Biología molecular

La biología molecular es la rama de la biología que busca comprender las bases moleculares de la actividad biológica en y entre las células, incluida la síntesis molecular, la modificación, los mecanismos y las interacciones. El estudio de la estructura química y física de las macromoléculas biológicas se conoce como biología molecular.

La biología molecular se describió por primera vez como un enfoque centrado en los fundamentos de los fenómenos biológicos: descubrir las estructuras de las moléculas biológicas, así como sus interacciones, y cómo estas interacciones explican las observaciones de la biología clásica.

En 1945, el físico William Astbury utilizó el término biología molecular. El desarrollo en el campo de la biología molecular ocurrió muy tarde en cuanto a comprender que el sistema complejo o el enfoque ventajoso se harían de manera simple de entender mediante el uso de bacterias y bacteriófagos. Este organismo brinda información sobre el proceso biológico básico más fácilmente que la célula animal. En 1953, dos jóvenes llamados Francis Crick y James Watson que trabajaban en la unidad del Consejo de Investigación Médica, laboratorio Cavendish, Cambridge (ahora el Laboratorio de Biología Molecular MRC), hicieron un modelo de doble hélice de ADN que cambió todo el escenario de investigación que propusieron. estructura basada en investigaciones previas realizadas por Rosalind Franklin y Maurice Wilkins, luego la investigación condujo a encontrar material de ADN en otros microorganismos, plantas y animales.

La biología molecular no es simplemente el estudio de las moléculas biológicas y sus interacciones; más bien, también es una colección de técnicas desarrolladas desde la génesis del campo que han permitido a los científicos aprender sobre los procesos moleculares. Una técnica notable que ha revolucionado el campo es la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que se desarrolló en 1983. La PCR es una reacción que amplifica pequeñas cantidades de ADN y se usa en muchas aplicaciones en todas las disciplinas científicas, como se discutirá más adelante..

El dogma central de la biología molecular describe el proceso en el que el ADN se transcribe en ARN, que luego se traduce en proteína.

La biología molecular también desempeña un papel fundamental en la comprensión de las estructuras, las funciones y los controles internos dentro de las células individuales, todo lo cual se puede utilizar para identificar de manera eficaz nuevos fármacos, diagnosticar enfermedades y comprender mejor la fisiología celular. Algunas investigaciones clínicas y terapias médicas derivadas de la biología molecular están cubiertas por la terapia génica, mientras que el uso de la biología molecular o la biología celular molecular en medicina ahora se conoce como medicina molecular.

Historia de la biología molecular

La biología molecular se encuentra en la intersección de la bioquímica y la genética; A medida que estas disciplinas científicas surgieron y evolucionaron en el siglo XX, quedó claro que ambas buscaban determinar los mecanismos moleculares que subyacen en las funciones celulares vitales. Los avances en biología molecular han estado íntimamente relacionados con el desarrollo de nuevas tecnologías y su optimización. La biología molecular ha sido dilucidada por el trabajo de muchos científicos y, por lo tanto, la historia del campo depende de la comprensión de estos científicos y sus experimentos.

Todo comienza con el fenómeno de transformación en las bacterias, en 1928, Frederick Griffith, observó un fenómeno de transformación de una bacteria a otra [ahora conocido como transformación genética]. En ese momento, no podía explicar el fenómeno de la transformación. Posteriormente en 1944, tres científicos Oswald Avery, Colin Macleod y Maclyn McCarty, demostraron todo el fenómeno de transformación en la bacteria. Después, dos años en 1930, la biología molecular se estableció como rama oficial de la ciencia. Pero el término “Biología Molecular” no fue acuñado hasta 1938 y eso lo hizo el científico Warren Weaver, quien se desempeñaba como director de Ciencias Naturales en la Fundación Rockefeller.

Del siguiente experimento se concluyó que el ADN es el material genético básico que causó los cambios genéticos. Se sabía que la composición básica del ADN contiene cuatro bases conocidas como: adenina, guanina, timina y citosina. Entonces, sobre la base de la composición química y la cristalografía de rayos X, realizada por Maurice Wilkins y Rosalind Franklin, la estructura del ADN fue propuesta por James Watson y Francis Crick. Pero, antes de que Watson y Crick propusieran la estructura del ADN, en 1950 el científico austriaco Erwin Chargaff propuso la teoría/regla [hoy conocida como la regla de Chargaff], que establecía que el número de adenina y timina y guanina y citosina son iguales proporción.

