Secuenciación del ADN

18/2/2026

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¿Qué es el ADN?

El ácido desoxirribonucleico (ADN) es el material que contiene la información genética de casi todos los seres vivos: bacterias, parásitos, animales o plantas, incluido el hombre. También es el material genético de muchos virus.

Desde el punto de vista químico, el ADN es un polímero formado por unidades llamadas nucleótidos. Cada nucleótido está formado a su vez por una base nitrogenada, un azúcar (la desoxirribosa) y un grupo fosfato. Las bases nitrogenadas del ADN son cuatro: adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T). Los nucleótidos se unen entre sí formando cadenas largas o secuencias y la forma en la que se ordenan estas bases constituye el código genético.

Desde el punto de vista estructural, el ADN se asemeja a una escalera enrollada en espiral conocida comúnmente como doble hélice. Las moléculas de azúcar y fosfato conforman los lados de la escalera y los peldaños se forman a partir de la unión de dos bases nitrogenadas. Así, la doble hélice está conformada por dos cadenas de nucleótidos unidas entre sí por sus bases nitrogenadas. La unión entre bases se realiza siempre de la misma manera, cada base se une de forma complementaria: la adenina se une siempre a la timina (A-T) y la guanina lo hace siempre con la citosina (G-C).

Esta estructura de doble hélice permite que, cuando sus dos cadenas se separan, cada una sirva de molde para producir una nueva cadena complementaria, proceso esencial para la replicación del ADN.

Ciertas zonas del ADN forman los genes que sirven como instrucciones para producir ácido ribonucleico (ARN). A su vez, la información contenida en el ARN sirve para fabricar proteínas, componentes imprescindibles para el funcionamiento de las células del organismo. En el ADN humano (genoma humano), hay aproximadamente 20.000 genes que sirven para producir unas 18.000 proteínas. Un cambio en la secuencia de bases que forma un gen puede modificar la proteína correspondiente y si esa modificación afecta a su función, puede ser la causa de una enfermedad.

Dentro de nuestro ADN, hay regiones que codifican proteínas (exones) y regiones que no codifican proteínas, las cuales pueden estar dentro de un mismo gen (intrones) o entre los diferentes genes (zonas intrónicas intergénicas).

El conjunto de todos los exones en los 20.000 genes conocidos en el ADN humanos se conoce como exoma, y la secuenciación de este conjunto de información por NGS se llama secuenciación del exoma completo.

Por el contrario, si tomamos el conjunto del ADN completo (regiones codificantes –exones-, y regiones no codificantes -intrones y zonas intrónicas intergénicas-, se denomina genoma. Cuando la NGS se utiliza para evaluar todo el genoma humano, se habla de secuenciación del genoma completo.

¿Qué es la secuenciación de ADN?

La secuenciación del ADN es una técnica de laboratorio que permite determinar el orden exacto de las bases (A, T, C o G) dentro de un fragmento de ADN. Las diferencias en la secuencia de los aproximadamente 3,2 mil millones de pares de bases del genoma humano explican la variación genética entre las personas. En medicina, la secuenciación del ADN tiene diversas aplicaciones, incluidas el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades hereditarias. En general, la secuenciación permite a los profesionales sanitarios determinar si un gen o la región que regula un gen contiene cambios, llamados variantes genéticas causales, que están asociadas a un trastorno de origen genético.

Si consideras que necesitas una prueba genética, es recomendable consultar con profesionales formados en genética clínica, para interpretar tus resultados, comprender mejor los resultados de las pruebas, sus implicaciones y cualquier riesgo potencial de tener o transmitir una enfermedad genética a tu descendencia.

¿Cómo se realiza la secuenciación del ADN?

Aunque existen diferentes métodos para secuenciar el ADN, todos ellos consisten en general en romper las largas cadenas de ADN en muchas piezas pequeñas (fragmentar el ADN), obtener la secuencia de bases de cada fragmento (el orden de las bases de nucleótidos que componen esas piezas) mediante técnicas específicas y, finalmente, utilizar programas informáticos que ensamblan de nuevo las piezas para reconstruir la secuencia original de la cadena de ADN.

A continuación de describen las dos técnicas de secuenciación más utilizadas:

Secuenciación Sanger

Desarrollada en la década de 1970, fue el método que se utilizó en el Proyecto Genoma Humano de 1990-2003 para secuenciar todo el ADN del ser humano por primera vez. La secuenciación Sanger utiliza nucleótidos especiales llamados didesoxinucleótidos, también conocidos como nucleótidos de "terminación de cadena". Cuando uno de estos dideoxinucleótidos se incorpora a una copia creciente de la secuencia de ADN interrumpe la síntesis de esa cadena de ADN. Cada didesoxinucleótido tiene una "etiqueta" fluorescente para identificar la base correspondiente A, T, C o G.

El resultado de la secuenciación Sanger son copias del ADN de diferentes longitudes que se separan por tamaño en un proceso llamado electroforesis. Como cada fragmento se detiene en un punto ligeramente diferente según la cantidad de nucleótidos que hay en la cadena, la marca fluorescente al final de cada fragmento permite saber qué base está en cada posición a lo largo de la secuencia de ADN y leer la secuencia final.

Durante muchos años, la secuenciación Sanger ha sido el método de referencia para la secuenciación del ADN. La secuenciación Sanger es un método muy fiable, pero solamente puede leer un fragmento corto de ADN cada vez y, además, tiene una capacidad limitada para detectar variantes presentes en proporciones muy bajas, como ocurre en:

Tumores, donde solo algunas células llevan la variante genética patogénica. Es decir, si una célula ha sufrido un cambio genético que le permite crecer de forma incontrolada (un tumor), el código genético de esta célula y de cualquiera que provenga de la división de esta célula tendrá una variante que no está presente en ninguna otra célula en el cuerpo de una persona.

