¿Usamos ADN ‘basura’ cuando comparamos chimpancés y humanos como lo hacemos en las pruebas de paternidad?

Los dos procesos son muy diferentes. Ningún proceso hace una diferencia explícita entre los genes y otras partes del ADN.

En una prueba de paternidad, las partes conocidas del ADN que tienen una longitud muy variable cuando se comparan entre individuos, se extraen bioquímicamente en el laboratorio. Luego se ponen en un gel que tira de las hebras de ADN de un lado a otro como un imán. Debido a que las piezas de ADN más cortas migran más rápido a través del gel, esto da como resultado un patrón que es característico de las longitudes de las secuencias y es prácticamente único para cada individuo. Cualquier similitud entre dos patrones es probablemente una señal de relaciones sanguíneas. Las partes variables del ADN utilizado en esta técnica son ADN “basura” y se encuentran en regiones reguladoras. Esta técnica es antigua, barata, fácil y rápida, y también se usa en investigaciones criminales. Sin embargo, el patrón no es más que una huella digital de ADN.

El campo de la ciencia que se ocupa de comparar el ADN de diferentes muestras se llama genómica comparativa. Se puede usar, por ejemplo, para dilucidar la historia evolutiva de ciertos genes o establecer relaciones taxonómicas. Los científicos contemporáneos utilizan principalmente dos tecnologías: microarrays y secuenciación del genoma completo. Los microarrays proporcionan información sobre la presencia de ausencia de ciertas secuencias de ADN solicitadas. Por ejemplo, si tengo un gen humano y quiero saber si está presente (o tal vez está presente dos o tres veces) en la muestra de chimpancé, podría usar un microarray. Debido a que las matrices pueden comparar miles de secuencias al mismo tiempo, esta es una tecnología muy útil. La otra técnica es la secuenciación del genoma completo, donde se lee toda la secuencia de ADN de cada muestra. En el caso de la muestra humana (y probablemente similar para el chimpancé), esto produce 3.2 billones de símbolos A, T, C o G [*] que pueden usarse para todo tipo de análisis in silico . Lo más sencillo sería una alineación, donde la computadora intenta imprimir las secuencias de tal manera que las regiones más similares estén una al lado de la otra, lo que muestra directamente las relaciones evolutivas. Dado que este análisis comprende todo el genoma, eso incluye “basura”.

[*] Simplificación. En realidad, la secuenciación completa del genoma es costosa y ardua, aunque ahora menos que antes y sigue disminuyendo. No resulta claramente en una secuencia de ADN (o una por cromosoma), sino en muchas piezas pequeñas (~ 100 símbolos), que luego deben confundirse. Es un desastre.

Si.

La basura a menudo es genial porque es neutral y no está sujeta a las fuerzas sesgadas de la selección. Muchos tipos de basura tienen tasas de mutación que son predecibles, por lo que sus procesos pueden modelarse y usarse como un reloj.

Pero para ser técnicos al respecto, generalmente no usamos el mismo tipo de ADN basura.

La elección de los marcadores de ADN depende de sus propósitos.

Las pruebas de paternidad humana generalmente se basan en microsatélites. Estas son regiones de ADN repetitivas que tienen una alta tasa de mutación, tienen más de dos alelos y fueron fáciles de analizar cuando todavía se desarrollaban las huellas dactilares de ADN. Son excelentes para tomar huellas digitales e inferir relaciones con solo unos pocos marcadores / loci entre individuos estrechamente relacionados. Se puede usar para comparar especies, pero no necesariamente funcionarán y con frecuencia serán menos confiables. Y no puedo enfatizar demasiado la importancia histórica. Si reconstruimos nuestras bases de datos de huellas dactilares de ADN hoy, probablemente estaríamos utilizando grandes paneles de SNP.

Cuando comienzas a comparar especies, los genetistas comienzan a usar otros loci. Como dice Emily, puedes ir al genoma completo, pero eso generalmente no es necesario a menos que quieras la mejor precisión y puedas pagarla. Todavía no es lo suficientemente barato como para hacerlo de esa manera. Y los microarrays / chips estarán sesgados cuando se usen en poblaciones (incluidas las especies) para las que no están diseñados. Los filogenéticos tienden a seleccionar ciertas regiones del genoma, genes específicos o secuencias, como el ARNr, que tienen una serie de características que los hacen excelentes para sus propósitos. Volviendo a su ADN basura, los polimorfismos de ARNr podrían considerarse basura; los tranpsosones y otras secuencias repetitivas, incluidas las secuencias centroméricas y teloméricas, también se están volviendo populares para hacer comparaciones de especies. El ARNr ha sido excepcionalmente impresionante porque las regiones flanqueantes ribosómicas están extremadamente bien conservadas, pero luego las secuencias intermedias son muy variables. Eso significa que los marcadores que diseñe funcionarán en prácticamente todas las especies (por lo que el ensayo funcionará, químicamente), pero al mismo tiempo, la información es muy variable (por lo que la información que obtiene es realmente útil para distinguir especies).