La regla de Chargaff

"La regla de Chargaff establece que el ADN de cualquier especie de cualquier organismo debe tener una proporción estequiométrica de 1:1 de purina y pirimidinas (es decir, A+G=T+C) y, más específicamente, que la cantidad de guanina debe ser igual a la de citosina. y la cantidad de adenina debe ser igual a la de timina . Este patrón se encuentra en ambas cadenas del ADN".

El campo de la genética surgió como un intento de comprender los mecanismos moleculares de la herencia genética y la estructura de un gen. Gregor Mendel fue pionero en este trabajo en 1866, cuando escribió por primera vez las leyes de la herencia genética basándose en sus estudios de cruces de apareamiento en plantas de guisantes. Una de esas leyes de la herencia genética es la ley de la segregación, que establece que los individuos diploides con dos alelos para un gen particular transmitirán uno de estos alelos a su descendencia. Debido a su trabajo crítico, el estudio de la herencia genética se conoce comúnmente como genética mendeliana.

Un hito importante en la biología molecular fue el descubrimiento de la estructura del ADN. Este trabajo comenzó en 1869 por Friedrich Miescher, un bioquímico suizo que fue el primero en proponer una estructura llamada nucleína, que ahora conocemos como ácido desoxirribonucleico o ADN. Descubrió esta sustancia única al estudiar los componentes de los vendajes llenos de pus y notar las propiedades únicas de las "sustancias que contienen fósforo". Otro contribuyente notable al modelo de ADN fue Phoebus Levene, quien propuso el "modelo de polinucleótidos" de ADN en 1919 como resultado de sus experimentos bioquímicos en la levadura. En 1950, Erwin Chargaff amplió el trabajo de Levene y aclaró algunas propiedades críticas de los ácidos nucleicos: primero, la secuencia de los ácidos nucleicos varía según la especie.En segundo lugar, la concentración total de purinas (adenina y guanina) siempre es igual a la concentración total de pirimidinas (cisteína y timina). Esto ahora se conoce como la regla de Chargaff. En 1953, James Watson y Francis Crick publicaron la estructura de doble hélice del ADN, utilizando el trabajo de cristalografía de rayos X realizado por Rosalind Franklin y Maurice Wilkins. Watson y Crick describieron la estructura del ADN y conjeturaron sobre las implicaciones de esta estructura única para los posibles mecanismos de replicación del ADN.

JD Watson y FHC Crick recibieron el premio Nobel en 1962, junto con Maurice Wilkens, por proponer un modelo de la estructura del ADN.

Con el paso del tiempo, en 1964 KA Marcker y Frederick Sanger descubrieron un amioacil-tRNA peculiar en E.coli, llamado N-formil-metionil-tRNA y explicaron que esta molécula desempeña un papel en el mecanismo especial del alargamiento de la cadena. Fue galardonado con el segundo premio Nobel por descubrir la secuencia completa de 5.400 nucleótidos de ADN monocatenario de los bacteriófagos F ´ 174.

En 1961, se demostró que cuando un gen codifica una proteína, tres bases secuenciales del ADN de un gen especifican cada aminoácido sucesivo de la proteína. Por lo tanto, el código genético es un código triplete, donde cada triplete (llamado codón) especifica un aminoácido particular. Además, se demostró que los codones no se superponen entre sí en la secuencia de ADN que codifica una proteína y que cada secuencia se lee desde un punto de partida fijo.

Durante 1962-1964, mediante el uso de mutantes letales condicionales de un virus bacteriano, se realizaron avances fundamentales en nuestra comprensión de las funciones e interacciones de las proteínas empleadas en la maquinaria de replicación del ADN, reparación del ADN, recombinación del ADN y en el ensamblaje. de estructuras moleculares.

El experimento de F.Griffith

En 1928, Fredrick Griffith encontró una propiedad de virulencia en la bacteria neumococo, que estaba matando ratas de laboratorio. Según Mendel, prevaleciente en ese momento, la transferencia de genes solo podía ocurrir de las células madre a la hija. Griffith avanzó otra teoría, afirmando que la transferencia de genes que ocurre en miembros de la misma generación se conoce como transferencia horizontal de genes (HGT). Este fenómeno ahora se conoce como transformación genética.

Griffith abordó la bacteria Streptococcus pneumoniae, que tenía dos cepas diferentes, una virulenta y suave y otra avirulenta y áspera. La cepa suave tenía un aspecto reluciente debido a la presencia de un tipo de polisacárido específico: un polímero de glucosa y una cápsula de ácido glucurónico. Debido a esta capa de bacterias de polisacáridos, el sistema inmunitario del huésped no puede reconocer la bacteria y mata al huésped. La otra cepa rugosa, avirulenta, carece de esta cápsula de polisacárido y tiene un aspecto opaco y rugoso.

