Qué es la hibridación de los ácidos nucleicos, ADN y ARN
La hibridación de ácidos nucleicos es una de las propiedades de estas moléculas de las que nos aprovechamos en el laboratorio para llevar a cabo experimentos con ellos. Los ácidos nucleicos son el ADN y el ARN. Ambos se caracterizan por su esqueleto de grupo fósfato + pentosa. Pero la parte que nos interesa para hibridar es lo que diferencia cada nucleótido, las bases nitrogenadas. Seguro que estás cansado de oír que el ADN está formado por una doble cadena y que el ARN es de cadena sencilla. Muchas veces lo verás representado como ss (single-traid, cadena simple) y ds (doble-straid, o cadena doble). La hibridación es la capacidad de los ácidos nucleicos de formar, precisamente eso, dobles cadenas.
La hibridación de ADN nos permite conocer la secuencia de la doble hebra.
El ADN es capaz de formar una doble cadena. Dos moléculas de ADN cuyas bases son complementarias se unen para protegerse y estabilizarse. Te recuerdo que las bases nitrogenadas se complementan así: guanina con citosina y actina con timina. Pero espera, ¿no decíamos que el ARN es de cadena sencilla? Bueno sí, pero el ARN hace trampas. Es capaz de formar dobles cadenas tanto consigo mismo como con el ADN. Cuando se híbrida con el ADN tendremos exactamente eso, una hebra híbrida con una cadena de cada ácido nucleico. Estas cadenas en general no son largas y el ejemplo más común que puedes encontrar son los cebadores de ARN que tiene la ADN polimerasa y que son necesarios para formar la doble hebra de ADN tras la replicación. Pero también el ARN puede formar una “pseudodoble” cadena con ARN. Las bases nitrogenadas son la parte más reactiva químicamente y no tarda mucho en interaccionar con otras cosas. Para protegerse es frecuente que el ARN forme una doble cadena con ella misma. Las bases nitrogenadas del ARN se unen a otras bases de la misma cadena, tomando una configuración tridimensional muchas veces característica de la molécula y que tiene un papel importante en su función. Como ves, el ARN forma una doble cadena muchas veces, solo que en realidad es solo una cadena que se une consigo misma, por eso seguimos diciendo que el ARN es de cadena simple.
Una de las propiedades de los ácidos nucleicos es que si subimos las temperaturas podemos romper los enlaces de hidrógeno que mantienen a las dos cadenas unidas. Este proceso lo llamamos desnaturalización. El proceso contrario, la renaturalización, se consigue bajando la temperatura poco a poco. Con ella conseguiremos que las dos hebras vuelvan a unirse casi a la perfección. En el laboratorio empleamos estas cualidades para hibridar ácidos nucleicos. Por ejemplo, tenemos un ADN desconocido y queremos saber de qué especie es. Entonces lo que haremos será desnaturalizarlo y añadir a la muestra un ADN o ARN que conocemos, que sabemos que es una secuencia exclusiva de humanos y hemos marcado de alguna manera que podemos medir. Si la muestra contiene una región capaz de hibridar con nuestro marcador, nos indicará que la muestra de ADN pertenece a un humano.
Este tipo de estrategias se emplean en el laboratorio para iniciar gran número de procesos. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es una de las técnicas más potentes y comunes en un laboratorio de biología molecular. La unión específica (hibridación) de un cebador con la muestra es la base de todo el proceso.