La clonación funcional, también conocida como clonación posicional, tiene como objetivo aislar un gen basado en su fenotipo y su ubicación cromosómica. Aquí están los pasos clave involucrados:
1. Identificar un fenotipo de interés:
- Comience con una comprensión clara del fenotipo que desea clonar. Esto podría ser una enfermedad, un rasgo de desarrollo o cualquier otra característica observable.
2. Mapee el gen a una región cromosómica específica:
- Análisis de enlace: Analice los patrones de segregación del fenotipo con marcadores genéticos conocidos (como SNP o microsatélites) en una familia o población. Identifique marcadores que se separan conjuntamente con el fenotipo, lo que sugiere que están cerca del gen de interés.
- Estudios de asociación: Correlacione el fenotipo con variantes genéticas específicas (SNP) en un enfoque basado en la población. Esto ayuda a identificar regiones en el genoma asociado con el fenotipo.
- Deleciones/duplicaciones cromosómicas: Examine a las personas con reordenamientos cromosómicos. Si el fenotipo se ve afectado por una deleción o duplicación en una región específica, sugiere que el gen responsable se encuentra dentro de esa región.
3. Estreche la región candidata:
- Mapeo fino: Emplea marcadores genéticos de alta densidad y familias/poblaciones adicionales para refinar la ubicación del gen dentro de la región previamente identificada.
- Mapeo físico: Use métodos físicos como caminar cromosomas y saltar cromosomas para establecer un mapa físico de la región, identificando clones superpuestos.
- Identificación del gen candidato: Identifique todos los genes presentes dentro de la región reducida utilizando bases de datos genómicas disponibles.
4. Clon y analizar genes candidatos:
- clonación del gen: Aislar y secuencia de fragmentos de ADN que contienen los genes candidatos utilizando técnicas como PCR o detección de biblioteca.
- Análisis de expresión: Examine el patrón de expresión de los genes candidatos en tejidos relevantes para el fenotipo.
- Estudios funcionales: Realice ensayos funcionales (como estudios in vitro o in vivo) para determinar el papel de los genes candidatos en el fenotipo. Esto puede involucrar:
- sobreexpresión o derribo del gen
- Estudiar los efectos de las mutaciones en el gen
- Investigar las interacciones proteicas del producto génico
5. Validación y confirmación:
- Estudios independientes: Replique los resultados en diferentes poblaciones o modelos experimentales.
- Modelos animales: Cree modelos animales con mutaciones en el gen identificado para confirmar su papel en el fenotipo.
- potencial terapéutico: Evaluar el gen y sus productos para posibles aplicaciones terapéuticas.
Nota importante:
- La clonación funcional es a menudo un proceso complejo y lento.
- Requiere un análisis genético extenso, técnicas de biología molecular y experiencia biológica.
- El éxito de la clonación funcional depende de la disponibilidad de recursos genéticos apropiados, la complejidad del fenotipo y la arquitectura genética del rasgo.
Alternativas a la clonación funcional:
- Secuenciación de próxima generación: Permite la secuenciación de genoma completo o exoma, facilitando la identificación de genes asociados con fenotipos específicos.
- Estudios de asociación de todo el genoma (GWAS): Proporcione una herramienta poderosa para detectar variantes genéticas asociadas con rasgos complejos, aunque pueden no identificar directamente los genes causales.
- Genética inversa: Comience con un gen e investigue su función utilizando herramientas de edición de genes como CRISPR-CAS9.
La clonación funcional ha desempeñado un papel crucial en la comprensión de la base genética de diversas enfermedades y rasgos, contribuyendo significativamente al avance de la medicina y la biología. Sin embargo, con el advenimiento de las nuevas tecnologías, los enfoques alternativos se están volviendo cada vez más importantes en la investigación genética.