Se sabe que la presencia o ausencia de cápsula en la cepa está determinada genéticamente. Las deformaciones suaves y rugosas ocurren en varios tipos diferentes, como SI, S-II, S-III, etc. y RI, R-II, R-III, etc. respectivamente. Todos estos subtipos de bacterias S y R difieren entre sí en el tipo de antígeno que producen.

Experimento de Hershey y Chase

La confirmación de que el ADN es el material genético que causa la infección provino del experimento de Hershey y Chase. Usaron E.coli y bacteriófagos para el experimento. Este experimento también se conoce como experimento con licuadora, ya que se usó una licuadora de cocina como pieza principal del aparato. Alfred Hershey y Martha Chase demostraron que el ADN inyectado por una partícula de fago en una bacteria contiene toda la información necesaria para sintetizar la progenie de partículas de fago. Usaron radiactividad para marcar la cubierta proteica del bacteriófago con azufre radiactivo y el ADN con fósforo radiactivo, en dos tubos de ensayo diferentes, respectivamente. Después de mezclar bacteriófago y E.colien el tubo de ensayo, comienza el período de incubación en el que el fago transforma el material genético en las células de E.coli. Luego, la mezcla se mezcla o se agita, lo que separa el fago de las células de E.coli. Se centrifuga toda la mezcla y se comprueba el sedimento que contiene células de E.coli y se descarta el sobrenadante. Las células de E.coli mostraron fósforo radiactivo, lo que indica que el material transformado era ADN, no la cubierta proteica.

El ADN transformado se une al ADN de E.coli y la radioactividad solo se ve en el ADN del bacteriófago. Este ADN mutado se puede pasar a la próxima generación y la teoría de la transducción nació. La transducción es un proceso en el que el ADN bacteriano transporta el fragmento de bacteriófagos y lo pasa a la siguiente generación. Este también es un tipo de transferencia horizontal de genes.

Biología molecular moderna

A medida que nos acercamos a mediados de los años 20, la biología molecular está entrando en una edad de oro definida por el desarrollo técnico tanto vertical como horizontal. Verticalmente, las nuevas tecnologías permiten el seguimiento en tiempo real de los procesos biológicos a nivel atómico. Los biólogos moleculares de hoy tienen acceso a datos de secuenciación cada vez más asequibles a profundidades cada vez mayores, lo que facilita el desarrollo de nuevos métodos de manipulación genética en nuevos organismos no modelo. Asimismo, los biólogos moleculares sintéticos impulsarán la producción industrial de pequeñas y macromoléculas mediante la introducción de vías metabólicas exógenas en diversas líneas celulares procariotas y eucariotas.

Horizontalmente, los datos de secuenciación son cada vez más asequibles y se utilizan en muchos campos científicos diferentes. Esto impulsará el desarrollo de las industrias en los países en desarrollo y aumentará la accesibilidad para los investigadores individuales. Del mismo modo, los experimentos de edición de genes CRISPR/Cas ahora pueden ser concebidos e implementados por personas por menos de $ 10,000 en organismos novedosos, lo que impulsará el desarrollo de aplicaciones industriales y médicas.

Relación con otras ciencias biológicas

La siguiente lista describe un punto de vista sobre las relaciones interdisciplinarias entre la biología molecular y otros campos relacionados.

• La biología molecular es el estudio de los fundamentos moleculares de los fenómenos biológicos, centrándose en la síntesis, la modificación, los mecanismos y las interacciones moleculares.
• La bioquímica es el estudio de las sustancias químicas y los procesos vitales que ocurren en los organismos vivos. Los bioquímicos se centran en gran medida en el papel, la función y la estructura de biomoléculas como proteínas, lípidos, carbohidratos y ácidos nucleicos.
• La genética es el estudio de cómo las diferencias genéticas afectan a los organismos. La genética intenta predecir cómo las mutaciones, los genes individuales y las interacciones genéticas pueden afectar la expresión de un fenotipo.