Mosaicismo somático, donde coexisten dos líneas celulares con distinta información genética. Una persona puede tener dos códigos genéticos diferentes en células no tumorales que se dividen normalmente y que están presentes en proporciones mixtas en todo el cuerpo; esta es una situación conocida como mosaicismo somático.

Para que la secuenciación Sanger detecte una variante, ésta suele necesitar estar presente al menos en el 15-20% del ADN analizado.

Secuenciación masiva – Next Generation Sequencing (NSG)

El Proyecto Genoma Humano, completado en 2003, necesitó más de una década usando la secuenciación Sanger para determinar el genoma de un solo individuo. Ahora es posible secuenciar el genoma humano en cuestión de horas. Las nuevas tecnologías de secuenciación, denominadas técnicas de secuenciación masiva (NGS), permiten leer millones de fragmentos de ADN simultáneamente, reduciendo enormemente el tiempo y el coste respecto a la secuenciación Sanger.

Un beneficio adicional de la NGS con respecto a la secuenciación Sanger, es que es mucho más sensible para identificar variantes presentes en baja proporción: puede detectar alteraciones presentes en solo un 2–5 % del ADN analizado. Con la capacidad actual de secuenciar grandes regiones del ADN se genera un volumen muy elevado de datos genómicos, cuyo análisis requiere el uso de algoritmos bioinformáticos avanzados. Estas herramientas permiten identificar y filtrar las lecturas obtenidas, alinearlas con un genoma de referencia, detectar las variantes presentes y anotarlas en función de su posición, el tipo de cambio, la frecuencia en población general y los predictores informáticos in silico. Finalmente, estos datos se integran para clasificar cada variante según unos criterios de puntación de patogenicidad establecidos por las guías del American College of Medical Genetics (ACMG).

Los resultados de la secuenciación deben interpretarse con cuidado, ya que no todos los cambios en la secuencia de ADN tienen un significado clínico.

Se sabe que algunos cambios causan problemas con la estructura o la función de un gen o de su proteína, y estos se conocen como variantes genéticas causantes de enfermedades o variantes patogénicas.

Se sabe que otros cambios no tienen ningún efecto en el gen o proteína y se consideran variantes genéticas benignas.

Algunos cambios no tienen una suficiente evidencia científica para establecer una relación causal (de ser patogénicos) y se denominan variantes de significado incierto o desconocido.

¿Cómo se usa la secuenciación de ADN?

Hay una amplia variedad de aplicaciones médicas para la secuenciación de ADN. Estas técnicas se pueden usar para evaluar un gen o varios genes con la finalidad de ayudar a diagnosticar enfermedades hereditarias. Algunos ejemplos incluyen:

Secuenciación dirigida: secuenciación de regiones concretas de uno o varios genes donde se conocen variantes genéticas causantes de enfermedad. Estas regiones concretas pueden ser tanto exones como intrones de uno o varios genes, así como variantes puntuales conocidas. Ejemplos:

Secuenciación de variantes patogénicas concretas en el gen BRAF en muestras de biopsias de tejido de melanoma para orientar terapias dirigidas contra ese tipo de cáncer de piel. Los medicamentos dirigidos funcionan de manera diferente a la quimioterapia estándar y pueden tener menos efectos secundarios.

Secuenciación de un gen completo como el gen FBN1. Este gen está asociado al síndrome de Marfan, un trastorno que afecta al tejido conectivo que forma parte de huesos, músculos, ligamentos, vasos sanguíneos y válvulas cardiacas, entre otros. Se han descrito más de 1.000 variantes diferentes en FBN1, por lo que es importante evaluar la secuencia completa del gen FBN1.

Secuenciación de un panel de genes: secuenciación de múltiples genes asociados a un trastorno genético o cuadro clínico concreto. Un ejemplo es un panel para secuenciar los genes MLH1, MSH2, MSH6, PMS2 y EPCAM asociados al síndrome de Lynch, un trastorno hereditario que aumenta el riesgo de muchos tipos de cáncer, especialmente cáncer de colon y cáncer de endometrio.

Secuenciación del exoma clínico: incluye el análisis de aproximadamente unos 6.000 genes asociados a un cuadro clínico conocido y que, a día de hoy, se sabe que causan alguna enfermedad en el ser humano, tanto de inicio muy temprano (durante la gestación) como en edades adultas tardías. Ejemplo: niños con retraso del neurodesarrollo y/o discapacidad intelectual.

Secuenciación del exoma completo o secuenciación del genoma completo (conceptos descritos anteriormente). Estas técnicas son mucho más complejas tanto en el análisis como en la interpretación de los resultados y se suelen usar en casos con un cuadro clínico complejo y/o solapante con otros trastornos. Normalmente, se emplean después de que otras pruebas no hayan revelado un diagnóstico (exoma completo) o en investigación (genoma completo).

Secuenciación del genoma completo de los microorganismos: además de la secuenciación del genoma de los humanos, la secuenciación del genoma completo se puede utilizar para secuenciar los genomas de otros organismos. Un ejemplo es la secuenciación de los genomas de bacterias en brotes epidémicos. Al comparar secuencias de bacterias e identificar diferencias, los científicos de salud pública pueden determinar lo estrechamente que están relacionadas las bacterias y cuán probable es que formen parte del mismo brote.

A medida que las tecnologías de secuenciación del ADN avanzan, su uso en medicina y salud pública seguirá creciendo.

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