ES2209033T5 - Oligonucleotidos marcados. - Google Patents
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A OLIGONUCLEOTIDOS MARCADOS, BLOQUEADOS EN EL EXTREMO 3'', PARA IMPEDIR LA INCORPORACION DE DICHO OLIGONUCLEOTIDO MARCADO A UN PRODUCTO DE EXTENSION DE UN CEBADOR. DICHOS OLIGONUCLEOTIDOS SE PUEDEN INCORPORAR COMO SONDA EN EL MODELO DE ENSAYO DE LA NUCLEASA 5'' A 3''.
Description
Oligonucleótidos marcados.
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Esta invención se refiere en general al campo de
la química del ácido nucleico. Más específicamente se refiere al
empleo de la actividad nucleasa 5' a 3' de una polimerasa de ácido
nucleico para degradar un oligonucleótido marcado en un dúplex
hibridado, compuesto del oligonucleótido marcado y una secuencia
diana de oligonucleótidos y formar fragmentos marcados
detectables.
En los ensayos de diagnóstico se aplican
rutinariamente técnicas microbiológicas de investigación. Por
ejemplo, la patente U.S. nº 4.358.535 describe un método para la
detección de patógenos salpicando una muestra (p. ej., sangre,
células, saliva, etc.) sobre un filtro (p. ej., de nitrocelulosa),
lisando las células, y fijando el ADN mediante una
desnaturalización química y calentando. A continuación se añaden
sondas de ADN marcadas y se deja que hibriden con la muestra de ADN
fijada, indicando la hibridación, la presencia de ADN patógeno. La
muestra de ADN puede ser amplificada en este caso cultivando las
células u organismos colocados sobre el filtro.
Un importante perfeccionamiento en la
amplificación del ADN, a saber, la técnica de la reacción en cadena
de la polimerasa (PCR) se describe en las patentes U.S. 4.683.202;
4.683.195, 4.800.159 y 4.965.188. En su forma más simple, la PCR es
un método in vitro para la síntesis enzimática de secuencias
específicas de ADN, empleando dos cebadores oligonucleótidos que
hibridan las cadenas opuestas y flanquean la región de interés del
ADN diana. Series repetitivas de pasos de reacción que comprenden la
desnaturalización de un molde, la reasociación de los cebadores, y
la extensión de los cebadores reasociados mediante la ADN
polimerasa, da como resultado la acumulación exponencial de un
fragmento específico cuyos términos están definidos por los
extremos 5' de los cebadores. La PCR es capaz de producir un
enriquecimiento selectivo de una secuencia específica de ADN por un
factor de 10^{9}. El método PCR está también descrito en Saiki y
col., 1985, Science 230:1350.
Los métodos de detección generalmente empleados
en las técnicas estándar de la PCR emplean una sonda marcada con el
ADN amplificado en un ensayo de hibridación. Por ejemplo, la
publicación de la patente EO nº 237.362 y la publicación de la PCT
nº 89/11548, describen métodos de ensayo en donde el ADN amplificado
por PCR se fija primero en un filtro y a continuación se añade una
sonda específica de oligonucleótidos y se deja hibridar. De
preferencia la sonda se marca p. ej., con biotina ^{32}P,
peroxidasa de rábano silvestre (HRP), etc. para permitir la
detección de hibridación. También se sugiere lo inverso, es decir,
la sonda se une en cambio a la membrana, y se añade el ADN de
muestra amplificado con PCR.
Las patentes
US-A-4876395,
EP-A-0.252.683,
EP-A-0.334.694 y
US-A-478.405 describen ácidos
nucleicos marcados, que son complementarios a un ácido nucleico
diana y que están bloqueados en su terminal 3'. Sin embargo, en
ninguna de estas referencias se describen oligonucleótidos que
comprenden dos sondasen donde las marcas están separadas por un
sitio susceptible de escisión por una nucleasa.
Otros medios de detección incluyen el empleo de
polimorfismo de longitud fragmentada (PCR-FLP),
hibridación a sondas de oligonucleótidos específicos a alelos (ASO)
(Saki y col., 1986, Nature 324:163), o secuenciado
directo mediante el método de didesoxi empleando ADN amplificado
mejor que el ADN clonado. La técnica estándar de la PCR opera
esencialmente mediante la replicación de una secuencia de ADN
posicionada entre dos cebadores, proporcionando como producto
principal de la reacción una secuencia de ADN de longitud discreta
terminando con el cebador en el extremo 5' de cada cadena. Así las
inserciones y deleciones entre los cebadores dan como resultado
secuencias del producto de longitudes diferentes, las cuales pueden
ser detectadas calibrando el producto mediante una
PCR-FLP. En un ejemplo de hibridación ASO el ADN
amplificado se fija a un filtro de nylon (mediante, por ejemplo,
irradiación UV) en una serie de "dot blots", a continuación se
deja hibridar con una sonda de oligonucleótidos marcada con HRP en
condiciones restrictivas. Después de lavar, se añaden
tetrametilbencidina (TMB) y peróxido de hidrógeno. La HRP cataliza
la oxidación por el peróxido de hidrógeno de la TMB formándose un
colorante de color azul soluble que puede ser precipitado, lo cual
indica que la sonda ha hibridado.
Aunque la técnica de la PCR como se practica en
la actualidad es un método extremadamente poderoso para la
amplificación de secuencias de ácido nucleico, la detección del
material amplificado requiere una manipulación adicional y el
subsiguiente manejo de los productos de la PCR para determinar si el
ADN diana está presente. Sería deseable disminuir el número de
pasos subsiguientes de manipulación habitualmente necesarios para la
detección del material amplificado. Sería ideal un sistema de
ensayo "homogéneo" o sea un ensayo que generase la señal
mientras la secuencia diana es amplificada, y que necesitara una
mínima manipulación después de la amplificación.
La presente invención proporciona un
procedimiento para la detección de una secuencia diana de ácido
nucleico en una muestra, el cual procedimiento comprende:
(a) puesta en contacto de la muestra que
comprende los ácidos nucleicos monocatenarios, con un
oligonucleótido que contiene una secuencia complementaria a una
región del ácido nucleico diana y otro oligonucleótido marcado que
contiene una secuencia complementaria a una segunda región de la
misma cadena de ácido nucleico diana, pero que no incluye la
secuencia de ácido nucleico definida por el primer oligonucleótido,
creando así una mezcla de varios dúplex durante las condiciones de
hibridación, en donde los varios dúplex comprenden el ácido
nucleico diana reasociado al primer oligonucleótido y al
oligonucleótido marcado, de forma que el extremo 3' del primer
oligonucleótido es adyacente al extremo 5' del oligonucleótido
marcado.
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(b) tratando la mezcla del paso (a) con una
polimerasa de ácido nucleico dependiente del molde, que tiene una
actividad nucleasa de 5' a 3' en condiciones suficientes para
permitir que la actividad nucleasa de 5' a 3' de la polimerasa,
escinda el oligonucleótido marcado asociado y libere fragmentos
marcados; y
(c) detectando y/o midiendo la liberación de los
fragmentos marcados.
Este procedimiento es especialmente adecuado
para el análisis de ácido nucleico amplificado mediante la PCR. El
procedimiento es un perfeccionamiento de los métodos de detección
por PCR conocidos, puesto que permite tanto la amplificación de una
diana como la liberación de una marca para que la detección se
efectúe en un sistema de reacción sin recurrir a múltiples pasos de
manipulación del producto amplificado. Así, en otra versión, se
proporciona un método de amplificación a la reacción en cadena de la
polimerasa para la simultánea amplificación y detección de una
secuencia de ácido nucleico diana de una muestra. Este método
comprende:
(a) incorporación a un ensayo PCR que contiene
dicha muestra, de por lo menos un oligonucleótido marcado que
contiene una secuencia complementaria a una región del ácido
nucleico diana, en donde dicho oligonucleótido marcado se asocia
dentro de la secuencia de ácido nucleico diana unida mediante los
cebadores oligonucleótidos del paso (b);
(b) incorporación de un juego de cebadores
oligonucleótidos, en donde un primer cebador contiene una secuencia
complementaria a una región en una cadena de la secuencia del ácido
nucleico diana y ceba la síntesis de una cadena de ADN
complementario, y un segundo cebador contiene una secuencia
complementaria a una región de una segunda cadena de la secuencia
de ácido nucleico diana y ceba la síntesis de una cadena de ADN
complementario; y en donde dicho cebador oligonucleótido se
selecciona para reasociar a su molde complementario en dirección
aguas arriba, de cualquier oligonucleótido marcado reasociado a la
misma cadena de ácido nucleico;
(c) amplificación de la secuencia de ácido
nucleico diana empleando una polimerasa de ácido nucleico que tiene
actividad 5' a 3' nucleasa como un agente polimerizante en función
del molde, en condiciones que permiten los pasos de ciclación de la
PCR, de (i) reasociación de los cebadores y oligonucleótidos
marcados a una secuencia de ácido nucleico molde contenida dentro
de la región diana y (ii) extensión del cebador en donde dicha
polimerasa de ácido nucleico sintetiza un producto de extensión del
cebador, mientras la actividad 5' a 3' nucleasa de la polimerasa de
ácido nucleico libera simultáneamente fragmentos marcados a partir
de los varios dúplex reasociados que comprenden oligonucleótidos
marcados y sus secuencias de ácido nucleico molde complementario,
creando con ello fragmentos marcados susceptibles de ser
detectados.
(d) detección y/o medición de la liberación de
fragmentos marcados para dictaminar la presencia o ausencia de la
secuencia diana en la muestra.
La figura 1 es una autorradiografía de una placa
de cromatografía en capa fina (TLC) de celulosa DEAF, que ilustra la
liberación de fragmentos marcados de una sonda escindida.
La figura 2 es una autorradiografía de placas de
TLC de celulosa DEAF, que ilustra la termoestabilidad de la sonda
marcada.
Las figuras 3A y 3B son autorradiografías de
placas de TLC de celulosa DEAE mostrando que la cantidad liberada de
fragmentos de sonda marcados es correlativa con un aumento del
número de ciclos de la PCR y el comienzo de la concentración del ADN
molde.
La figura 4 ilustra la actividad
5'-3' nucleasa de la Taq ADN polimerasa,
independientemente de la polimerización, mostrada en la
autorradiografía empleando una serie de cebadores que se asocian
desde 0 a 20 nucleótidos en dirección aguas arriba de la sonda.
La figura 5 es una autorradiografía que muestra
la liberación de fragmentos de la sonda marcada, bajo crecientes
temperaturas y tiempos de incubación, en donde la composición en el
extremo 5' de la sonda es rica en GC.
La figura 6 es una autorradiografía que muestra
la liberación de fragmentos de sonda marcada bajo crecientes
temperaturas y tiempos de incubación, en donde la composición en el
extremo 5' de a sonda es rica por AT.
La figura 7 muestra el análisis por
electroforesis en gel de 5% de acrilamida, de un producto HIV de 142
pares de bases, amplificado en presencia o ausencia de una sonda
marcada.
La figura 8 es una composición de dos
autorradiografías de análisis TLC de alícuotas de productos de
amplificación PCR, que muestra que tiene lugar la liberación de la
radiomarca y que ésta aumenta en cantidad tanto con un aumento del
molde inicial como con un termociclado más largo.
La figura 9 es un esquema de una reacción en la
que un éster NHS-activo derivado de la biotina se
añade a la 3'-amina de una sonda de
oligonucleótidos.
\newpage
La figura 10 es un esquema de una reacción en la
cual se emplea una hidracida de biotina para marcar una sonda de
oligonucleótidos que tiene un 3'-ribonucleótido.
La figura 11 es un esquema para el marcado de
una sonda de oligonucleótidos con biotina empleando una
fosforamidita de biotina.
La figura 12 muestra unos reactivos para el
marcado de sondas de oligonucleótidos con biotina.
La figura 13 muestra una sonda de
oligonucleótidos marcada con
rodamina-X-590 y violeta
cristal.
