TÉCNICAS DE DIAGNÓSTICO MOLECULAR Variantes de PCR; detección de delecciones e inserciones

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Vicente Mendoza Rojo
hace 6 años
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1 TÉCNICAS DE DIAGNÓSTICO MOLECULAR Variantes de PCR; detección de delecciones e inserciones Dra. Mariana L. Ferramola Curso de Técnicas Moleculares Aplicadas a Bioquímica Clínica. Área de Química Biológica FQByF, UNSL 2017

2 REACCIÓN DE PCR Esta reacción permite obtener un gran número de copias de una secuencia de ácido nucleico determinada, ya sea ADN o ARN.

3 RT-PCR Muestra de partida: ARN. Pasos de reacción: 1) Transcripción reversa para obtención de ADNc. 2) Amplificación de la secuencia deseada mediante PCR.

RT-PCR: Detección de virus de Influenza A. Pachucki y col., JOURNAL OF CLINICAL MICROBIOLOGY, June 2004, p. 2796 2798. Muestra: Hisopado nasal y faríngeo.

4 RT-PCR: Detección de virus de Influenza A. Pachucki y col., JOURNAL OF CLINICAL MICROBIOLOGY, June 2004, p Muestra: Hisopado nasal y faríngeo. Transcripción Reversa: RNA total, usando random primer hexamers. Identificación del virus de Influenza A mediante amplificación por PCR del gen de matriz de dicho virus (212bp).

5 RFLP-PCR Esta técnica aprovecha la aparición o eliminación de un sitio de corte para una enzima de restricción, causado poruna mutación puntual. La técnica consta de dos pasos sucesivos: 1) Amplificación de la secuencia de interés mediante PCR. 2) Restricción de la secuencia amplificada con una enzima específica.

6 RFLP-PCR: Acción de las enzimas de restricción.

7 RFLP-PCR

RFLP-PCR: Detección de virus de Influenza A resistentes a Amantadina. Pachucki y col., JOURNAL OF CLINICAL MICROBIOLOGY, June 2004, p. 2796 2798.

8 RFLP-PCR: Detección de virus de Influenza A resistentes a Amantadina. Pachucki y col., JOURNAL OF CLINICAL MICROBIOLOGY, June 2004, p Primeramente se realiza una amplificación del gen de la proteína M2. Luego se detectan mutaciones puntuales que dan resistencia a amantadina, mediante el uso de enzimas de restricción.

9 RFLP-PCR: Detección de alelo Duarte (mutación N 314 D). La variante Duarte, es un alelo polimorfico del gen GALT, que da como resultado que la enzima presente actividad disminuída. La variante se debe a la mutación N 314 D, en la cual hay una sustitución (c.940a G), que genera un cambio del aminoácido asparagina (Asn, N) por un ácido aspártico (Asp, D). Este polimorfismo genera un cambio de bases que determina la ganancia de un sitio de corte para la enzima de restricción AvaII.

10 RFLP-PCR: Detección de alelo Duarte (mutación N 314 D).

11 RFLP-PCR: Detección de alelo Duarte (mutación N 314 D). AnálisisdelamutaciónN314Den elexón10delgengalthumano.línea 4: homocigota para el alelo mutado; líneas 1, 2, 5 y 6: heterocigotas y líneas3y7al10:homocigotasparaelalelonormal

12 GAP-PCR. Se utiliza para detectar grandes delecciones en el ADN. Puede usarse un único par de primers que flanqueen la zona deleccionada, de modo tal que esta sea amplificada en la reacción de PCR. Para delecciones menores de 1Kb, el par de primers utilizados generará dos productos de amplificación, el fragmento de menor tamaño se producirá a partir del alelo que presenta la delección. Cuando la delección es mayor, la distancia entre los primers en el alelo normal es demasiado grande como para ser amplificada, y sólo se obtendrá producto a partir del alelo que presenta la delección (alelo mutado). En estos casos, el alelo normal es detectado usando un tercer primer, cuya zona de hibridación se encuentre dentro de la región que se encuentra delecionada en el alelo mutado

13 GAP-PCR: Detección prenatal de las deleccionesα-sea y β-fil (causantes de α-y β- talasemia, respectivamente). Kho y col., Sci Rep. 14;5:13937, Sept Muestra: se utilizó ADN extraído de sangre y de vellosidades coriónicas. Posteriormente el ADN se amplificó mediante qpcr (en dos reacciones separadas, una para cada mutación), y los amplicones obtenidos fueron identificados a través de la realización de las correspondientes curvas de disociación.

GAP-PCR: Detección prenatal de la delección α-sea. SEA-F: Primer Forward, común a los amplicones normal y mutado. SEA-R1: Primer Reverse, que amplifica el alelo normal.

14 GAP-PCR: Detección prenatal de la delección α-sea. SEA-F: Primer Forward, común a los amplicones normal y mutado. SEA-R1: Primer Reverse, que amplifica el alelo normal. SEA-R2: Primer, Reverse que amplifica el alelo mutado. El rectángulo negro indica la delección encontrada en la mutación α-sea; los rectángulos naranjas indican las zonas amplificadas por PCR.

15 GAP-PCR: Detección prenatal de la delección α-sea. Curvas de disociación obtenidas a partir de amplicones de: un un sujeto normal, sin la delección α-sea (rojo); un portador de la mutación α-sea (verde); y un homicigota para la delección α-sea (azul).