Si bien los investigadores practican técnicas específicas de biología molecular, es común combinarlas con métodos de genética y bioquímica. Gran parte de la biología molecular es cuantitativa, y recientemente se ha realizado una cantidad significativa de trabajo utilizando técnicas informáticas como la bioinformática y la biología computacional. La genética molecular, el estudio de la estructura y función de los genes, ha estado entre los subcampos más destacados de la biología molecular desde principios de la década de 2000. Otras ramas de la biología están informadas por la biología molecular, ya sea estudiando directamente las interacciones de las moléculas por derecho propio, como en la biología celular y la biología del desarrollo, o indirectamente, donde las técnicas moleculares se utilizan para inferir atributos históricos de poblaciones o especies, como en campos de la biología evolutiva como la genética de poblaciones y la filogenética.

Técnicas de biología molecular

Clonación molecular

La clonación molecular se utiliza para aislar y luego transferir una secuencia de ADN de interés a un vector plasmídico. Esta tecnología de ADN recombinante se desarrolló por primera vez en la década de 1960. En esta técnica, una secuencia de ADN que codifica una proteína de interés se clona usando la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y/o enzimas de restricción en un plásmido (vector de expresión). El vector plásmido tiene 3 características distintivas: un origen de replicación, un sitio de clonación múltiple (MCS) y un marcador selectivo (generalmente resistencia a los antibióticos). Además, aguas arriba del MCS están las regiones promotoras y el sitio de inicio de la transcripción, que regulan la expresión del gen clonado.

Este plásmido se puede insertar en células bacterianas o animales. La introducción de ADN en células bacterianas se puede realizar mediante transformación mediante la captación de ADN desnudo, conjugación mediante contacto célula-célula o mediante transducción mediante vector viral. La introducción de ADN en células eucariotas, como las células animales, por medios físicos o químicos se denomina transfección. Están disponibles varias técnicas de transfección diferentes, como la transfección con fosfato de calcio, la electroporación, la microinyección y la transfección con liposomas. El plásmido puede integrarse en el genoma, dando como resultado una transfección estable, o puede permanecer independiente del genoma, lo que se denomina transfección transitoria.

El ADN que codifica para una proteína de interés ahora está dentro de una célula y la proteína ahora se puede expresar. Una variedad de sistemas, como promotores inducibles y factores de señalización celular específicos, están disponibles para ayudar a expresar la proteína de interés en niveles altos. Entonces se pueden extraer grandes cantidades de una proteína de la célula bacteriana o eucariota. Se puede analizar la actividad enzimática de la proteína en una variedad de situaciones, la proteína se puede cristalizar para que se pueda estudiar su estructura terciaria o, en la industria farmacéutica, se puede estudiar la actividad de nuevos fármacos contra la proteína.

Reacción en cadena de la polimerasa

La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es una técnica extremadamente versátil para copiar ADN. En resumen, la PCR permite copiar o modificar una secuencia de ADN específica de formas predeterminadas. La reacción es extremadamente poderosa y, en condiciones perfectas, podría amplificar una molécula de ADN para convertirse en 1.070 millones de moléculas en menos de dos horas. La PCR tiene muchas aplicaciones, incluido el estudio de la expresión génica, la detección de microorganismos patógenos, la detección de mutaciones genéticas y la introducción de mutaciones en el ADN.La técnica de PCR se puede usar para introducir sitios de enzimas de restricción en los extremos de las moléculas de ADN, o para mutar bases particulares de ADN, este último es un método denominado mutagénesis dirigida al sitio. La PCR también se puede usar para determinar si un fragmento de ADN en particular se encuentra en una biblioteca de ADNc. La PCR tiene muchas variaciones, como la PCR de transcripción inversa (RT-PCR) para la amplificación de ARN y, más recientemente, la PCR cuantitativa que permite la medición cuantitativa de moléculas de ADN o ARN.

Electroforesis en gel

La electroforesis en gel es una técnica que separa las moléculas por su tamaño utilizando un gel de agarosa o poliacrilamida. Esta técnica es una de las principales herramientas de la biología molecular. El principio básico es que los fragmentos de ADN se pueden separar aplicando una corriente eléctrica a través del gel; debido a que la columna vertebral del ADN contiene grupos fosfato cargados negativamente, el ADN migrará a través del gel de agarosa hacia el extremo positivo de la corriente. Las proteínas también se pueden separar en función del tamaño utilizando un gel SDS-PAGE, o en función del tamaño y su carga eléctrica utilizando lo que se conoce como electroforesis en gel 2D.