La figura 14 muestra un esquema de una reacción
para generar una acil azida activa de violeta cristal.
La figura 15 muestra un esquema de una reacción
para añadir una amina a una timidina para emplear en la conjugación
de una marca a una sonda de oligonucleótidos.
La figura 16 muestra los resultados típicos y la
relación de la señal al número de dianas de entrada para el presente
método empleando el extractante de fase sólida Bakerbond^{TM}
PEI.
Como se utiliza en la presente, una
"muestra" se refiere a cualquier sustancia que contiene o se
sospecha que contiene ácido nucleico, e incluye una muestra de
tejido o fluido aislado de un individuo o individuos, incluyendo
aunque sin limitarlo a, por ejemplo, la piel, plasma, suero, fluido
espinal, fluido linfático, fluido sinovial, orina, lágrimas,
células sanguíneas, órganos, tumores y también muestras de
constituyentes de cultivos celulares in vitro (incluyendo
pero sin limitar a, un medio condicional que da como resultado el
crecimiento de células en medios de cultivos celulares, células
recombinantes y componentes celulares).
Como se emplean en la presente, los términos
"ácido nucleico", "polinucleótido" y
"oligonucleótido" se refieren a cebadores, sondas, fragmentos
de oligómeros que hay que detectar, controles de oligómeros y
oligómeros de bloqueo sin marcar y son genéricos a
polidesoxirribonucleótidos (que contienen
2-desoxi-D-ribosa),
a polirribonucleótidos (que contienen D-ribosa), y
a cualquier otro tipo de poli-nucleótido que sea un
N-glicósido de una base purínica o pirimidínica, o
de bases purínicas o pirimidínicas modificadas. No existe ninguna
diferencia prevista en longitud entre el término "ácido
nucleico" "polinucleótido" y "oligonucleótido" y estos
términos se usarán intercambiablemente. Estos términos se refieren
solamente a la estructura primaria de la molécula. Así, estos
términos incluyen ADN de cadena doble y ADN de cadena sencilla, así
como ARN de cadena doble y ARN de cadena sencilla. Un
oligonucleótido está compuesto de una secuencia de aproximadamente
por lo menos de 6 nucleótidos, de preferencia por lo menos
aproximadamente 10-12 nucleótidos y con mayor
preferencia, por lo menos aproximadamente 15-20
nucleótidos correspondientes a una región de la secuencia de
nucleótidos designada. "Correspondientes" significa
idén-ticos a, o complementarios a la secuencia
designada.
El oligonucleótido no es necesariamente
físicamente derivado de alguna secuencia existente o natural sino
que puede ser generada de cualquier manera, incluyendo la síntesis
química, la replicación del ADN, transcripción inversa o una
combinación de las mismas. Los términos "oligonucleótido" o
"ácido nucleico" se refieren a un polinucleótido de ADN o ARN
genómico, semisintético o de origen sintético, el cual en virtud de
su origen o manipulación: (1) no está asociado con todo o parte del
polinucleótido con el cual está asociado en la naturaleza; y/o (2)
está unido a un polinucleótido distinto al que está unido en la
naturaleza; y (3) no se encuentra en la naturaleza.
Debido a que los mononucleótidos se hacen
reaccionar para formar los oligonucleótidos de manera que el 5'
fosfato de un anillo de pentosa del mononucleótido se une al 3'
oxígeno de su vecino en una dirección mediante una unión
fosfodiéster, un extremo de un oligonucleótido recibe el nombre de
"extremo 5'" si su 5' fosfato no está unido a un 3' oxígeno de
un anillo de pentosa del mononucleótido, y el nombre de "extremo
3'" si su 3' oxígeno no está unido a un 5' fosfato de un
subsiguiente anillo de pentosa del mononucleótido. Como se emplea
en la presente, una secuencia de ácido nucleico incluso si está en
el interior de un oligonucleótido más largo, también puede decirse
que tiene extremos 5' y 3'.
Cuando dos diferentes oligonucleótidos que no se
solapan se reasocian a diferentes regiones de la misma secuencia
lineal complementaria de ácido nucleico, y el extremo 3' de un
oligonucleótido apunta hacia el extremo 5' del otro, el primero
puede llamarse el oligonucleótido "en dirección aguas arriba",
y el último, el oligonucleótido en dirección aguas abajo.
El término "cebador" puede referirse a más
de un cebador y se refiere a un oligonucleótido, tanto si se
encuentra en la naturaleza como si es un digesto de restricción
purificado o producido sintéticamente, el cual es capaz de actuar
como un punto de iniciación de una síntesis a lo largo de una cadena
complementaria cuando se le coloca bajo condiciones en las cuales
se cataliza la síntesis de un producto de extensión del cebador, el
cual producto es complementario a la cadena de ácido nucleico. Tales
condiciones incluyen la presencia de cuatro diferentes
desoxirribonucleósido trifosfatos y un agente inductor dela
polimerización tal como la ADN polimerasa o transcriptasa inversa,
en un tampón adecuado ("tampón" incluye sustituyentes que son
cofactores, o que afectan al pH, a la fuerza iónica, etc.) y a una
temperatura adecuada. El cebador es de preferencia monocatenario
para su próxima eficiencia de la
amplificación.
amplificación.
El complemento de una secuencia de ácido
nucleico como se emplea en la presente, se refiere a un
oligonucleótido que ha sido alineado con la secuencia de ácido
nucleico de tal forma que el extremo 5' de una secuencia se
empareja con el extremo 3' de la otra, es una "asociación
antiparalela". Ciertas bases que no se encuentran corrientemente
en los ácidos nucleicos naturales pueden ser incluidos en los ácidos
nucleicos de la presente invención, e incluyen por ejemplo, la
inosina y la 7-desazaguanina. No necesitan ser
complementariamente perfectos; los varios dúplex pueden contener
pares de bases mal emparejadas o bases sin emparejar. Los expertos
en la técnica de la tecnología de ácidos nucleicos pueden
determinar la estabilidad de un dúplex empíricamente tomando en
consideración un número de variables incluyendo, por ejemplo, la
longitud del oligonucleótido, la composición de bases y la
secuencia de oligonucleótidos, la fuerza iónica y la incidencia de
los pares de bases mal emparejados.
La estabilidad de un dúplex de un ácido nucleico
se mide mediante la temperatura de fusión o "T_{m}". La
T_{m} de un dúplex de un ácido nucleico particular en condiciones
especificadas es la temperatura a la cual la mitad de los pares de
bases de han disociado.
Como se emplea en la presente, el término
"secuencia diana" o "secuencia diana de un ácido nucleico"
se refiere a una región del oligonucleótido que va a ser
amplificada, detectada, o ambas cosas. La secuencia diana reside
entre las secuencias de los dos cebadores empleados para la
ampliación.
Como se emplea en la presente, el término
"sonda" se refiere a un oligonucleótido marcado que forma una
estructura dúplex con una secuencia del ácido nucleico diana debido
a la complementariedad de por lo menos una secuencia de la sonda
con una secuencia de la región diana. La sonda de preferencia no
contiene una secuencia complementaria a la(s)
secuencia(s) empleada(s) para cebar la reacción en
cadena de la polimerasa. Generalmente el terminal 3' de la sonda
estará "bloqueado" para evitar la incorporación de la sonda en
el producto de extensión del cebador. El "bloqueo" puede
lograrse empleando bases no complementarias o añadiendo un grupo
químico tal como la biotina o un grupo fosfato al hidroxilo 3' del
último nucleótido, el cual puede en función del grupo seleccionado,
servir a un doble propósito actuando también como una marca para la
subsiguiente detección o captura del ácido nucleico unido a la
marca. El bloqueo puede también lograrse eliminando el
3'-OH, o mediante el empleo de un nucleótido que
carezca de 3'-OH tal como un didesoxinucleótido.
El término "marca" como se emplea en la
presente, se refiere a cualquier átomo o molécula que pueda
emplearse para proporcionar una señal detectable (de preferencia
cuantificable), y que pueda unirse a un ácido nucleico o proteína.
Las marcas pueden proporcionar señales por fluorescencia,
radioactividad, colorimetría, gravimetría, difracción o absorción
con rayos X, magnetismo, actividad enzimática y similares.
Como se define en la presente, la "actividad
nucleasa 5'\rightarrow 3'" o la "actividad nucleasa 5' a
3" se refiere a que la actividad de una polimerasa de ácido
nucleico específico de un molde que incluye o bien una actividad
exonucleasa 5'\rightarrow 3' tradicionalmente asociada con algunas
ADN polimerasas, mediante lo cual los nucleótidos se eliminar a
partir del extremo 5' de un oligonucleótido de una manera secuencial
(Le., la ADN polimerasa I de E. coli tiene esta actividad,
mientras que el fragmento Klenow no la tiene), o bien incluye una
actividad endonucleasa 5'\rightarrow 3' en donde la escisión tiene
lugar en más de una unión fosfodiéster (nucleótido) a partir del
extremo 5', o en ambos.
El término "adyacente" como se emplea en la
presente, se refiere a la posición del cebados respecto a la sonda
sobre su cadena complementaria del ácido nucleico molde. El cebador
y la sonda pueden tener por separado de 1 a aproximadamente 20
nucleótidos, con mayor preferencia aproximadamente de 1 a 10
nucleótidos, o pueden ser contiguos entre sí, como puede ser
deseable para la detección con un procedimiento independiente de la
polimerización. Alternativamente, para emplear en el procedimiento
dependiente de la polimerización, como cuando el presente método se
emplea en la amplificación por PCR y métodos de detección como se
han descrito en la presente, la "adyacencia" puede ser en
cualquier parte dentro de la secuencia que se va a amplificar, en
cualquier parte en dirección aguas abajo de un cebador
tal que la extensión del cebador posicionará la polimerasa de forma que tenga lugar la escisión de la sonda.
tal que la extensión del cebador posicionará la polimerasa de forma que tenga lugar la escisión de la sonda.
Como se emplea en la presente, el término
"ácido nucleico polimerasa termoestable", se refiere a una
enzima que es relativamente estable al calor cuando se compara por
ejemplo con los nucleósido polimerasa de E. coli y que
catalizan la polimerización de los nucleósidos trifosfatos.
Generalmente la enzima iniciará la síntesis en el extremo 3' del
cebador asociado a la secuencia diana y continuará en la dirección
5' a lo largo del molde, y si posee una actividad nucleasa 5' a 3'
al intervenir en la hidrólisis, la sonda asociada liberará tanto
los fragmentos de sonda marcados como los sin marcar, hasta que la
síntesis termine. Una enzima termoestable representativa aislada
del Thermus aquaticus (Taq) se describe en la patente
U.S. nº 4.889.818 y un método para emplearlo en la PCR convencional
se describe en Saiki y col., 1988, Science
239:487.
La Taq ADN polimerasa tiene una actividad
exonucleasa de reposición 5'-3' de la cadena,
dependiente de la síntesis del ADN (ver Gelfand, "Taq DNA
Polymerase" en PCR Technology: Principles and Applications for
DNA Amplification ("Tecnología dela PCR: Fundamentos y
aplicaciones de la amplificación de ADN") Ehrlich, Ed., Stokton
Press, N.Y. (1989), capítulo 2). En solución, hay una pequeña
degradación, si es que hay alguna, de los oligonucleótidos
marcados.
La práctica de la presente invención empleará, a
no ser que se indique otra cosa, técnicas convencionales de
biología molecular, microbiología y técnicas de ADN recombinante que
están dentro del dominio de la especialidad. Dichas técnicas están
plenamente descritas en la literatura. Ver p. ej., Sambrook,
Fritsch & Maniatis, Molecular Cloning. A Laboratory
Manual ("Clonación molecular. Un manual de laboratorio"),
segunda edición (1989); Oligonucleotide Synthesis
("Síntesis de oligonucleótidos") (M.J. Gait, ed. 1984);
Nucleic Acid Hybridization ("Hibridación de ácidos
nucleicos") (B.D. Hames & S. J. Higgins, eds., 1984); A
Practical Guide to Molecular Cloning ("Una guía práctica para
la clonación molecular") (B. Perbal, 1984); y una serie
Methods in Enzymology ("Métodos de enzimología")
(Academic Press, Inc). Todas las patentes, solicitudes de patentes y
publicaciones mencionadas en la presente tanto anterior como
posteriormente, se incorporan a la presente como
referencia.
