculares. Este proceso permitió la posibilidad de utilizar la biblioteca de salto cromosómico para otros trastornos genéticos que requieren saltos de 100 kilobases. ^{[ 5 ]} Particularmente para trastornos genéticos como la fibrosis quística , cuyo gen se encuentra en el cromosoma 7 humano , se pudo utilizar la biblioteca de salto cromosómico para buscar un clon saltador, el oncogén met. ^{[ 5 ]} La identificación de la fibrosis quística fue complicada debido a que existe en genes eucariotas que están compuestos por segmentos codificantes (exones) y no codificantes (intrones) , donde los intrones son de tamaño pequeño, lo que dificulta su detección. ^{[ 8 ]} Otra dificultad en el reconocimiento del gen de la fibrosis quística es porque las células de mamíferos contienen una variedad de ADN repetitivo que puede conducir a una clonación incorrecta y al bloqueo de la replicación del ADN y puede causar inestabilidad. ^{[ 9 ]} Ambas complicaciones, las técnicas de clonación tradicionales no pueden procesarlas porque se necesitaría un gran rendimiento de exones para producir una señal que permita identificar el gen de la fibrosis quística y el ADN tendría que estar libre de elementos repetitivos. ^{[ 8 ]}

Véase también

Referencias

↑ "Cromosomas caminando y saltando | Salud y Medicina | Inicios de investigación | EBSCO Research" . EBSCO . Consultado el 24 de febrero de 2026 .
1 2 3 4 5 Drumm ML (mayo de 2001). "Construcción de bibliotecas de salto y enlace de cromosomas en E. coli". Current Protocols in Human Genetics . 1 (1): 5.4.1–5.4.17. doi : 10.1002/0471142905.hg0504s01 . PMID 18428292. S2CID 30214478 .
1 2 3 4 Poustka A, Lehrach H (enero de 1986). "Bibliotecas saltarinas y bibliotecas enlazadas: la próxima generación de herramientas moleculares en genética de mamíferos". Trends in Genetics . 2 : 174–179 . doi : 10.1016/0168-9525(86)90219-2 . ISSN 0168-9525 .
1 2 3 4 5 6 7 8 Poustka A, Pohl TM, Barlow DP, Frischauf AM, Lehrach H (enero de 1987). "Construcción y uso de bibliotecas de salto de cromosomas humanos a partir de ADN digerido con NotI". Nature . 325 (6102): 353– 355. Bibcode : 1987Natur.325..353P . doi : 10.1038/325353a0 . PMID 3027567 . S2CID 4241410 .
1 2 3 Collins FS, Drumm ML, Cole JL, Lockwood WK, Vande Woude GF, Iannuzzi MC (febrero de 1987). "Construcción de una biblioteca general de salto de cromosomas humanos, con aplicación a la fibrosis quística". Science . 235 (4792): 1046– 1049. Bibcode : 1987Sci...235.1046C . doi : 10.1126/science.2950591 . PMID 2950591 .
↑ Smith DI, Golembieski W, Gilbert JD, Kizyma L, Miller OJ (febrero de 1987). "Sobreabundancia de sitios de endonucleasas de restricción de corte poco frecuente en el genoma humano" . Nucleic Acids Research . 15 (3): 1173– 1184. doi : 10.1093/nar/15.3.1173 . PMC 340516. PMID 3029699 .
↑ Gerstein AS (2004-04-07). Solución de problemas de biología molecular: Guía de laboratorio . John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-46103-6.
1 2 3 Buchwald M, Tsui LC, Riordan JR (agosto de 1989). "La búsqueda del gen de la fibrosis quística". The American Journal of Physiology . 257 (2 Pt 1): L47– L52. doi : 10.1152/ajplung.1989.257.2.l47 . PMID 2669523 .
↑ Madireddy A, Gerhardt J (2017). "Replicación a través de elementos de ADN repetitivos y su papel en las enfermedades humanas". Replicación del ADN . Avances en Medicina Experimental y Biología. Vol. 1042. págs. 549–581 . doi : 10.1007/978-981-10-6955-0_23 . ISBN 978-981-10-6954-3. PMID 29357073 .

[1] "Cromosomas caminando y saltando | Salud y Medicina | Inicios de investigación | EBSCO Research" . EBSCO . Consultado el 24 de febrero de 2026 .

[:0-2] 1 2 3 4 5 Drumm ML (mayo de 2001). "Construcción de bibliotecas de salto y enlace de cromosomas en E. coli". Current Protocols in Human Genetics . 1 (1): 5.4.1–5.4.17. doi : 10.1002/0471142905.hg0504s01 . PMID 18428292. S2CID 30214478 .

[:1-3] 1 2 3 4 Poustka A, Lehrach H (enero de 1986). "Bibliotecas saltarinas y bibliotecas enlazadas: la próxima generación de herramientas moleculares en genética de mamíferos". Trends in Genetics . 2 : 174–179 . doi : 10.1016/0168-9525(86)90219-2 . ISSN 0168-9525 .

[:3-4] 1 2 3 4 5 6 7 8 Poustka A, Pohl TM, Barlow DP, Frischauf AM, Lehrach H (enero de 1987). "Construcción y uso de bibliotecas de salto de cromosomas humanos a partir de ADN digerido con NotI". Nature . 325 (6102): 353– 355. Bibcode : 1987Natur.325..353P . doi : 10.1038/325353a0 . PMID 3027567 . S2CID 4241410 .

[:2-5] 1 2 3 Collins FS, Drumm ML, Cole JL, Lockwood WK, Vande Woude GF, Iannuzzi MC (febrero de 1987). "Construcción de una biblioteca general de salto de cromosomas humanos, con aplicación a la fibrosis quística". Science . 235 (4792): 1046– 1049. Bibcode : 1987Sci...235.1046C . doi : 10.1126/science.2950591 . PMID 2950591 .

[6] Smith DI, Golembieski W, Gilbert JD, Kizyma L, Miller OJ (febrero de 1987). "Sobreabundancia de sitios de endonucleasas de restricción de corte poco frecuente en el genoma humano" . Nucleic Acids Research . 15 (3): 1173– 1184. doi : 10.1093/nar/15.3.1173 . PMC 340516. PMID 3029699 .

[7] Gerstein AS (2004-04-07). Solución de problemas de biología molecular: Guía de laboratorio . John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-46103-6.

[:4-8] 1 2 3 Buchwald M, Tsui LC, Riordan JR (agosto de 1989). "La búsqueda del gen de la fibrosis quística". The American Journal of Physiology . 257 (2 Pt 1): L47– L52. doi : 10.1152/ajplung.1989.257.2.l47 . PMID 2669523 .

[9] Madireddy A, Gerhardt J (2017). "Replicación a través de elementos de ADN repetitivos y su papel en las enfermedades humanas". Replicación del ADN . Avances en Medicina Experimental y Biología. Vol. 1042. págs. 549–581 . doi : 10.1007/978-981-10-6955-0_23 . ISBN 978-981-10-6954-3. PMID 29357073 .

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