Clonación posicional

Qué es la clonación posicional

En la estrategia clásica de clonación génica, el investigador parte de una proteína conocida, determina su secuencia de aminoácidos y, a partir de ella, diseña sondas para aislar el gen correspondiente. La clonación posicional sigue el camino inverso: parte de familias afectadas por la enfermedad, emplea marcadores moleculares repartidos por todo el genoma y, mediante análisis de ligamiento, delimita la región cromosómica donde debe encontrarse el gen responsable. Es, literalmente, una búsqueda por coordenadas.

El proceso consta de varias etapas sucesivas. Primero se reclutan familias con múltiples individuos afectados y se recoge su ADN. A continuación se realiza un cribado genómico con marcadores polimórficos (microsatélites, SNP) distribuidos a intervalos regulares por los cromosomas. Si un marcador cosegrega con la enfermedad en las familias estudiadas, se dice que está ligado al gen causal, y la región cromosómica donde se localiza ese marcador pasa a ser la «región candidata». Los investigadores van reduciendo esa región mediante marcadores adicionales y, finalmente, identifican los genes contenidos en ella consultando las bases de datos genómicas disponibles.

El gen CFTR y la fibrosis quística: el caso emblemático

En 1989, los equipos de Lap-Chee Tsui (Hospital for Sick Children, Toronto) y Francis Collins (Universidad de Michigan) lograron identificar el gen CFTR, responsable de la fibrosis quística, mediante clonación posicional. El gen se localizó en la región q31.2 del cromosoma 7, ocupa unas 250 kilobases y codifica una proteína de 1.480 aminoácidos que funciona como canal de iones cloruro en la membrana apical de las células epiteliales. La mutación más frecuente, la deleción F508del, está presente en aproximadamente el 70 % de los alelos afectados a nivel mundial.

Antes de ese hallazgo no se conocía la naturaleza molecular de la enfermedad. Fue la localización del gen por su posición en el mapa genético, y no por el conocimiento previo de su producto proteico, lo que permitió identificarlo. Desde 1989 se han descrito más de 2.000 variantes patogénicas del gen CFTR.

Preguntas frecuentes

¿En qué se diferencia la clonación posicional de la clonación funcional?

La clonación funcional parte de una proteína o función bioquímica conocida y busca el gen que la codifica. La posicional hace lo contrario: parte de la posición genómica del gen y llega hasta él sin conocer su producto. Son estrategias complementarias.

¿Se sigue utilizando hoy?

La secuenciación masiva del genoma ha facilitado enormemente la identificación de genes causantes de enfermedades, y en muchos casos ha sustituido a la clonación posicional clásica. Sin embargo, los principios del análisis de ligamiento y la cartografía genética que subyacen a esta técnica siguen vigentes y se aplican, de forma más rápida, con herramientas bioinformáticas actuales.

¿Qué enfermedades se han descubierto por clonación posicional?

Además de la fibrosis quística, la clonación posicional permitió identificar los genes responsables de la enfermedad de Huntington (cromosoma 4, gen HTT, 1993), la distrofia muscular de Duchenne (cromosoma X, gen de la distrofina, 1986) y numerosas enfermedades monogénicas raras.

Referencias

1. National Human Genome Research Institute (NHGRI). Glosario parlante de términos genéticos: clonación posicional.
2. Fundación Instituto Roche. Glosario de genética: clonación posicional.
3. PubMed / European Journal of Human Genetics. Teaching molecular genetics: chapter 4 - positional cloning of genetic disorders.
4. Real Academia Nacional de Medicina. Diccionario de términos médicos: clonación posicional.