Los varios aspectos de la invención se basan en
una propiedad especial de las ácido nucleico polimerasas. Las ácido
nucleico polimerasas pueden poseer varias actividades, entre ellas,
una actividad nucleasa 5' a 3' en donde la ácido nucleico
polimerasa puede escindir mononucleótidos o pequeños
oligonucleótidos de un oligonucleótido asociado a su polinucleótido
más largo, complementario. Con el fin de que la escisión tenga
lugar eficientemente, un oligonucleótido en dirección aguas arriba
debe estar también asociado al mismo polinucleótido más largo.
El extremo 3' de este oligonucleótido en
dirección aguas arriba proporciona el sitio de unión inicial para
la ácido nucleico polimerasa. Tan pronto como la polimerasa unida
encuentra el extremo 5' del oligonucleótido en dirección aguas
abajo, la polimerasa puede escindir los mononucleótidos o pequeños
oligonucleótidos del mismo.
Los dos oligonucleótidos pueden designarse de
manera que se asocien próximos al ácido nucleico diana
complementario de forma que la unión de la ácido nucleico
polimerasa al extremo 3' del oligonucleótido en dirección aguas
arriba se pone automáticamente en contacto con el extremo 5' del
oligonucleótido en dirección aguas abajo. Este procedimiento,
debido a que no es necesaria la polimerización para llevar la ácido
nucleico polimerasa en posición para que tenga lugar la escisión
recibe el nombre de "escisión independiente de la
polimerización".
Alternativamente, si los dos oligonucleótidos
asocian en regiones situadas a mayor distancia del ácido nucleico
molde diana, la polimerización debe tener lugar antes de que el
ácido nucleico polimerasa encuentre el extremo 5' del
oligonucleótido en dirección aguas abajo. Como la polimerización
continua, la polimerasa escinde progresiva-mente
mononucleótidos o pequeños oligonucleótidos del extremo 5' del
oligonucleótido en dirección aguas abajo. Esta escisión continúa
hasta que el oligonucleótido en dirección aguas abajo restante, ha
sido desestabilizado en una extensión tal que se disocia de la
molécula del molde. Este procedimiento recibe el nombre de
"escisión dependiente de la polimerización".
En la presente invención, una marca se une al
oligonucleótido en dirección aguas abajo. De esta forma, los
mononucleótidos escindidos o los pequeños oligonucleótidos
escindidos por la actividad 5'-3' nucleasa de la
polimerasa pueden ser detectados.
A continuación, puede emplearse una cualquiera
de las varias estrategias posibles para distinguir los
oligonucleótidos marcados que no se ha escindido, de los fragmentos
escindidos de los mismos. De esta manera, la presente invención
permite la identificación de aquellas muestras de ácidos nucleicos
que contienen secuencias complementarias a los oligonucleótidos en
dirección aguas arriba y en dirección aguas abajo.
La presente invención aprovecha la actividad 5'
a 3' nucleasa de la polimerasa cuando se usa juntamente con la PCR.
Esto difiere de la amplificación por PCR previamente descrita, en
donde se detectan los oligonucleótidos diana amplificados, después
de la PCR, por ejemplo mediante hibridación con una sonda que forma
un dúplex estable con el de la secuencia diana en condiciones
restrictivas a moderadamente restrictivas de hibridación y lavado.
En contraste con los métodos conocidos de detección empleados a
continuación de las amplificaciones PCR, la presente invención
permite la detección de una secuencia de ácido nucleico diana
durante la amplificación de este ácido nucleico diana. En la
presente invención, se añade simultáneamente un oligonucleótido
marcado, con el cebador al principio de la PCR, y la señal generada
a partir de la hidrólisis del (de los) nucleótido(s)
marcado(s) de la sonda, proporciona un medio para la
detección de la secuencia diana durante su amplificación.
Los oligonucleótidos de la presente invención
son compatibles sin embargo, con otros sistemas de amplificación
tales como el sistema de amplificación de la transcripción, en el
cual uno de los cebadores de la PCR codifica un promotor que se
emplea para hacer copias del ARN de la secuencia diana. De manera
similar, la presente invención puede emplearse en un sistema
auto-sustanciado de replicación de la secuencia
(3SR), en el cual se emplean una gran variedad de enzimas para
hacer transcriptos de ARN que se emplean a continuación para hacer
copias de ADN, todas ellas a una única temperatura. Mediante la
incorporación de una polimerasa con actividad 5' \rightarrow 3'
exonucleasa en un sistema de reacción en cadena de la ligasa (LCR),
juntamente con oligonucleótidos apropiados, se puede emplear
también la presente invención para detectar productos de la LCR.
Por supuesto, los oligonucleótidos de la
presente invención pueden aplicarse a sistemas que no implican una
amplificación. De hecho, los oligonucleótidos de la presente
invención no necesitan siquiera que tenga lugar la polimerización.
Una ventaja del proceso independiente de la polimerización reside en
la eliminación de la necesidad de una amplificación de la secuencia
diana. En ausencia de la extensión del cebador, el ácido nucleico
diana es sustancialmente monocatenario. A continuación de que el
cebador y el oligonucleótido marcado se unan adyacentes al ácido
nucleico diana, pueden tener lugar etapas secuenciales de asociación
de oligonucleótidos y escisión de fragmentos marcados. De esta
forma puede generarse, una cantidad suficiente de fragmentos
marcados, haciendo posible la detección en ausencia de
polimerización. Como apreciarán los expertos en la técnica, la
señal generada durante la amplificación PCR podría ser aumentada
mediante esta actividad independiente de la polimerización.
En cualquiera de los procesos que aquí se
describen, se proporciona una muestra de la cual se sospecha que
contiene la particular secuencia de oligonucleótidos de interés, el
"ácido nucleico diana". El ácido nucleico diana contenido en
la muestra puede ser en primer lugar inversamente trascrito en ADNc,
si es necesario, y a continuación se desnaturaliza, empleando
cualquier método adecuado de desnaturalización incluyendo medios
físicos, químicos o enzimáticos, los cuales son ya conocidos por los
expertos en la técnica. Un medio físico preferido para la
separación de las cadenas consiste en el calentamiento del ácido
nucleico hasta que está completamente (> 99%) desnaturalizado.
Una desnaturalización térmica típica implica temperaturas que
oscilan desde aproximadamente 80ºC hasta aproximadamente 105ºC,
durante tiempos que oscilan desde unos pocos segundos hasta
minutos. Como una alternativa a la desnaturalización, el ácido
nucleico diana puede estar en forma monocatenaria en la muestra,
como ocurre por ejemplo, en los virus de ARN o ADN
monocatenario.
Las cadenas de ácido nucleico desnaturalizado,
se incuban a continuación con cebadores oligonucleótidos
pre-seleccionados y oligonucleótidos marcados
(llamados también aquí "sondas") en determinadas condiciones de
hibridación, condiciones que permiten la unión de los cebadores y
sondas a las cadenas individuales de ácido nucleico. Como ya es
conocido en la técnica, los cebadores se seleccionan de forma que
las posiciones relativas a lo largo de una secuencia dúplex son
tales que un producto de extensión sintetizado a partir de un
cebador cuando el producto de la extensión se separa de su molde
(complemento), sirve de molde para la extensión de otro cebador para
dar una cadena replicada de una longitud definida.
Debido a que las cadenas complementarias son más
largas que, o bien la sonda o bien el cebador, las cadenas tienen
más puntos de contacto y así tienen una gran probabilidad de
encontrarse entre sí durante un determinado período de tiempo. Un
elevado exceso molar de la sonda, más el cebador, ayuda a inclinar
el equilibrio hacia la asociación del cebador y la sonda más que
hacia la reasociación del molde.
El cebador debe ser suficientemente largo para
cebar la síntesis de productos de extensión en presencia del agente
para la polimerización. La longitud exacta de la composición del
cebador dependerá de muchos factores, incluyendo la temperatura
dela reacción de asociación, fuente y composición del cebador,
proximidad del sitio de asociación de la sonda al sitio de
asociación del cebador, y ratio de la concentración de la sonda del
cebador. Por ejemplo en función de la complejidad de la secuencia
diana, el cebador oligonucleótido contiene típicamente
aproximadamente 15-30 nucleótidos, aunque un cebador
puede contener más o menos nucleótidos. Los cebadores deben ser
suficientemente complementarios para asociarse a sus respectivas
cadenas selectivamente y formar varios dúplex estables.
Los cebadores empleados aquí se seleccionan de
forma que sean "sustancialmente" complementarios a las
diferentes cadenas de cada secuencia específica que hay que
amplificar. Los cebadores no necesitan reflejar la secuencia exacta
del molde, pero deben ser lo suficientemente complementarios para
hibridar selectivamente a sus respectivas cadenas. Las bases no
complementarias o secuencias más largas pueden ser intercaladas
dentro del cebador o pueden localizarse en los extremos del cebador
con la condición de que el cebador retenga suficiente
complementariedad con una cadena del molde para formar un dúplex
estable con él. Las secuencias de nucleótidos no complementarias de
los cebadores pueden incluir sitios de enzimas de restricción.
En la práctica de la invención, la sonda de
oligonucleótidos marcada debe ser primeramente asociada a un ácido
nucleico complementario antes de que la ácido nucleico polimerasa
encuentra esta región dúplex, permitiendo con ello que la actividad
nucleasa 5' a 3' escinda y libera fragmentos marcados de
oligonucleótidos.
Para aumentar la probabilidad de que el
oligonucleótido marcado se haya asociado al ácido nucleico
complementario antes de que la polimerización de la extensión del
cebador alcance esta región dúplex, o antes de que la polimerasa se
una al oligonucleótido en dirección aguas arriba en el proceso
independiente de la polimerización, pueden emplearse una gran
variedad de técnicas. Durante el proceso dependiente de la
polimerización se puede posicionar la sonda de forma que el extremo
5' de la sonda esté relativamente lejos del extremo 3' del cebador,
con lo que se da más tiempo a la sonda para asociarse antes de que
la extensión del cebador bloquee el sitio de unión de la sonda.
Cortas moléculas del cebador requieren generalmente temperaturas más
bajas para formas complejos de híbridos suficientemente estables
con el ácido nucleico diana. Por lo tanto, puede programarse que el
oligonucleótido marcado sea más largo que el cebador, de forma que
el oligonucleótido marcado se asocie de preferencia a la diana a
temperaturas más altas relativamente a la asociación del
cebador.
Se pueden también utilizar cebadores y
oligonucleótidos marcados que tengan diferentes estabilidades
térmicas. Por ejemplo, la composición de nucleótidos del
oligonucleótido marcado, puede escogerse de forma que tenga mayor
contenido G/C y en consecuencia una mayor estabilidad térmica que el
cebador. De manera similar, se pueden incorporar nucleótidos
modificados dentro de la sonda, los cuales nucleótidos modificados
contienen análogos de bases que forman pares de bases más estables
que las bases típicamente presentes en los ácidos nucleicos que se
encuentran en la naturaleza.
Las modificaciones de la sonda que pueden
facilitar la unión de la sonda antes que la unión del cebador para
maximizar la eficiencia del presente ensayo, incluyen la
incorporación de uniones fosfodiéster positivamente cargadas o
neutras en la sonda para disminuir la repulsión de las estructuras
de la sonda y la diana (ver Letsinger y col., 1988, J.