El ensayo de Bradford

El ensayo de Bradford es una técnica de biología molecular que permite la cuantificación rápida y precisa de moléculas de proteína utilizando las propiedades únicas de un tinte llamado Coomassie Brilliant Blue G-250. Coomassie Blue sufre un cambio de color visible de marrón rojizo a azul brillante al unirse a la proteína. En su estado catiónico inestable, Coomassie Blue tiene una longitud de onda de fondo de 465 nm y emite un color marrón rojizo. Cuando Coomassie Blue se une a la proteína en una solución ácida, la longitud de onda de fondo cambia a 595 nm y el tinte emite un color azul brillante.Las proteínas en el ensayo se unen al azul de Coomassie en aproximadamente 2 minutos, y el complejo proteína-colorante es estable durante aproximadamente una hora, aunque se recomienda que las lecturas de absorbancia se tomen dentro de los 5 a 20 minutos posteriores al inicio de la reacción. La concentración de proteína en el ensayo de Bradford se puede medir luego usando un espectrofotómetro de luz visible y, por lo tanto, no requiere un equipo extenso.

Este método fue desarrollado en 1975 por Marion M. Bradford y ha permitido una cuantificación de proteínas significativamente más rápida y precisa en comparación con los métodos anteriores: el procedimiento de Lowry y el ensayo de biuret. A diferencia de los métodos anteriores, el ensayo de Bradford no es susceptible a la interferencia de varias moléculas no proteicas, incluidos el etanol, el cloruro de sodio y el cloruro de magnesio. Sin embargo, es susceptible a la influencia de agentes amortiguadores alcalinos fuertes, como el dodecilsulfato de sodio (SDS).

Transferencia y sondeo de macromoléculas

Los términos transferencia del norte, oeste y este se derivan de lo que inicialmente fue una broma de biología molecular que jugaba con el término transferencia del sur, después de la técnica descrita por Edwin Southern para la hibridación del ADN transferido. Patricia Thomas, desarrolladora de la transferencia de ARN que luego se conoció como transferencia Northern, en realidad no usó el término.

Transferencia del sur

El nombre de su inventor, el biólogo Edwin Southern, el Southern blot es un método para sondear la presencia de una secuencia de ADN específica dentro de una muestra de ADN. Las muestras de ADN antes o después de la digestión con enzimas de restricción (endonucleasa de restricción) se separan mediante electroforesis en gel y luego se transfieren a una membrana mediante transferencia mediante acción capilar. A continuación, la membrana se expone a una sonda de ADN marcada que tiene una secuencia de bases complementaria a la secuencia del ADN de interés. La transferencia de Southern se usa con menos frecuencia en la ciencia de laboratorio debido a la capacidad de otras técnicas, como la PCR, para detectar secuencias de ADN específicas a partir de muestras de ADN. Sin embargo, estas transferencias aún se utilizan para algunas aplicaciones, como la medición del número de copias del transgén en ratones transgénicos o en la ingeniería de líneas de células madre embrionarias con inactivación genética.

Transferencia del norte

El Northern blot se utiliza para estudiar la presencia de moléculas de ARN específicas como comparación relativa entre un conjunto de diferentes muestras de ARN. Es esencialmente una combinación de electroforesis en gel de ARN desnaturalizante y una transferencia. En este proceso, el ARN se separa en función del tamaño y luego se transfiere a una membrana que luego se sondea con un complemento marcado de una secuencia de interés. Los resultados se pueden visualizar a través de una variedad de formas dependiendo de la etiqueta utilizada; sin embargo, la mayoría da como resultado la revelación de bandas que representan los tamaños del ARN detectado en la muestra. La intensidad de estas bandas está relacionada con la cantidad de ARN diana en las muestras analizadas. El procedimiento se usa comúnmente para estudiar cuándo y cuánta expresión génica se produce midiendo cuánto de ese ARN está presente en diferentes muestras. suponiendo que no se produzca una regulación postranscripcional y que los niveles de ARNm reflejen niveles proporcionales de la proteína correspondiente que se está produciendo. Es una de las herramientas más básicas para determinar en qué momento y en qué condiciones se expresan ciertos genes en los tejidos vivos.

Transferencia occidental

Un western blot es una técnica mediante la cual se pueden detectar proteínas específicas a partir de una mezcla de proteínas. Las transferencias Western se pueden utilizar para determinar el tamaño de las proteínas aisladas, así como para cuantificar su expresión.En el Western Blot, las proteínas se separan primero por tamaño, en un gel delgado intercalado entre dos placas de vidrio en una técnica conocida como SDS-PAGE. Las proteínas en el gel luego se transfieren a un fluoruro de polivinilideno (PVDF), nitrocelulosa, nailon u otra membrana de soporte. A continuación, esta membrana se puede sondear con soluciones de anticuerpos. Los anticuerpos que se unen específicamente a la proteína de interés se pueden visualizar mediante una variedad de técnicas, que incluyen productos coloreados, quimioluminiscencia o autorradiografía. A menudo, los anticuerpos están marcados con enzimas. Cuando un sustrato quimioluminiscente se expone a la enzima, permite la detección. El uso de técnicas de transferencia Western permite no solo la detección sino también el análisis cuantitativo. Se pueden usar métodos análogos a la transferencia Western para teñir directamente proteínas específicas en células vivas o secciones de tejido.

