Salto cromosómico

Qué es el salto cromosómico

La técnica corta el ADN genómico en fragmentos grandes con enzimas de restricción y los circulariza con una ligasa, de modo que sus dos extremos, originalmente alejados en la secuencia lineal, quedan unidos. A partir de un marcador conocido situado en un extremo del fragmento circular se aísla un segmento que incluye ese marcador y el ADN que antes ocupaba el extremo opuesto; ese segmento se clona en un vector, casi siempre un bacteriófago, y sirve de marcador de partida para el siguiente salto. Cada salto desplaza así el punto de trabajo decenas o incluso cientos de kilobases, muy por encima de lo que permite avanzar clon a clon.

No debe confundirse con una translocación cromosómica, un reordenamiento real del material genético que ocurre de forma espontánea dentro de la célula. El salto cromosómico no altera el genoma de ningún organismo: es una manipulación de laboratorio que se realiza sobre ADN ya extraído, con fines de mapeo y clonación.

La caza del gen de la fibrosis quística

La técnica la desarrolló en 1987 el genetista Francis Collins, entonces en la Universidad de Míchigan, junto con Mitchell Drumm, que la convirtió en el tema de su tesis doctoral. El equipo construyó una biblioteca general de saltos cromosómicos humanos capaz de clonar secuencias situadas a unas cien kilobases de cualquier punto de partida del genoma, y la puso a prueba saltando desde el oncogén met hasta una región del cromosoma 7 relacionada con la fibrosis quística.

Dos años más tarde, combinando ese salto con el paseo cromosómico convencional, el mismo equipo recorrió más de 500.000 pares de bases de la región y logró identificar el gen responsable de la enfermedad, publicado en tres artículos de la revista Science en 1989. Fue uno de los primeros genes de una enfermedad hereditaria identificado sin conocer de antemano la función de la proteína que codificaba.

Diferencia con el paseo cromosómico

El salto cromosómico rara vez se usaba solo. Se combinaba con el paseo cromosómico, que avanza de forma continua clon a clon, secuenciando los extremos de cada fragmento para diseñar el siguiente paso. El salto, en cambio, avanza a distancia y salva de un solo movimiento los tramos que el paseo no podía atravesar, ya fuera por tratarse de ADN muy repetitivo o de regiones imposibles de clonar en los vectores disponibles en la época. Ambas técnicas formaban parte de la misma estrategia general, la clonación posicional, hoy sustituida casi por completo por la secuenciación masiva del genoma.

Preguntas frecuentes

¿Sigue usándose el salto cromosómico hoy en día?

No, al menos no como en los años ochenta. La secuenciación masiva del genoma humano permite localizar y clonar cualquier fragmento de ADN sin necesidad de saltar ni caminar por el cromosoma, y la técnica pertenece ya a la historia de la genética.

¿Por qué hacía falta saltar en lugar de caminar todo el tiempo?

Porque el genoma de los mamíferos contiene tramos muy repetitivos o directamente imposibles de clonar con los vectores bacterianos de la época, y cada uno de esos tramos detenía en seco el paseo cromosómico. El salto permitía rodear el obstáculo de un solo movimiento y retomar el paseo al otro lado, en vez de intentar clonarlo pieza a pieza.

¿Qué tamaño tenía cada salto?

Del orden de cien kilobases en la biblioteca original de 1987, aunque trabajos posteriores describieron saltos de entre 25 y 110 kilobases según el fragmento de partida.

¿Es lo mismo que la clonación posicional?

No, es una de sus herramientas. La clonación posicional es la estrategia general para localizar un gen a partir de su posición en el cromosoma; el salto, como el paseo, era una de las técnicas concretas con las que esa estrategia se llevaba a la práctica.

Referencias

1. National Human Genome Research Institute (NHGRI). Clonación posicional. Glosario parlante de términos genómicos.
2. Collins FS, Drumm ML, Cole JL, et al. Construction of a general human chromosome jumping library, with application to cystic fibrosis. Science. 1987.
3. Rommens JM, Iannuzzi MC, Kerem B, et al. Identification of the cystic fibrosis gene: chromosome walking and jumping. Science. 1989.
4. Universidad de Granada. Identificación de genes: paseo y salto cromosómico.