Amer. Chem. Soc., 110: 4470); la incorporación de
bases alquiladas o halogenadas, tales como la
5-bromouridina, en la sonda para incrementar la
acumulación de bases; la incorporación de ribonucleótidos dentro de
la sonda para forzar el dúplex sonda:diana dentro de una estructura
"A" la cual ha incrementado la acumulación de bases; y la
sustitución de la 2,6-diaminopurina (aminiadenosina)
en alguna o todas las adenosinas de la sonda. Al preparar dichas
sondas modificadas de la invención, debe reconocerse que el paso que
limita la velocidad de la formación del dúplex es la
"nucleación", es decir, la formación de un solo para de bases
y por lo tanto, la alteración de las características biofísicas de
una porción de la sonda, por ejemplo, solamente de la porción
terminal 3' o 5', puede ser suficiente para lograr el resultado
deseado. Además, debido a que la porción terminal 3' de la sonda
(terminal 3, de 8 a 12 nucleótidos) se disocia después de la
degradación de la exonucleasa del término 5' mediante la
polimerasa, pueden hacerse modificaciones del término 3',
prescindiendo de la interferencia con la actividad
polimerasa/nucleasa.
Los parámetros del termociclado pueden también
variar para aprovechar la estabilidad del diferencial térmico del
oligonucleótido marcado y el cebador. Por ejemplo, después del paso
de desnaturalización en el termociclado, puede introducirse una
temperatura intermedia que permite la unión del oligonucleótido
marcado pero no la unión del cebador, y a continuación la
temperatura se reduce para permitir la asociación y extensión del
cebador. Debe hacerse notar, sin embargo, que la escisión de la
sonda necesita solamente realizarse en los últimos ciclos del
proceso de la PCR para obtener resultados adecuados. Así, se podría
ajustar la mezcla de reacción de forma que aunque los cebadores se
unen inicialmente de preferencia a las sondas, se reduce la
concentración del cebador a través de la extensión del cebador, de
forma que en los últimos ciclos, las sondas se unen de preferencia a
los cebadores.
Para favorecer la unión del oligonucleótido
marcado antes que el cebador, puede también emplearse un elevado
exceso molar del oligonucleótido arcado a la concentración del
cebador. En esta versión, las concentraciones del oligonucleótido
marcado están típicamente en el margen de aproximadamente 2 a 20
veces mayores que la concentración del cebador respectivo, la cual
es generalmente 0,5 - 5 x 10^{-7} M. Los expertos reconocen que
la concentración de oligonucleótidos, su longitud, y la composición
de las bases son cada uno de ellos, factores importantes que
afectan el T_{m} de cualquier oligonucleótido en particular en una
mezcla de reacción. Cada uno de estos factores puede ser manipulado
para crear una propensión termodinámica para favorecer la asociación
de la sonda antes que la asociación del cebador.
Los cebadores oligonucleótidos y los
oligonucleótidos marcados pueden prepararse mediante cualquier
método apropiado. Los métodos para la preparación de
oligonucleótidos de secuencias específicas ya son conocidos en la
técnica, e incluyen, por ejemplo, la clonación y la restricción de
secuencias apropiadas y síntesis químicas directas. Los métodos de
síntesis químicas pueden incluir por ejemplo, el método del
fosfotriéster descrito por Narang y col., 1979, Methods
in Enzymology ("Métodos de Enzimología"), 68: 90, el
método del fosfotriéster descrito por Brown y col. 1979,
Methods in Enzymology ("Métodos de Enzimología")
68: 109, el método del fosforamidato de dietilo descrito en
Beaucage y col., 1981, Tetrahedron Letters 22: 1859, y
el método del soporte sólido descrito en la patente U.S. nº
4.458.066.
La composición del oligonucleótido marcado puede
diseñarse para favorecer la actividad de la nucleasa sobre el
desplazamiento de la cadena (fragmentos de mono y dinucleótido sobre
oligonucleótido) por medio de seleccionar las secuencias que son
ricas en GC o que evitan los A's y T's secuenciales, y mediante la
selección de la posición de la marca en la sonda. En presencia de
secuencias ricas en AT en la región de la sonda complementaria de
5', tiene lugar la escisión después de aproximadamente el cuarto,
quinto o sexto nucleótido. Sin embargo, en una región rica en GC de
la sonda complementaria de 5', la escisión tiene lugar generalmente
después del primer o segundo nucleótido. Alternativamente la
incorporación de las uniones fosfodiéster modificadas (p. ej.,
fosforotioatos o metilfosfonatos) en la sonda marcada durante la
síntesis química (Noble y col., 1984, Nuc. Acids Res
12:3387-3403: Iyer y col., 1990, J. Am.
Chem. Soc., 112: 1253-1254) puede emplearse para
prevenir la escisión en un sitio seleccionado. En función de la
longitud de la sonda, la composición de la región complementaria en
5' de la sonda, y la posición de la marca, se puede diseñar una
sonda para favorecer preferentemente la generación de fragmentos
cortos o largos de la sonda marcados, para emplear en la práctica de
la invención.
El oligonucleótido se marca como se describe más
adelante mediante la incorporación de grupos detectables con medios
espectroscópicos, fotoquímicos, bioquímicos, inmunoquímicos o
químicos. El método de unir o conjugar la marca a una sonda de
oligonucleótidos depende, por supuesto, del tipo de marca(s)
empleada(s) y la posición de la marca sobre la sonda.
Una gran variedad de marcas que podrían ser
apropiadas para emplear en la invención, así como también métodos
para su inclusión en la sonda, e incluyen, pero no están limitados
a, las enzimas (p. ej., fosfatasa alcalina y peroxidasa de rábano
silvestre) y sustratos de enzimas, átomos radioactivos, colorantes
fluorescentes, cromóferos, marcas quimioluminiscentes, marcas
electroquimioluminiscentes, tales como Origen^{TM} (Igen),
ligandos con socios específicos de unión, o cualesquiera otras
marcas que pueden interactuar entre sí para aumentar, alterar o
disminuir una señal. Por supuesto, la PCR debe practicarse empleando
un instrumento ciclador térmico, y la marca debe ser capaz de
resistir la temperatura de ciclado requerida en este proceso
automatizado.
Entre los átomos reactivos el preferido es el
^{32}P. Los métodos para la introducción del ^{32}P en los
ácidos nucleicos son ya conocidos en la técnica, e incluyen por
ejemplo, el marcado en 5', con una quinasa, o una inserción al azar
mediante el método de "nick translation" ("desplazamiento de
la mella"). Las enzimas son típicamente detectadas por su
actividad. "Socio específico de unión" se refiere a una
proteína capaz de unirse a una molécula ligando con una alta
especificidad como por ejemplo, el caso de un antígeno y un
anticuerpo monoclonal específico para dicho antígeno. Otros socios
de unión específica incluyen la biotina y la avidina o
estreptavidina, IgG y la proteína A, y los numerosos pares
receptor-ligando conocidos en la técnica. La
descripción anterior no se menciona para categorizar las varias
marcas en distintas clases, puesto que la misma marca puede servir
en varias modalidades diferentes. Por ejemplo el ^{125}I puede
servir como una marca radioactiva o como un reactivo denso en
electrones. La HRP puede servir como enzima o como antígeno para un
anticuerpo monoclonal. Además se pueden combinar varias marcas para
lograr el efecto deseado. Por ejemplo se podría marcar una sonda
con biotina, y detectar la presencia de una sonda con avidina
marcada con ^{125}I, o con un anticuerpo monoclonal
anti-biotina marcado con HRP. Otras permutaciones y
posibilidades serán fácilmente evidentes a aquellos normalmente
expertos en la técnica, y se consideran como equivalentes dentro del
ámbito de la presente invención.
Los fluoróforos para emplear como marcas en la
construcción de sondas marcadas de la invención, incluyen la
rodamina y derivados como el rojo Texas, fluoresceína y derivados
tales como la 5-bromometilfluoresceína, el amarillo
Lucifer, IAEDANS,
7-Me_{2}N-cumarin-4-acetato,
7-OH-4-CH_{3}-cumarin-3-acetato,
7-NH_{2}-4-CH_{3}-cumarin-3-acetato
(AMCA), monobromobimano, trisulfonatos de pireno tales como el azul
Cascada y monobromotrimetil-amoniobimano. En
general se prefieren los fluoróforos con una amplia variación de
stokes, para permitir el uso de fluorímetros con filtros más bien
que usar un monocromómetro, y para aumentar la eficiencia de la
detección.
Las marcas son dos marcas interactivas sobre un
único oligonucleótido con la debida consideración dada para el
mantenimiento de una distancia apropiada de las marcas sobre el
oligonucleótido para permitir la separación de las marcas durante
la hidrólisis del oligonucleótido. La rodamina y el violeta cristal
son las marcas interactivas
preferidas.
preferidas.
En otra versión, la detección de la sonda
marcada hidrolizada puede lograrse empleando por ejemplo, la
polarización por fluorescencia, una técnica para diferenciar entre
grandes y pequeñas moléculas basadas en el movimiento molecular.
Grandes moléculas (p. ej., sondas marcadas intactas) se mueven en
solución mucho más lentamente que las moléculas pequeñas. Después
de la unión de un grupo fluorescente a la molécula de interés (p.
ej., el extremo 5', de una muestra marcada), este grupo
fluorescente puede medirse (y diferenciarse) en base al movimiento
molecular, diferenciándose así entre sonda intacta y digerida. La
detección puede medirse directamente durante la PCR o puede
efectuarse después de la PCR.
Todavía en otra versión, se emplean los
oligo-nucleótidos marcados cada uno
complementariamente a separar regiones de cadenas separadas de una
región diana de doble cadena, pero no entre sí, de forma que un
oligonucleótido se asocia en dirección aguas abajo, de cada
cebador. Por ejemplo, la presencia de dos sondas puede
potencialmente doblar la intensidad de la señal generada por una
marca única y puede además servir para reducir la asociación de una
cadena del producto, como sucede a menudo durante la amplificación
por PCR. Las sondas se seleccionan de forma que las sondas se unan
en posiciones adyacentes (en dirección aguas abajo) a las posiciones
en las cuales se unen los cebadores.
Se pueden también emplear sondas múltiples para
lograr otras ventajas. Por ejemplo, se podría ensayar un número
cualquiera de patógenos de una muestra simple poniendo tantas sondas
como se deseen en la mezcla de reacción, las sondas podrían
contener cada una de ellas, una marca diferente para facilitar la
detección.
Se puede también lograr una discriminación
alelo-específica o
especies-específica (p. ej., específica para las
diferentes especies de Borrelia, el agente causante de la
enfermedad de Lyme), empleando múltiples sondas por ejemplo,
empleando sondas que tienen diferentes T_{m}s y efectuando la
reacción asociación/escisión a una temperatura específica para
solamente un dúplex sonda/alelo. Por ejemplo, se puede escoger un
par de cebadores que amplifican tanto el HTLVI y el HTLVOO y
emplear dos sondas cada una de ellas marcada inequívocamente y
específicamente, o bien para HTLVI o bien para HTLVII. Se puede
también lograr una discriminación específica de los alelos
empleando solamente una sonda única y examinando los tipos de
productos de escisión generados. En esta versión, la sonda se
diseña para que sea exactamente complementaria por lo menos en la
región terminal 5', para un alelo pero no para el(los)
otro(s)
alelo(s). Con respecto al(a los) otro(s) alelo(s), la sonda se emparejará mal en la región terminal 5' de la sonda de forma que se generará un producto de escisión diferente si se le compara con el producto de escisión generado cuando la sonda se hibrida al alelo exactamente complementario.
alelo(s). Con respecto al(a los) otro(s) alelo(s), la sonda se emparejará mal en la región terminal 5' de la sonda de forma que se generará un producto de escisión diferente si se le compara con el producto de escisión generado cuando la sonda se hibrida al alelo exactamente complementario.
