La secuenciación ARN es una técnica utilizada para identificar la secuencia de las bases que componen una molécula de ARN.
La secuenciación del ARN nos permite descubrir más sobre qué genes se expresan (activan) o suprimen (desactivan) en diferentes momentos en diferentes tipos de células.
La mayoría de las células de un organismo contienen exactamente el mismo genoma, pero hay una gran variación en el aspecto y el funcionamiento de los diferentes tipos de células.
Las diferentes combinaciones de genes se activan o desactivan en diferentes tipos de células, lo que da como resultado la variedad de estructuras y funciones que observamos.
En el laboratorio ARN España investigamos estas diferencias entre células de un mismo organismo mediante secuenciación de ARN.
Podemos averiguar qué genes están activados y en qué medida lo están, utilizando una técnica llamada secuenciación de ARN (RNA-seq), que identifica la secuencia de las bases que forman una molécula de ARN.
La secuenciación del ARN nos ayuda a comprender qué genes están causando diferencias interesantes entre diferentes células o tejidos.
Por ejemplo, los glóbulos rojos se producen en la médula ósea, ¿entonces encontramos la hemoglobina ? ARN en células de médula ósea. Por el contrario, las células de la piel no necesitarían producir hemoglobina, por lo que no encontramos ARN de hemoglobina en las células de la piel.
La secuenciación de ARN también puede ayudar a identificar las diferencias entre las células sanas y las que no funcionan correctamente porque están afectadas por una enfermedad.
Por ejemplo, las células sanas de la médula ósea expresan grandes cantidades de ARN de hemoglobina. Sin embargo, las células de la médula ósea con mutaciones de beta talasemia, lo que hace que se produzca menos hemoglobina, expresan mucho menos ARN de hemoglobina.
¿Cómo funciona la secuenciación del ARN?
El primer paso de la secuenciación del ARN es extraer todas las moléculas de ARN de las células que se están estudiando. Extraer el ARN es un proceso complicado que consta de varios pasos; quizás sorprendentemente, el ARN monocatenario se daña y destruye más fácilmente que el ADN bicatenario relativamente resistente.
La secuenciación del ARN comienza con el uso del ARN para hacer una copia del ADN, en un proceso inspirado en la transcripción.
Este tipo de ADN se llama ADN complementario (ADNc) y se produce usando una enzima llamada transcriptasa inversa, ¡llamada así porque es lo opuesto a la transcripción!
Una vez que se crea el ADNc, se puede leer o secuenciar de la misma manera que se realiza toda la secuenciación del ADN.
Los métodos de secuenciación de próxima generación (NGS) nos permiten secuenciar el ADN a gran escala y a costos mucho más bajos que los métodos más antiguos, como los microarrays.
Al secuenciar cada molécula de ADNc, podemos determinar qué ARN estaba presente originalmente. Esto nos dice qué genes se están transcribiendo (activando) y cuánto están activados.
¿Qué podemos aprender de la secuenciación del ARN?
Funciones génicas:
No conocemos la función de muchos genes. Observar cuándo y dónde se activa o desactiva un gen puede ayudarnos a comprender qué podría estar haciendo.
Genes asociados a enfermedades:
Al comparar los patrones de expresión génica entre tejidos sanos y enfermos, podemos buscar qué genes se comportan de manera diferente.
Estos genes podrían estar involucrados en la causa de la enfermedad; ahí es donde una mayor investigación puede ser útil, abriendo el camino a técnicas como la edición de genes.
Empalme:
Antes de que el ARNm se use como instrucciones para hacer una proteína, se puede cortar en secciones más pequeñas y reorganizar en un proceso llamado empalme.
La secuenciación del ARN nos permite ver esto con más detalle y estudiar las diferentes formas en que se puede reorganizar el ARNm.