Transferencia oriental

La técnica de transferencia oriental se utiliza para detectar la modificación postraduccional de proteínas. Las proteínas transferidas a la membrana de PVDF o nitrocelulosa se prueban para detectar modificaciones utilizando sustratos específicos.

Micromatrices

Una micromatriz de ADN es una colección de puntos adheridos a un soporte sólido, como un portaobjetos de microscopio, donde cada punto contiene uno o más fragmentos de oligonucleótidos de ADN monocatenario. Las matrices permiten colocar grandes cantidades de puntos muy pequeños (diámetro de 100 micrómetros) en una sola diapositiva. Cada mancha tiene una molécula de fragmento de ADN que es complementaria a una sola secuencia de ADN. Una variación de esta técnica permite calificar la expresión génica de un organismo en una etapa particular del desarrollo (perfilado de expresión). En esta técnica, el ARN de un tejido se aísla y se convierte en ADN complementario marcado (ADNc). Este ADNc luego se hibrida con los fragmentos en la matriz y se puede realizar la visualización de la hibridación. Dado que se pueden hacer múltiples matrices con exactamente la misma posición de fragmentos, son particularmente útiles para comparar la expresión génica de dos tejidos diferentes, como un tejido sano y uno canceroso. Además, uno puede medir qué genes se expresan y cómo esa expresión cambia con el tiempo o con otros factores. Hay muchas formas diferentes de fabricar microarreglos; los más comunes son chips de silicio, portaobjetos de microscopio con puntos de ~100 micrómetros de diámetro, arreglos personalizados y arreglos con puntos más grandes en membranas porosas (macroarreglos). Puede haber desde 100 puntos hasta más de 10.000 en una matriz determinada. Las matrices también se pueden hacer con moléculas distintas del ADN. los más comunes son chips de silicio, portaobjetos de microscopio con puntos de ~100 micrómetros de diámetro, arreglos personalizados y arreglos con puntos más grandes en membranas porosas (macroarreglos). Puede haber desde 100 puntos hasta más de 10.000 en una matriz determinada. Las matrices también se pueden hacer con moléculas distintas del ADN. los más comunes son chips de silicio, portaobjetos de microscopio con puntos de ~100 micrómetros de diámetro, arreglos personalizados y arreglos con puntos más grandes en membranas porosas (macroarreglos). Puede haber desde 100 puntos hasta más de 10.000 en una matriz determinada. Las matrices también se pueden hacer con moléculas distintas del ADN.

Oligonucleótido específico de alelo

El oligonucleótido específico de alelo (ASO) es una técnica que permite la detección de mutaciones de una sola base sin necesidad de PCR o electroforesis en gel. Las sondas marcadas cortas (de 20 a 25 nucleótidos de longitud) se exponen al ADN diana no fragmentado, la hibridación se produce con alta especificidad debido a la longitud corta de las sondas e incluso un solo cambio de base dificultará la hibridación. A continuación, se lava el ADN diana y se eliminan las sondas marcadas que no hibridaron. A continuación, se analiza el ADN diana para determinar la presencia de la sonda mediante radiactividad o fluorescencia. En este experimento, como en la mayoría de las técnicas de biología molecular, se debe utilizar un control para garantizar el éxito de la experimentación.

En biología molecular, continuamente se desarrollan procedimientos y tecnologías y se abandonan tecnologías más antiguas. Por ejemplo, antes del advenimiento de la electroforesis en gel de ADN (agarosa o poliacrilamida), el tamaño de las moléculas de ADN se determinaba normalmente mediante la velocidad de sedimentación en gradientes de sacarosa, una técnica lenta y laboriosa que requería instrumentación costosa; antes de los gradientes de sacarosa, se utilizó viscometría. Aparte de su interés histórico, a menudo vale la pena conocer la tecnología más antigua, ya que ocasionalmente es útil para resolver otro problema nuevo para el cual la técnica más nueva es inapropiada.