Aunque la secuencia de la sonda puede
seleccionarse para lograr importantes ventajas, pueden obtenerse
también importantes ventajas seleccionando la(s)
marca(s) de la sonda. Las marcas pueden estar unidas al
oligonucleótido directa o indirectamente mediante una gran variedad
de técnicas. En función del tipo preciso de marca empleada, la
marca puede estar localizada en el extremo 5' o 3' de la sonda,
puede estar situada internamente en la sonda o puede estar unida a
los brazos espaciadores de varios tamaños y composiciones para
facilitar las interacciones de las señales. Empleando los reactivos
de fosforamidita comercial-mente adquiribles, se
pueden obtener oligómeros que contienen grupos funcionales (p. ej.,
tioles o aminas primarias) en el término 5' o en el término 3'
mediante una fosforamidita adecuadamente protegida, y se pueden
marcar empleando protocolos descritos en por ejemplo, PCR
Protocols: A Guide to Methods and Applications ("Protocolos de
PCR: una guía para métodos y aplicaciones") (Innis y col., eds.
Academic Press, Inc., 1990).
Métodos para la introducción de reactivos
funcionalizando oligonucleótidos para introducir uno o más grupos
sulfhidrilo, amino o hidroxilo, dentro de la secuencia de la sonda
de oligonucleótidos, típicamente en el terminal 5', están descritos
en la patente U.S. nº 4.914.210. Un grupo fosfato 5' puede ser
introducido como un radioisótopo empleando una polinucleótido
quinasa y gamma-^{32}P-ATP para
proporcionar un grupo informador. Puede añadirse biotina al extremo
5' haciendo reaccionar un radical aminotimidina o un radical
6-amino hexilo, introducirla durante la síntesis
con un éster N-hidroxi-succinimida
de biotina. Marcas en el terminal 3' pueden emplear polinucleótido
terminal transferasa para añadir el grupo deseado tal como por
ejemplo, cordicepina ^{35}S-dATP y dUTP
biotinilada.
Los derivados de oligonucleótidos son también
marcas adquiribles. Por ejemplo, el eteno-dA y
eteno-A son conocidos adenina nucleótidos
fluorescentes que pueden ser incorporados dentro de una sonda de
oligonucleótidos. Similarmente el eteno-dC o el
2-aminopurina desoxirribósido es otro análogo que
podría emplearse en la síntesis de la sonda. Las sondas que
contienen tales derivados de nucleótidos pueden ser hidrolizados
para liberar mononucleótidos mucho más fuertemente fluorescentes
mediante la actividad 5' a 3' nucleasa a medida que la ADN
polimerasa ocasiona la extensión de un cebador durante la PCR.
La extensión dependiente del molde, del (de los)
cebador(es) oligonucleótido(s) se cataliza mediante un
agente de polimerización en presencia de cantidades adecuadas de
los cuatro desoxirribonucleósido trifosfatos (dATP, dGTP, dCTP y
dTTP) o análogos como se ha descrito más arriba, en un medio de
reacción que comprende sales apropiadas, cationes metálicos y un
sistema tampón para el pH. Agentes de polimerización adecuados son
enzimas conocidas por catalizar la síntesis del ADN dependiente del
cebador y del molde, y posee actividad 5' a 3' nucleasa. ADN
polimerasas conocidas incluyendo por ejemplo, la ADN polimerasa I de
E. coli, la ADN polimerasa de Thermus thermophilus
(Tth), la ADN polimerasa de Bacillus
stearothermophilus, la ADN polimerasa de Termococcus
litoralis, y la ADN polimerasa de Thermus aquaticus
(Taq). Las condiciones de reacción para catalizar la síntesis
del ADN con estas ADN polimerasas con ya bien conocidas en la
técnica. Para ser de utilidad en la presente invención, el agente
de polimerización debe escindir eficientemente el oligonucleótido y
liberar fragmentos marcados de forma que la señal sea directamente o
indirectamente generada.
Los productos de la síntesis son moléculas
dúplex que constan de las cadenas del molde y las cadenas de
extensión del cebador, las cuales incluyen la secuencia diana.
Productos secundarios de esta síntesis son fragmentos de
oligonucleótidos marcados que constan de una mezcla de mono, di y
mayores fragmentos de nucleótido. Ciclos repetidos de
desnaturalización, oligonucleótidos marcados y asociación del
cebador y extensión del cebador y escisión del oligonucleótido
marcado, dan como resultado la acumulación exponencial de la región
diana definida por los cebadores y la generación exponencial de
fragmentos marcados. Se efectúan suficientes ciclos para lograr una
especie detectable de marca, la cual puede ser varios órdenes de
magnitud mayor que la señal original, aunque en la práctica
ordinaria dichos altos ratios entre la señal y el ruido pueden no
lograrse o pueden no ser deseados.
En un método preferido, el proceso PCR se
efectúa como un proceso automatizado que utiliza una enzima
termostable. En este proceso la mezcla de reacción se cicla a
través de un paso de desnaturalización, un paso de asociación de la
sonda y el cebador, y un paso de síntesis con lo cual la escisión y
el desplazamiento tienen lugar simultáneamente con la extensión del
molde dependiente del cebador. Puede emplearse un ciclador térmico
de ADN, tal como la máquina comercialmente adquirible de Perkin
Elmer Cetus Instruments, la cual está específicamente diseñada para
emplear con una enzima termoestable.
Las polimerasas estables a la temperatura son
las preferidas en este proceso automatizado debido a que la vía
preferida de desnaturalización de los productos de extensión con
cadena doble, es por exposición de los mismos a alta temperatura
(aproximadamente 95ºC) durante el ciclo de la PCR. Por ejemplo la
patente U.S. nº 4.889.818 describe una enzima termoestable
representativa aislada de Thermus aquaticus. Polimerasas
representativas adicionales, estables a la temperatura, incluyen p.
ej., las polimerasas extraídas de la bacteria termoestable
Thermus flavus, Thermus ruber, Thermus thermophilus, Bacillus
stearothermophilus (la cual tiene una temperatura óptima algo
más bajo que las otras de la lista), Thermus lacteus, Thermus
rubens, Thermotoga marítima, Thermococcus litoralis y
Methanothermus fervidus.
La detección o verificación de los fragmentos de
oligonucleótido marcados, puede lograrse mediante una gran variedad
de métodos y pueden depender de la fuente de la marca o de las
marcas empleadas. Una versión conveniente consiste en someter los
productos de la reacción, incluyendo los fragmentos marcados
escindidos, a un análisis de tamaños. Los métodos para determinar
el tamaño de los fragmentos de ácido nucleico marcados son ya
conocidos en la técnica e incluyen por ejemplo, la electroforesis
sobre gel, sedimentación en gradientes, cromatografía del gel
exclusión y homocromatografía.
Durante o después de la amplificación, puede
lograrse la separación de los fragmentos marcados de la mezcla de
PCR, por ejemplo, poniendo en contacto la mezcla de PCR con una fase
sólida extractante (SPE). Por ejemplo, los materiales que tienen
una capacidad para unirse a oligonucleótidos sobre la base del
tamaño, carga o interacción con las bases de los oligonucleótidos
pueden añadirse a la mezcla de PCR, en ciertas condiciones en las
que los oligonucleótidos marcados sin escindir, se unen y los
fragmentos cortos marcados, no se unen. Estos materiales SPE
incluyen las resinas o perlas de intercambio iónico tales como las
partículas de unión Nensorb comercialmente adquiribles (DuPont
Chemical Co), Nucleogen (The Nest Group), PEI, BakerBond^{TM} PEI,
Amicon PAE 1.000, Selectacel^{TM} PEI, Boronate SPE con una sonda
3'-ribosa, secuencias que contienen SPE
complementarias al extremo 3' de la sonda, e hidroxiapatita. En una
versión específica, si un oligonucleótido marcado doble que
comprende una marca 3' biotina separada de una marca 5' por una
nucleasa susceptible de un sitio de escisión, se emplea como medio
señalizador, la mezcla amplificada de la PCR puede ponerse en
contacto con materiales que contengan un socio de unión específico
tal como la avidina o la estreptavidina, o un anticuerpo o un
anticuerpo monoclonal para la biotina. Estos materiales pueden
incluir perlas y partículas recubiertas con socios específicos de
unión y pueden incluir también, partículas magnéticas.
Después del paso en el cual la mezcla de PCR ha
sido puesta en contacto con una SPE, el material de la SPE puede
eliminarse por filtración, sedimentación o atracción magnética,
dejando los fragmentos marcados libres de oligonucleótidos marcados
sin escindir, y disponibles para la detección.
Los reactivos empleados en los métodos descritos
pueden envasarse y constituir kits de diagnóstico. Los kits de
diagnóstico incluyen los oligonucleótidos marcados y los cebadores
en envases separados. Si el oligonucleótido está sin marcar, los
reactivos específicos del marcado deben estar también incluidos en
el kit. El kit puede contener también otros reactivos adecuados
envasados y materiales necesarios para la amplificación, por
ejemplo, tampones, dNTPs, y/o medios para la polimerización y para
la detección, análisis, por ejemplo, enzimas y extractantes de fase
sólida, así como también instrucciones para efectuar el ensayo.
Los ejemplos que se exponen a continuación
pretenden ser ilustrativos de los diferentes métodos y compuestos de
la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Se efectuó una amplificación PCR la cual liberó
el extremo 5' marcado con ^{32}P de una sonda complementaria
cuando se sintetizó el producto específico deseado.
\vskip1.000000\baselineskip
Diez pmoles de cada sonda (secuencias BW31,
BW33, BW35, descritas más adelante) se mezclaron individualmente
con quince unidades de T4 polinucleótido quinasa (New England
Biolabs) y 15,3 pmoles de
gamma-^{32}P-ATP (New England
Nuclear, 3000 Ci(moles) en un volumen de reacción de 50
\mul que contenía 50 mM de Tris-HCl, pH 7,5, 10
mM de MgCl_{2}, 5 mM de ditiotreitol, 0,1 mM de espermidina y 0,1
mM de EDTA durante 60 minutos a 37ºC. El volumen total se extrajo a
continuación con fenol/cloroformo, se precipitó con etanol como
describe Sambrook y col., Molecular Cloning ("Clonado
molecular") segunda edición (1989). Se resuspendieron sondas en
100 \mul de tampón TE y se pasaron por una columna de diálisis
centrífuga Sephadex G-50 para eliminar los
gamma-^{32}^-ATP como describe Sambrook y col.,
ver más arriba. La precipitación con TCA de los productos de
reacción indicó las siguientes actividades específicas:
BW31: 1,98 x 10^{6} cpm/pmoles
BW31: 2,54 x 10^{6} cpm/pmoles
Bw35: 1,77 x 10^{6} cpm/pmoles
La concentración final de las tres sondas fue de
0,10 pmoles/\mul.
\vskip1.000000\baselineskip
La región amplificada fue un producto de 350
pares de bases del bacteriófago M13mp10w inducida por los cebadores
BW36 y BW42. La región de cada secuencia del cebador numerada
designado aquí, sigue la costumbre de la secuencia de nucleótidos
M13 estándar.
Se emplearon tres diferentes sondas: cada una
contenía la secuencia de 30 b ases exactamente complementaria al
M13mp10w pero diferentes en las longitudes de las regiones con la
cola 5' no complementarias. Las sondas fueron sintetizadas de forma
que tuvieran un 3'-PO_{4} en lugar de un
3'-OH para bloquear cualquier extensión por la
Taq-polimerasa.
Para la amplificación del fragmento de 350 bp,
se añadieron 10^{-3} pmoles de la secuencia diana M13mp10w a 50
\mul de un volumen de reacción que contenía 50 mM de KCl, 10 mM de
Tris-HCl, pH 8,3, 3 mM de MgCl_{2}, 10 pmoles de
cada uno de los cebadores BW36 y BW42, 200 \muM de cada uno de los
cuatro desoxirribonucleósido trifosfatos, 1,25 unidades de
Taq ADN polimerasa y o bien 1, 10 ó 20 pmoles de las sondas
BW31, BW33 o BW35 isotópicamente diluidas. La cantidad de sonda
radiomarcada se mantuvo constante a 0,4 pmoles por reacción y
diluida a 1, 10 ó 20 pmoles con sonda no radioactiva. Se añadió
Taq-polimerasa a 4 \mul por reacción a 0,3125 U/\mul y
se diluyó en 10 mM de Tris-HCl, pH 8,0, 50 mM de
KCl, 0,1 mM de EDTA, 0,5% de NP40, 0,5% de Tween 20 y 500 \mug/ml
de gelatina.
