Paseo cromosómico

Qué es el paseo cromosómico

La técnica consiste en recorrer, fragmento a fragmento, el ADN adyacente a un punto de partida conocido (un gen, un marcador molecular) hasta alcanzar una región de interés situada más allá del alcance de una sola sonda. El descriptor de ciencias de la salud de la Biblioteca Virtual en Salud lo recoge en español como paseo de cromosoma, aunque en la literatura también circula caminata cromosómica.

No es, como tantos términos de este diccionario, una voz de raíz griega o latina técnica. Es un calco del inglés chromosome walking, y su nombre describe con bastante literalidad el procedimiento: caminar, paso a paso, a lo largo del cromosoma, usando cada fragmento recién identificado como punto de apoyo para el siguiente.

Cómo funciona

El punto de partida es un fragmento de ADN ya caracterizado, una sonda, que se emplea para rastrear una genoteca: una colección de fragmentos de ADN genómico clonados en vectores como bacteriófagos, cósmidos o plásmidos. La sonda hibrida con los clones de la genoteca que contienen secuencias solapantes con el fragmento conocido.

De esos clones positivos se selecciona el extremo más alejado del punto de partida y se convierte en la nueva sonda para la siguiente ronda de cribado. El proceso se repite tantas veces como haga falta. Cada paso avanza un poco más hacia la región de interés.

El recorrido, sin embargo, no siempre es continuo. Las regiones ricas en ADN repetitivo, o los segmentos difíciles de clonar en el vector empleado, pueden detener la marcha. Para sortear estos obstáculos se desarrolló una variante complementaria, el paseo con salto (chromosome jumping), que utiliza fragmentos de restricción de gran tamaño circularizados para acercar artificialmente regiones distantes del cromosoma y saltar así por encima del tramo problemático.

Origen y desarrollo histórico

William Bender, Pierre Spierer y David Hogness describieron el procedimiento en 1983, en un trabajo publicado en el Journal of Molecular Biology que aisló y ordenó más de 300.000 pares de bases del cromosoma de Drosophila melanogaster, en la región que incluye el complejo bithorax. El artículo estableció, de paso, la variante de salto para franquear elementos transponibles que interrumpían el recorrido.

Seis años más tarde, Johanna Rommens, Lap-Chee Tsui, Francis Collins y su equipo aplicaron ambas técnicas, paseo y salto, a un problema humano de primer orden: la localización del gen responsable de la fibrosis quística. El trabajo, publicado en Science en 1989, aisló más de 500.000 pares de bases del brazo largo del cromosoma 7 y condujo, ese mismo año, a la identificación del gen CFTR.

Diferenciación con otras técnicas de mapeo genético

El paseo cromosómico suele confundirse con la clonación posicional. Conviene distinguirlos: aquella designa la estrategia general para localizar un gen causante de enfermedad a partir de su posición en el cromosoma, apoyada en marcadores genéticos ligados a la región candidata. El paseo, en cambio, es solo una de las herramientas físicas de las que esa estrategia puede valerse para recorrer el tramo de interés una vez acotado; no es sinónimo de ella.

También se emplea, en un contexto más restringido, el paseo con cebador (primer walking): en lugar de cribar una genoteca completa, se diseñan cebadores sucesivos a partir de la secuencia ya obtenida para extender la lectura durante la secuenciación de un único clon. Comparte la lógica del paseo cromosómico, aplicada a una escala mucho más reducida.

La secuenciación masiva en paralelo desplazó buena parte de estas técnicas a partir de la década de 2000: resulta más eficiente fragmentar el genoma entero y ensamblarlo por solapamiento computacional que recorrerlo clon a clon. El principio de fondo apenas ha cambiado: identificar solapamientos entre fragmentos para reconstruir, paso a paso, una secuencia continua.

Preguntas frecuentes

¿En qué se diferencia el paseo cromosómico de la clonación posicional?

No son lo mismo. La clonación posicional es la estrategia completa para llegar a un gen desde su posición cromosómica; el paseo cromosómico, una de las técnicas físicas que esa estrategia puede utilizar para recorrer la región candidata, no la estrategia en su conjunto.

¿Quién describió por primera vez esta técnica?

William Bender, Pierre Spierer y David Hogness, en 1983, al aislar la región del complejo bithorax en Drosophila melanogaster. El trabajo se publicó en el Journal of Molecular Biology.

¿Se sigue utilizando hoy en día?

Rara vez como método principal. La secuenciación masiva la sustituyó para el mapeo a gran escala, aunque el paseo con cebador conserva un uso puntual en la extensión de secuencias concretas durante la secuenciación de clones individuales.

¿Qué aportó esta técnica al estudio de la fibrosis quística?

Permitió, en 1989, aislar la región del cromosoma 7 que contenía el gen CFTR, cuya mutación causa la enfermedad. Fue uno de los hitos más citados de la genética molecular humana de finales del siglo XX.

Referencias

1. Rommens JM, Iannuzzi MC, Kerem BS, Drumm ML, Melmer G, Dean M, et al. Identification of the cystic fibrosis gene: chromosome walking and jumping. Science. 1989;245(4922):1059-1065. doi.org
2. Bender W, Spierer P, Hogness DS. Chromosomal walking and jumping to isolate DNA from the Ace and rosy loci and the bithorax complex in Drosophila melanogaster. J Mol Biol. 1983;168:17-33. sciencedirect.com
3. Biblioteca Virtual en Salud. Descriptores en Ciencias de la Salud (DeCS): Paseo de Cromosoma. decs.bvsalud.org
4. Oxford Reference. A Dictionary of Genetics: chromosome walking. oxfordreference.com