Desde el desarrollo de la secuenciación Sanger en 1977 hasta la aparición de la secuenciación de nueva generación (NGS), las técnicas de secuenciación del ADN han avanzado de manera espectacular. Hoy en día, gracias a tecnologías como Illumina y PacBio, es posible secuenciar genomas completos a una fracción del costo y tiempo que requería la secuenciación Sanger, lo que ha abierto la puerta a aplicaciones como la medicina personalizada y la biología molecular avanzada. La secuenciación de ADN se diferencia de otros procesos moleculares como la replicación del ADN, en que se enfoca en la determinación del orden de los nucleótidos.
Puntos clave
- La secuenciación Sanger fue el estándar durante varias décadas, pero ha sido reemplazada en gran medida por la NGS.
- NGS permite secuenciar genomas completos a una fracción del costo y tiempo que Sanger.
- Existen varias técnicas de NGS, como Illumina y PacBio, cada una con sus propias ventajas.
- La NGS ha impulsado grandes avances en medicina personalizada y biotecnología.
Evolución de las técnicas de secuenciación
La secuenciación del ADN ha recorrido un largo camino desde los años 70, cuando Frederick Sanger desarrolló la primera técnica exitosa de secuenciación, conocida como secuenciación Sanger. Esta metodología fue clave para proyectos como el Proyecto Genoma Humano, que mapeó el genoma completo en 2003. Sin embargo, las limitaciones de Sanger en términos de velocidad y costo llevaron a la creación de técnicas más avanzadas conocidas como secuenciación de nueva generación (NGS), que permiten secuenciar millones de fragmentos de ADN en paralelo.
Con la llegada de la NGS, tecnologías como Illumina y PacBio han dominado el campo, permitiendo una secuenciación más rápida y económica, haciendo posible secuenciar el genoma humano por unos cientos de dólares en lugar de los miles de millones que costaba inicialmente.
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Comparación entre Sanger y NGS
Sanger vs NGS: La principal diferencia entre la secuenciación Sanger y la NGS radica en la cantidad de fragmentos de ADN que pueden ser secuenciados al mismo tiempo. Mientras que la secuenciación Sanger procesa un solo fragmento de ADN a la vez, las tecnologías de NGS pueden secuenciar millones de fragmentos en paralelo, lo que reduce considerablemente el tiempo necesario para obtener resultados.
Ventajas de Sanger:
- Ideal para secuenciar genes individuales o fragmentos cortos de ADN.
- Alta precisión en secuencias cortas.
Ventajas de NGS:
- Mayor velocidad y eficiencia.
- Capacidad para secuenciar genomas completos de manera más económica.
- Útil para aplicaciones como la medicina personalizada y estudios de microbiomas.
Una de las técnicas más utilizadas en NGS es la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que juega un papel clave en la preparación de las muestras. Para realizar la PCR y otras técnicas de amplificación de ADN, los termocicladores son una herramienta indispensable en los laboratorios de biología molecular.
Aplicaciones actuales de NGS
El impacto de la NGS se extiende más allá de la secuenciación de genomas completos. Algunas de las principales aplicaciones incluyen:
Medicina personalizada: La secuenciación de los genomas de los pacientes permite tratamientos personalizados basados en su perfil genético.
Investigación en enfermedades genéticas: NGS permite identificar variantes genéticas asociadas con enfermedades hereditarias de manera más rápida y precisa.
Microbiomas: La secuenciación de comunidades microbianas ha revolucionado el estudio de la flora bacteriana en diferentes ambientes, incluidos el intestino humano y el medio ambiente. Los estudios basados en evaluación de la biodiversidad a través del ADN son cada vez más comunes gracias a la precisión y velocidad de la NGS.
Agricultura y biotecnología: La secuenciación de cultivos y animales permite el desarrollo de nuevas variedades resistentes a enfermedades.
Conservación: La secuenciación de ADN se utiliza para estudiar la genética de especies en peligro, facilitando su conservación.
Preguntas Frecuentes
Conclusión
Las técnicas de secuenciación del ADN han evolucionado significativamente desde la creación de la secuenciación Sanger hasta los métodos actuales de NGS. Mientras que la secuenciación Sanger sigue siendo relevante para ciertos tipos de estudios, la NGS ha demostrado ser una herramienta indispensable en aplicaciones que van desde la medicina personalizada hasta la investigación genética a gran escala. Con el continuo desarrollo de nuevas tecnologías, es probable que veamos aún más avances en este campo en los próximos años.
Fuente: Biosciences | DNA sequencing methods: from Sanger to NGS