Se preparó una mezcla de reacción, de stock, que
contenía cantidades apropiadas de tampón de reacción, nucleósido
trifosfatos, tanto cebadores como enzimas. A partir de esta mezcla
de stock se tomaron alícuotas y se añadieron a las mismas, el molde
y varias concentraciones de cada sonda. Las reacciones de control
consistieron en la adición de todos los componentes de la reacción
excepto el molde, y todos los componentes de la reacción excepto la
sonda. Cada mezcla de reacción se cubrió con 50 \mul de aceite
mineral para impedir la evaporación, se microcentrifugó durante 45
segundos, y a continuación se introdujo en un ciclador térmico. Las
mezclas de reacción se sometieron al siguiente esquema de
amplificación.
Después de la ciclación, se extrajo el aceite
mineral con 50 \mul de cloroformo, se guardaron las mezclas a 4ºC
y se efectuaron los siguientes ensayos:
\vskip1.000000\baselineskip
Para el análisis de gel de acrilamida, se
mezclaron 4 \mul de cada reacción de amplificación, con 3 \mul
de mezcla con la carga de gel 5X (0,125% de azul de bromofenol,
12,5% de Ficoll 400 en H_{2}O) y se aplicaron sobre un gel de
acrilamida al 4% (10 ml de 10X tampón TBE, 1 ml de persulfato de
amonio al 10%, 10 ml de bis acrilamida al 40%, 19:1, 50 \mul de
TEMED, y 79 ml de H_{2}O) en 1X tampón TBE (0,089 M de Tris, 0,089
M de ácido bórico y 2 mM de EDTA) y se efectuó una electroforesis
durante 90 minutos a 200 voltios. Después de pulverizar con bromuro
de etidio, se visualizó el ADN mediante UV fluorescente.
Los resultados mostraron que la presencia de
cada una de estas tres sondas a las diferentes concentraciones no
tenía ningún efecto sobre la cantidad de producto amplificado
generado. Las calles de la muestra que no contenían ninguna sonda
mostraron una intensidad alta discreta de bandas de 350 pares de
bases correspondientes a la secuencia deseada. Todas las calles que
contenían una sonda mostraron la misma así como unas bandas un poco
débiles en un peso molecular ligeramente alto. Las calles de control
sin el molde añadido, no mostraron ninguna banda en absoluto a 350
bases, solamente bandas de más baja intensidad representando el
cebador a 30-40 bases.
Después de fotografiar el gel se transfirió
sobre papel Whatman, se cubrió con Saran Wrap y se autorradiografió.
Una exposición durante la noche reveló que el 90-95%
del radiomarcado estaba cerca del fondo del gel, donde la sonda o la
sonda parcialmente degradada habría actuado.
Para el análisis del gel de desnaturalización,
se mezclaron 2 \mul de cada reacción de amplificación con 2
\mul del tampón con adición de formamida (0,2 ml de 0,5 M de EDTA
pH 8, 10 mg de azul de bromofenol, 10 mg de xileno cianol y 10 ml
de formamida), a continuación se calentó a 96ºC durante
3-5 minutos y se colocó sobre hielo. Las muestras
se aplicaron a un gradiente de gel de poliacrilamida
desnatura-lizante al 6,2% (7M de urea tanto con un
gradiente de sucrosa como un gradiente de tampón) de acuerdo con el
procedimiento de Sambrook y col., ver más arriba. El gel se
sometió a una electroforesis durante 90 minutos a 2000 V, 45 W, a
continuación se transfirió sobre un papel Whatman y se
autorradiografió.
Los resultados del gel de desnaturalización
indicaron que aproximadamente el 50% de cada sonda se degradó en
fragmentos marcados más pequeños. Aproximadamente el 50%-60% de los
recuentos cayó dentro del margen de 30-40 bases,
correspondientes a la sonda degradada.
Puede visualizarse una banda muy débil de 300
bases para todas las reacciones de amplificación, lo cual sugiere
que un muy pequeño porcentaje de las sondas han perdido o no han
tenido nunca un grupo 3'-PO y han sido extendidas.
El resto de los recuentos están en el margen de cero a quince bases.
La resolución de dicho gel no revela el tamaño exacto de los
productos, los cuales pueden determinarse mejor mediante el análisis
homocromatográfico.
Para un análisis homocromatográfico, se aplicó 1
\mul de cada muestra con separaciones de 1,2 cm, sobre una placa
de capa fina de celulosa Polygram CEL 300 DEAE 20 x 20 cm, a la cual
había sido aplicada previamente 5 \mul de ADN de esperma de
arenque cortada (150 \mug/ml) y se dejó secar. Una vez la muestra
estuvo seca, la placa se colocó en una artesa con H_{2}O y se
dejó migrar el agua justo encima del área de carga de la muestra. A
continuación se colocó la placa en un depósito de vidrio de
desarrollo que contenía Homo-mix III filtrado (Jay
y col., 1979, Nuc. Acid res
1(3):331-353), una solución de ARN
parcialmente hidrolizado que contenía 7 M de urea, en un horno a
70ºC. La Homo-Mix se dejó migrar por acción capilar
hasta la parte superior de la placa en cuyo momento se retiró la
placa, dejándola secar cubierta con un Saran Wrap, y a continuación
se autorradiografió.
Una exposición durante toda la noche de la placa
de homocromatografía indicó también que aproximadamente el 40% de
las sondas habían sido degradadas en fragmentos más pequeños. Estos
fragmentos fueron muy específicos en tamaño, dependiendo de la
longitud de la cola 5' no complementaria de cada sonda. La figura 1
muestra una autorradiografía de la placa TLC. La sonda BW31 (calles
1-3), que fue totalmente complementaria al molde
M13mp10w, generó fragmentos marcados predominantemente de una a dos
bases de longitud. La sonda BW33 (calles 4-6)
conteniendo una región 5' no complementaria de 3 bases, liberó
productos predominante-mente de cuatro a seis bases
de longitud. La sonda BW35 (calles 7-9) tenía una
cola 5' de 10 bases no complementaria y liberó productos
predominantemente de 12 a 13 bases de longitud. Las calles
10-12 son las reacciones de control que contenían o
bien la BW31, BW33 o BW35 y todos los componentes de la PCR excepto
el molde después de 15 ciclos. Durante la síntesis del ADN la
enzima desplazó la primera o las dos bases emparejadas encontradas y
a continuación cortó en dicho sitio, indicando una actividad
similar a una endonucleasa. Los resultados muestran que se libera
una sonda específica coordinadamente con la acumulación de producto
en la PCR.
Se examinó la especificidad de la liberación de
sondas marcadas, efectuando una amplificación PCR empleando el ADN
del bacteriófago landa y cebadores y una serie de sondas quinasadas
no complementarias.
La región a amplificar era una región de 500
nucleótidos del ADN del bacteriófago landa a partir del kit de
reactivos para amplificación de ADN, GeneAmp®
(Perkin-Elmer Cetus), flanqueado por los cebadores
PCR01 y PCR02, también a partir del kit GeneAmp® para ADN.
Se emplearon alícuotas de las mismas tres sondas
marcadas BW31, BW33 y BW35 identificadas en el ejemplo 1, todas las
cuales fueron completamente no complementarias a la secuencia
diana.
Para la amplificación de la región de 500 pares
de bases, 0,5 ng de la secuencia de ADN landa diana (molde de
control, lote #3269, 1 \mug/ml diluido 1:10 en 10 mM de
Tris-HCl pH 8,0, 1 mM de EDTA y 10 mM de NaCl para
stock) se añadieron a 50 \mul de volumen de reacción que contenía
50 mM de KCl, 10 mM de tris-HCl, pH 8,3, mM de
MgCl_{2}, 1 \muM de cada uno de los cebadores PCR01 (lote #3355)
y PCR02 (lote #3268), 200 \muM de cada uno de los cuatro
desoxinucleósido trifosfatos, 1,25 unidades de Taq ADN
polimerasa, y o bien 2, 10 ó 20 pmoles de las sondas BW31, BW33 o
BW35 isotópicamente diluidas. La cantidad de sonda radiomarcada se
mantuvo constante a 0,4 pmoles por reacción y se diluyó a 1, 10 ó 20
pmoles con sonda no radioactiva. Se añadió Taq ADN
polimerasa a 4 \mul por reacción a 0,3125 unidades/\mul y se
diluyó en 10 mM de Tris-HCl pH 8,0, 50 mM de KCl,
0,1 mM de EDTA, 0,5% de NP40, 0,5% de Tween 20 y 500 \mug/ml de
gelatina.
La mezcla de reacción de stock se preparó como
anteriormente junto con las reacciones de control pero sin la sonda
o sin la enzima. Las mezclas de reacción se amplificaron siguiendo
las condiciones de ciclación descritas en el ejemplo 1B y a
continuación se analizó como sigue. Para el análisis en gel de
acrilamida, se aplicaron 4 \mul de cada mezcla de reacción de
amplificación con 3 \mul de mezcla de carga 5X, sobre un gel de
acrilamida al 4% en tampón TBE 1X y se sometió a una electroforesis
durante 90 minutos a 200 voltios. Después de pulverizar con bromuro
de etidio, el ADN se visualizó mediante fluorescencia UV.
Los resultados muestran que la presencia de
cualquier sonda a cualquier concentración no tiene ningún efecto
sobre la cantidad de producto amplificado generado. Las calles de
control de la muestra que no contenía ninguna sonda, y todas las
calles que contenían una sonda, mostraron una banda de discreta alta
intensidad de 500 pares de bases correspondientes a la secuencia
deseada. Las calles de control sin ninguna enzima añadida no
mostraron ninguna banda del producto, mostrando solamente bandas de
baja intensidad representando el cebador y la sonda de
aproximadamente 30-40 nucleótidos.
El análisis por homocromatografía de la figura 2
muestra una exposición durante toda la noche de la placa en la cual
no se ha observado ninguna degradación de las sondas. Todos los
contajes se localizaron en el punto de origen no mostrando ninguna
liberación de fragmentos marcados. Las calles 1-3
son reacciones que contienen la sonda BW31. Las calles
4-6 incluyen la sonda BW33. Las calles
7-9 incluyen la sonda BW35; y las calles
10-12 son reacciones del control sin el molde. Los
resultados muestran que la sonda no es degradada a no ser que esté
específicamente unida a la diana y sea capaz de resistir las
condiciones del ciclado de la PCR.
En el análisis de desnaturalización sobre gel,
se mezclaron 2 \mul de cada reacción de amplificación con 2
\mul de tampón con adición de formamida (descrito en el ejemplo 1)
y se colocaron en un bloque calefactor a 96ºC durante
3-5 minutos. Las muestras se colocaron
inmediatamente sobre hielo y se aplicaron sobre un gel de
acrilamida al 6,2% de un gradiente de desnaturalización, y se
sometieron a una electroforesis durante 90 minutos a 2000 voltios.
Después de la electroforesis, el gel se transfirió sobre papel
Whatman, se cubrió con Sara Wrap y se autorradiografió.
Una exposición durante toda la noche reveló
todas las cuentas en el margen de 30-40 pares de
bases, correspon-dientes a los tamaños de las
sondas. Una vez más, no hubo aparentemente ninguna degradación de la
sonda, confirmando además que la sonda debía estar específicamente
unida al molde antes de producirse cualquier degradación.
En este ejemplo, se examinó la especificidad de
la liberación de la marca de la sonda, efectuando una amplificación
PCR en presencia de ADN genómico humano degradado y sin
degradar.
La sonda BW33 quinasada empleada en este
experimento tenía una actividad específica de 5,28 x 10^{6}
cpm/pmol determinada mediante precipitación TCA después de la
reacción de quinasado. La región amplificada fue la región de 350
pares de bases del M13mp10w, flanqueada por los cebadores BW36 y
BW42. Las secuencias de los cebadores y su situación están
relacionadas en el ejemplo 1. El ADN genómico humano fue obtenido de
la línea celular HL60 y se empleó sin degradar o degradado cortando
en una prensa francesa a un tamaño medio de 800 pares de bases.