16 GAP-PCR: Detección prenatal de la delección β-fil FIL-F: Primer Forward, común a los amplicones normal y mutado. FIL-R1: Primer Reverse, que amplifica el alelo normal. FIL-R2: Primer Reverse, que amplifica el alelo mutado. El rectángulo negro indica la delección encontrada en la mutación β-fil; los rectángulos naranjas indican las zonas amplificadas por PCR.

17 GAP-PCR: Detección prenatal de la delección β-fil Curvas de disociación de: un un sujeto normal, si la delección β-fil (rojo); un portador de la mutación β-fil (verde); y un homicigota para la delección β-fil (azul).

18 Long range PCR. Esta técnica ha sido utilizada para detectar delecciones e inserciones. Pueden obtenerse amplicones de hasta 30Kb. El protocolo de PCR es modificado por la introducción de una polimerasa con actividad correctora de pruebas (3-5 -exonucleasa) además de la Taq polimerasa.

19 Long range PCR: Detección de inserciones

20 MAPH (múltiple hibridización de sondas amplificables) y MLPA (múltiple amplificación de sondas dependiente de ligación) Ambas son técnicas basadas en una amplificación cuantitativa por PCR. Presentan la ventaja de permitir el análisis de hasta 40 secuencias blanco simultáneamente. Son técnicas muy usadas para detección de delecciones y duplicaciones del genoma. Debido a la rapidez con que estas técnicas permiten escanear hasta 40 blancos, pueden ser ampliamente usadas tanto para investigación como para diagnóstico. Por ejemplo para la caracterización/diferenciación de tumores.

21 MAPH: Síntesis de sondas Cada secuencia blanco es detectada por una sonda específica. Todas las sondas están flanqueadas por las mismas secuencias (en sus extremos 5 y 3 ), lo que permite amplificarlas todas con el mismo par de primers. Todas las sondas deben tener tamaños diferentes, para ser diferenciadas por el detector.

22 MAPH: Protocolo de ensayo.. Uno de los primers usados para la amplificación con PCR está marcado con un fluorocromo. Los productos de amplificación son separados por electroforesis capilar y detectados.

23 MLPA. Principales diferencias con el MAPH: Utiliza dos sondas para reconocer cada secuencia blanco. La hibridación de las sondas con el ADN blanco se realiza en solución. Luego de la hibridación de las sondas, se lleva a cabo una reacción de ligación.

24 MLPA: Protocolo de ensayo.. Las sondas hibridizan de manera inmediatamente adyacente, de esta manera solo aquellos pares de sondas que encuentran sus secuencias blanco pueden ser ligadas y amplificadas por PCR.

MLPA: Protocolo de ensayo.. Las sondas que reconocieron su secuencia blanco y pudieron ser ligadas son amplificadas por PCR, usando un único par de primers.

25 MLPA: Protocolo de ensayo.. Las sondas que reconocieron su secuencia blanco y pudieron ser ligadas son amplificadas por PCR, usando un único par de primers. Todos los amplicones generados deben tener diferente tamaño. Los productos obtenidos son separados por electroforesis capilar y detectados debido a su marcación fluorescente (usualmente en uno de los primers)

26 MAPH-MLPA: Resultados..

27 MLPA: Análisis de la región cromosómica 2q11 para diagnóstico prenatal de malformaciones cardíacas. Zhang et al. Molecular Cytogenetics(2015) 8:100

28 MAPH-MLPA: Resúmen..

29 SSCP (Polimorfismos de conformación de cadena única).. La técnica de SSCP detecta variaciones en la secuencia del ADN (mutaciones puntuales y otros cambios pequeños) debido a la generación de diferencias en la movilidad electroforética. Bajo condiciones no desnaturalizantes, las moléculas de ssadn asumen conformaciones únicas que dependen de su secuencia de nucleótidos. Los cambios conformacionales producidos por variaciones en la secuencia de ADN pueden resultar en diferencia de movilidad detectables. La mayoría de los experimentos de SSCP son diseñados para evaluar polimorfismos en un único locus, y comparar los resultados entre individuos diferentes.

30 SSCP 1. Un par de primers específicos es utilizado para amplificar el ADN blanco. 2. La muestra se enriquece en ssadn por medio de una PCR asimétrica, debido a la presencia de uno de los primers en mayor concentración que el otro. 3. Las movilidades de los fragmentos simple cadena se comparan mediante electroforesis en un gel neutro de poliacrilamida. 4. Las bandas son detectadas.

31 SSCP: esquema de trabajo.

32 SSCP:Análisis de mutaciones en el gen de TNP1 en hombres infértiles con varicocele. Heidariy col., Iran J Reprod Med Vol. 12. No. 4. pp: , abril2014. La correcta expresión de los genes de la Proteína de Transición Nuclear (TNP) es necesaria para la espermatogénesis. En el citado trabajo se intenta buscar si existe una relación entre la presencia de mutaciones en esta proteína y la presencia de varicocele en hombres infértiles. Se trabajó con muestras de sangre de pacientes infértiles con varicocele y de sujetos controles. Para el estudio, se seleccionaron tres regiones del gen TNP, dos exones y un intrón, que fueron amplificados por PCR.

SSCP:Análisis de mutaciones en el gen de TNP1 en hombres infértiles con varicocele. Heidariy col., Iran J Reprod Med Vol. 12. No. 4. pp: 257-262, abril2014.

33 SSCP:Análisis de mutaciones en el gen de TNP1 en hombres infértiles con varicocele. Heidariy col., Iran J Reprod Med Vol. 12. No. 4. pp: , abril2014. Identificación de una mutación en heterocigosis, en hombres infértiles con varicocele (calles 4 y 5, mutación g.ivs1+75t>c). La calle 1 pertenece al alelo wt.

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