Cada reacción de amplificación de 50 \mul,
consistió en 10^{-2} ó 10^{-3} pmoles de M13mp10w de secuencia
diana, 1 \mug de ADN genómico de HL60, degradado o bien sin
degradar, añadidos a una mezcla que contenía 50 mMM de KCl, 10 mM
de Tris HCl pH 8,3, mM de MgCl_{2}, 10pmoles de cada uno de los
cebadores BW36 y BW42 \muM de cada uno de los cuatro
desoxirribonucleósido trifosfatos, 1,25 unidades de Taq ADN
polimerasa y 10 pmoles de la sonda NW33 isotópicamente diluida.
Se preparó una mezcla de stock que contenía
cantidades apropiadas de tampón de reacción, nucleósido trifosfatos,
cebadores, sonda y enzima. Se prepararon alícuotas y a los mismos
se añadió el molde M13mp10w y/o ADN genómico. Las reacciones de
control incluían todos los compuestos de reacción excepto el ADN
diana de M13mp10w o todos los componentes de reacción excepto el ADN
genómico.
Cada mezcla de reacción se cubrió con 50 \mul
de aceite mineral, se microcentrifugó y se introdujo en un ciclador
térmico. Las mezclas de reacción fueron sometidas al siguiente
esquema de amplificación.
Después del ciclado, se extrajo el aceite
mineral empleando 50 \mul de cloroformo y las muestras se
guardaron a 4ºC. Las muestras se analizaron a continuación mediante
electroforesis sobre gel de acrilamida al 4%, y un análisis
homocromatográfico.
Para el análisis en gel de acrilamida, se
mezclaron 4 \mul de cada mezcla de reacción, con 3 \mul de
mezcla con el gel 5X, se añadieron sobre un gel de acrilamida al 4%
en tampón 1X de TBW, y se sometió a una electroforesis durante 90
minutos a 220 voltios. El ADN se visualizó mediante fluorescencia de
UV después de pulverizar con bromuro de etidio.
En las calles correspondientes a las muestras de
control que no contenían ningún ADN diana de M13mp10w, no había
ninguna banda visible del producto, indicando la ausencia de alguna
contaminación cruzada de M13mp10w. Todas las calles siguientes
mostraron una banda de 350 bases correspondientes a la secuencia
esperada. La intensidad de la banda fue mayor cuando estuvo
presente 10^{-2} pmoles de ADN diana de M13mp10w sobre 10^{-3}
pmoles en ausencia o presencia de ADN genómico (degradado o sin
degradar). La intensidad de la banda del producto aumentó al
aumentar el número de ciclos de la amplificación. Veinte ciclos
produjeron una banda con dos veces la intensidad de la que se vio
con diez ciclos, y quince ciclos generaron una banda de intensidad
intermedia. La cantidad de producto PCR presente varió con la
cantidad del molde diana de partida y el número de ciclos, y la
presencia de 1 \mug de ADN genómico humano, degradado o sin
degradar, no mostró ningún efecto en la formación de este
producto.
En el análisis por homocromatografía, se aplicó
1 \mul de cada mezcla de reacción sobre una placa de capa fina
DEAE, y se colocó en una cámara de desarrollo que contenía
Homo-Mix III a 70ºC. Después de 90 minutos, se
retiró la placa, se dejó secar, se cubrió con Saran Wrap, y se
autorradiografió. Una exposición durante toda la noche se muestra
en la figura 3; en la figura 3A, las calles 1 a 6 muestran los
ciclos de la reacción PCR en ausencia de ADN del molde M13mp10w
conteniendo alternativamente, ADN de HL60 degradado y sin degradar,
a 10, 15 y 20 ciclos; y las calles 7-12 son
reacciones de control aplicadas por duplicado conteniendo ADN del
molde M13mp10w sin ningún ADN genómico a 10, 15 y 20 ciclos. En la
figura 3B, se amplifican reacciones aumentando incrementos de 5
ciclos partiendo de 10 ciclos. La concentración de ADN del molde
M13mp10w en las reacciones mostradas en las calles 1, 2, 5, 6, 9 y
100 es de 10^{-2} pmoles, mientras en las calles 3, 4, 7, 8, 11
y 12 es de 10^{-3} pmoles. Las reacciones muestran que las calles
impares numeradas del 1 a 11, contienen ADN genómico humano
degradado, y las calles con números pares contienen ADN genómico
humano no degradado. Fueron vistos fragmentos de sonda marcados
como dos manchas bien definidas migrando a aproximadamente 4 y 5
bases en longitud sobre la placa en capa fina. Cuando la
concentración del molde de partida aumenta y/o el número de ciclos
aumenta, la cantidad de fragmentos de la sonda marcada liberados
también aumenta. La presencia o ausencia de ADN genómico humano
degradado o sin degradar no interfirió ni potenció la hibridación y
la degradación.
Los resultados muestran que se forman cantidades
crecientes de pequeños fragmentos liberados de la sonda, coordinada
y simultáneamente con la acumulación específica del producto durante
el curso de un ensayo PCR. La presencia o ausencia de o bien una
gran cantidad de ADN genómico humano de gran complejidad o bien de
un gran número de "extremos" de ADN al azar, no tiene ningún
efecto sobre la acumulación específica del producto o grado de
liberación de la sonda. Finalmente, la presencia de una gran
cantidad de ADN genómico humano de alta complejidad no conduce a
ninguna liberación detectable de la sonda en ausencia de acumulación
específica del producto.
\newpage
Se efectuó una amplificación PCR la cual liberó
una sonda radiomarcada en 3' hibridada, en fragmentos más pequeños
cuando la sonda se asoció con el molde. Las secuencias de las sondas
fueron como sigue:
\vskip1.000000\baselineskip
Se mezclaron individualmente cinco pmoles de
cada sonda (DG46, BW32 y BW34) con 17,4 unidades de terminal
transferasa (Strategene) y 10 pmoles de
[\alpha-^{32}P]-cordicepina
(cordicepina: 3'-desoxiadenosin-5'
trifosfato, New England Nuclear, 5000 Ci/mmoles, diluido 3X con
ddATP (Pharmacia) en un volumen de reacción de 17,5 \mul
conteniendo 100 mM de cacodilato de potasio, 25 mM de
Tris-HCl, pH 7,6, 1 mM de CoCl_{2}, y 0,2 mM de
ditiotreitol durante 60 minutos a 37ºC. El volumen total fue
extraído a continuación con fenol/cloroformo y precipitado con
etanol. Se resuspendieron las sondas en 50 \mul de tampón TE y se
trataron en una columna de diálisis rotativa Sephadex
G-50 de acuerdo con el procedimiento de Sambrook
y col., Molecular Cloning ("Clonación molecular"), ver
más arriba. La concentración final de las sondas fue de 0,1
pmol/\mul. La precipitación con TCA de los productos de la
reacción indicó las siguientes actividades específicas.
DG46: 2,13 x 10^{6} cpm/pmol
BW32: 1,78 x 10^{6} cpm/pmol
BW34: 5,02 x 10^{6} cpm/pmol
\vskip1.000000\baselineskip
La comparación mediante análisis de
desnaturalización en gradiente de gel, de las sondas BW31, BW33 y
BW35 radiomarcadas en 3' con las mismas sondas quinasadas en 5',
demostró que las sondas radiomarcadas en 3' actuaban de manera
similar a las sondas radiomarcadas en 5'.
Una vez más la región amplificada fue la región
de 350 bases en el M13mp10w definida por los cebadores BW36 y BW42.
Las secuencias y localizaciones de los cebadores están relacionadas
en el ejemplo 1. Cada mezcla de amplificación se preparó añadiendo
10^{-3} pmoles del ADN del M13mp10w diana, a un volumen de
reacción de 50 \mul que contenía 50 mM de KCl, 10 mM de Tris HCl,
pH 8,3, 3 mM de MgCl_{2}, 10 pmoles de cada uno de los cebadores
BW36 y BW42, 200 \muM de cada uno de los cuatro desoxinucleósidos
trifosfatos, 1,25 unidades de Taw ADN polimerasa y, o bien 2,
10 ó 20 pmoles de las sondas DG46, BW32 o BW34 isotópicamente
diluidas.
Se preparó una mezcla de reacción de stock que
contenía cantidades apropiadas de tampón de reacción, nucleósido
trifosfatos, molde y enzima. Se prepararon alícuotas y a los mismos
se añadió la cantidad apropiada de cebadores y sondas. Las
reacciones de control incluían todos los componentes de reacción
excepto los cebadores, y todos los componentes de la reacción
excepto la sonda.
\newpage
Las mezclas de reacción se cubrieron con 50
\mul de aceite mineral, se microcentrifugaron y se introdujeron en
un ciclador térmico. El esquema de la amplificación fue como
sigue:
Después del ciclado, se extrajo el aceite
mineral empleando 50 \mul de cloroformo y las muestras se
guardaron a 4ºC.
Se analizaron las muestras con un gel de
acrilamida al 4%, un gradiente de gel de acrilamida desnaturalizante
al 8%, y por homocromatografía. Para los tres análisis, la
manipulación de las mezclas de reacción fue como se ha descrito
anteriormente.
En el análisis en un gel de acrilamida al 4%,
fue visible una banda nítida correspondiente al producto deseado de
350 bases en todas las mezclas de reacción excepto las reacciones de
control sin los cebadores. En todas las mezclas de reacción que
contenían tanto cebadores como la sonda, fue visible una segunda
banda a aproximadamente 300 bases. Esta segunda banda se convirtió
en más intensa con un aumento de la concentración de la sonda, y
probablemente correspondía a la sonda que, o bien no fue
eficientemente radiomarcada en 3' o bien había perdido la marca en
3', permitiendo la extensión de la sonda y generando un
producto.
Una exposición del gel de acrilamida en un
gradiente desnaturalizante al 8% durante la noche, demostró una
distribución de productos que oscilaban desde la sonda de tamaño
completo hasta la de menos de 15 bases con todas las tres sondas
aplicadas. Como era de esperar, la actividad 5'-3'
nucleasa de la Taq ADN polimerasa degradó la sonda hasta un
punto en el que la sonda degradada se disoció del molde.
La amplia distribución por tamaños de los
productos fue ilustrativa del continuo cambio de las concentraciones
de reactantes y cambios de temperaturas durante el ciclado de la
PCR. Estas variaciones conducirían a cambios en la cinética de la
asociación de la sonda y la enzima, permitiendo que la sonda se
disocie en gran variedad de tamaños a diferentes tiempos en la
rutina de los ciclos.
La plaza de homocromatografía reveló el producto
más pequeño de aproximadamente 10 a 12 bases de longitud para todas
las sondas examinadas. Puesto que las tres sondas tenían una
secuencia idéntica excepto que en la región de la cola 5', este
resultado muestra que para la secuencia particular de la sonda a una
temperatura de asociación/extensión de 60ºC, la sonda se degradó
hasta aproximadamente 10 bases y a continuación se disoció del
molde.
\vskip1.000000\baselineskip
La Taq ADN polimerasa fue capaz de
liberar el extremo 5' marcado ^{32}P de una sonda hibridada cuando
se posicionó en la proximidad de dicha sonda mediante un cebador en
dirección aguas arriba. Se diseñaron una serie de cebadores que
contenían desde cero hasta veinte bases en dirección aguas arriba de
la sonda BW33 quinasada hibridada. Estos cebadores se muestran a
continuación.
Se asociaron aproximadamente 0,5 pmoles de la
sonda BW33 y 0,5 pmoles de cada uno de los cebadores, a 0,5pmoles
de M13mp10w en un volumen de reacción de 10,5 \mul que contenía 50
mM de KCl, 10 mM de Tris-HCl, p 8,3 y 3 mM de
MgCl_{2}. Las mezclas de reacción de control contenían o bien 20
\muM o 200 \muM cada uno de los cuatro desoxinucleósidos
trifosfatos. Se empleó un cebador adicional DG47, situado 530 bases
en dirección aguas arriba de la sonda.
Las mezclas de reacción se calentaron a 98ºC
durante 1 minuto y se asociación a 60ºC durante 30 minutos. A
continuación, se microcentrifugaron los tubos y se colocaron en un
baño maría a 70ºC. Después de un amplio tiempo para que las mezclas
de reacción se equilibren a esta temperatura, se añadieron 10, 5,
2,5, 1,25 ó 0,3125 unidades de Taq ADN polimerasa, y se
extrajeron alícuotas de 4 \mul a los 2, 5 y 10 minutos. La enzima
se desactivó añadiendo 4 \mul de EDTA 10 mM a cada alícuota y
colocando a 4ºC. Las mezclas de reacción se examinaron mediante
análisis homo-cromatográfico.
En el análisis homocromatográfico, se aplicó 1
\mul de cada muestra sobre placas de capa fina de celulosa DEAE y
se colocaron en una cámara de desarrollo que contenía
Homo-Mix III a 70ºC. Se dejó que el
Homo-Mix migrara a la parte superior de cada placa,
en cuyo momento las placas se retiraron, se secaron, se cubrieron
con Saran Wrap y se autorradiografiaron. La figura 4 muestra los
resultados de este experimento.
En la figura 4, las calles 1 a 3 contienen
marcadores de tamaño molecular de oligonucleótidos radiomarcados,
de 6, 8, 9, 10, 11, 12 y 13 nucleótidos. Las calles
4-10 muestran las reacciones de los cebadores BW37,
BW38, BW39, BW40, BW41, BW42 y DG47 respectivamente en ausencia de
dNTPs. Las calles 11-24 muestran las reacciones de
control para todos los cebadores en presencia de 20 mM o 200 mM de
dNTP.
En ausencia de dNTPs, la Taq ADN
polimerasa generó fragmentos de la sonda marcada empleando todos los
cebadores, produciéndose una liberación de la marca mucho menos
considerable a medida que la distancia cebador-sonda
aumentaba. Este efecto se vio en todas las concentraciones de
enzima examinadas (0,3125 U hasta 10 U/reacción) en todos los
tiempos de control. Los tamaños de los fragmentos liberados fueron
los mismos, aproximadamente dos y tres bases en longitud, sin
embargo las especies primarias variaron en función de cuál cebador
había sido añadido. La especie mayoritaria liberada por los
cebadores delta cero y delta dos, fue una base más pequeña que la
liberada por los cebadores delta uno, cinco, diez y veinte. La
actividad nucleasa fue independiente de la polimerización y
dependiente de la proximidad.
En presencia de nucleósido trifosfatos, los
tamaños de los fragmentos de la sonda marcada, liberados, y las
proporciones relativas de cada uno de ellos, fueron idénticas para
todos los cebadores examinados. Asimismo, los tamaños de los
productos fueron mayores en una o dos bases cuando los dNTPs
estuvieron presentes. Puede ser que, mientras la enzima estaba
polimerizando, tuvo lugar una "puesta en marcha" y a medida que
encontraba la sonda hibridada, iba desplazando simultáneamente una
o dos bases, y a continuación cortando, generando de esta forma un
fragmento más grande.
No se encontró ninguna diferencia detectable en
la cantidad de producto liberado cuando los dNTPs fueron de 20
\muM a 200 \muM cada uno, y no se apreciaron diferencias
significativas debidas a los tiempos de extinción o concentraciones
de enzima en presencia de dNTPs.
Se dictaminó el efecto de emparejamiento de una
base fuerte o débil en la región complementaria 5' de una sonda
sobre el tamaño del producto liberado. Se diseñaron dos sondas BW50
y BW51 para contener una región 5' complementaria rica en GC- o AT.
Las BW50 y BW51 se compararon con la sonda BW33 empleada en el
ejemplo V.
a,t,g,c = bases que no son complementarias a la
cadena del cebador
BW50, BW51 y BW33 fueron marcadas con
^{32}P-ATP empleando polinucleótido quinada y
tenían las siguientes actividades específicas:
BW50: 1,70 x 10^{8} cpm/pmol
BW51: 2,22 x 10^{6} cpm/pmol
BW33: 1,44 x 10^{6} cpm/pmol
La concentración final de las tres sondas fue de
0,10 \mumol/\mul.
Se asociaron individualmente 0,5 pmoles de una
de las sondas BW50, BW51 o BW33, y 0,5 pmoles del cebador BW42, a
0,5 pmoles de M13mp10w en un volumen de reacción de 10,5 \mul
conteniendo 50 mM de KCl, 10 mM de Tris CHl, pH 8,3, 3 mM de
MgCl_{2} y 200 \muM de cada uno de los cuatro desoxinucleósido
trifosfatos. Las muestras de control contenían todo los componentes
de la reacción excepto el molde. Para el paso de asociación, las
mezclas de reacción se calentaron a 98ºC durante 1 minuto y se
asociaron a 60ºC durante 30 minutos. Los tubos fueron
microcentrifugados a continuación y colocados en un baño maría a
50ºC, 60ºC ó 70ºC. Después de un tiempo suficientemente amplio para
que las mezclas de reacción equilibraran su temperatura, se
añadieron 0,3125 unidades de Taq ADN polimerasa. Se
retiraron cuatro alícuotas de \mul a 1, 2 y 5 minutos. Las
reacciones fueron inactivadas añadiendo 4 \mul de EDTA 10 mM a
cada alícuota y colocando a 4ºC. Las muestras fueron examinadas
mediante análisis homocromatográfico, y los resultados se muestran
en las figuras 5 y 6.
La figura 5 muestra las reacciones que contenían
la sonda BW50 rica en GC. Las calles 1-3 contienen
marcadores oligonucleótidos de tamaño molecular, de 6, 8, 9, 10,
11, 12 y 13 nucleótidos. Las calles 4-6 muestran
reacciones de extensión realizadas a 50ºC durante 1, 2 y 5
minutos. Las calles 7-9 muestran reacciones de
extensión a 60ºC durante 1, 2 y 5 minutos. Las calles
10-12 muestran reacciones a 70ºC durante 1, 2 y 5
minutos. Las calles 13-15 son reacciones de control
que contenían todos los componentes excepto el molde, incubadas a
70ºC durante 1, 2 y 5 minutos.
La figura 6 muestra las reacciones que contienen
la sonda BW51 rica en AT. Como en la figura 5, las calles
1-3 son oligonucleótidos marcadores de tamaño
molecular de 6, 8, 9, 10, 11, 12 y 13 nucleótidos. Las calles
4-6 son reacciones de extensión realizadas a 50ºC
durante 1, 2 y 5 minutos. Las calles 7-9 son
reacciones a 60ºC a 1, 2 y 5 minutos. Las calles
10-12 son reacciones a 70ºC a 1, 2 y 5 minutos. Las
calles 13-15 son reacciones de control que
contienen todos los componentes excepto el molde, incubadas a 70ºC
durante 1, 2 y 5 minutos.
Los resultados demuestran que la naturaleza de
la liberación de la marca de la sonda fue dependiente de la
temperatura y de la composición de las bases en el extremo 5'. La
sonda más estable BW50 rica en GC mostró una pequeña liberación de
la marca a 50ºC (figura 5, calles 4-6) que iba
aumentando al crecer la temperatura a 60ºC (figura 5, calles
7-9) y 70ºC (figura 5, calles
10-12). Los productos principales liberados fueron
aproximadamente de 3-5 bases en longitud. La BW51
que era rica en AT en el extremo 5', mostró tanta liberación de la
marca a 50ºC (figura 6, calles 4-6) como la que se
observó a temperaturas más altas. Asimismo, la sonda rica en AT
generó productos de tamaño más grande que la sonda rica en GC. La
composición de las bases de la sonda rica en AT puede dar la
oportunidad para una mayor capacidad de "respiro", y permitir
así más desplazamiento de la sonda antes de cortar, y a menores
temperaturas de la sonda rica en GC.
El siguiente es un ejemplo del empleo de una
sonda doblemente marcada que contiene biotina en una PCR para
detectar la presencia de una secuencia diana. Se sintetizaron dos
oligonucleótidos, BW73 y BW74, cada uno complementario de una
porción del genoma del HIV, con una molécula de biotina unida al
extremo 3' del oligonucleótido. El extremo 5' de cada
oligonucleótido se marcó adicionalmente con ^{32}P empleando
polinucleótido quinasa y
gamma-^{32}P-ATP. Los dos
oligonucleótidos PH7 y PH8 son también complementarios al genoma del
HIV, flanquean la región que contiene homología a los dos
oligonucleótidos de la sonda, y pueden servir como cebadores de la
PCR definiendo un producto de 142 bases. Las secuencias de estos
oligonucleótidos se indican a continuación.
En las secuencias "Y" es una biotina, y las
letras en formato más pequeño indican bases que no son
complementarias a la cadena del molde.
Se efectuaron un conjunto de reacciones en
cadena de la polimerasa de 50 \mul, que contenían o bien BW73 ó
bien BW74, cada una doblemente marcada, como oligonucleótidos de
sonda, a 2nM. Adicionalmente, se añadió un molde de HIV en forma
del clon de un plásmido, bien a 10^{2} o bien a 10^{3} copias
por reacción, y se añadieron los oligonucleótidos de los cebadores
PH7 y PH8 a 0,4 \muM cada uno. Se añadió Taq polimerasa a 1,25 U
por reacción y dNTPs a 200 \muM cada uno. Cada reacción se cubrió
con 50 \mul de aceite, se centrífugo por breve tiempo en una
microcentrífuga para reunir todos los líquidos en el fondo del tubo,
y se termociclaron entre 95ºC y 60ºC haciendo una pausa de 60
segundos en cada temperatura, durante 30, 35 ó 40 ciclos. Al final
del termociclado, se extrajo cada reacción con 50 \mul de
CHCl_{3} y se recogió la fase acuosa.
Cada reacción se analizó para detectar la
amplificación aplicando 3 \mul sobre el gel de electroforesis de
acrilamida al 5% y se examinó para detectar el esperado producto de
142 pares de base. Adicionalmente se examinó 1 \mul de cada
reacción mediante homocromografía TLC sobre placas de celulosa DEAE.
Finalmente cada reacción se analizó además poniendo en contacto el
volumen restante con \mul de una suspensión 10 mg/ml de DYNABEADS
M-280, a saber, perlas de poliestireno
superparamagnético marcado con estreptavidina. Después de la
reacción con las perlas, la mezcla se separó por filtración a través
de un filtro de centrífuga Costar Spin X, se recogió el filtrado y
se determinó la presencia de la radiomarca liberada.
La figura 7 contiene imágenes de los dos geles
empleados y demuestra que el producto de 142 pares de bases se
forma en todas las reacciones, con y sin la sonda, y aumenta en
cantidad tanto cuando el molde de partida se incrementa de 10^{2}
a 10^{3} copias, como cuando el termociclado se prolonga de 30 a
35 y a 40 ciclos.
La figura 8 es un compuesto de dos
autorradiografías del análisis TLC de alícuotas de los PCRs y
muestra que la liberación de la radiomarca tiene lugar y aumenta en
cantidad tanto cuando se aumenta el molde de partida como cuando se
efectúa un termociclado más largo. En la primera TLC de las PCR
empleado BW73, las calles 1 y 3 contienen oligonucleótidos
radiomarcados de 2 y 3 bases de longitud como estándares de tamaño.
Las calles 4, 5 y 6 contienen muestras de PCRs con 10^{2} copias
de partida del molde y las calles 7, 8 y 9 con 10^{3} copias de
partida. Las muestras de las calles 4 y 7 se termociclaron durante
30 ciclos; en las calles 5 y 8 durante 35 ciclos; y en las calles 6
y 9 durante 40 ciclos. En la segunda TLC de las PCRs empleando la
BW74, las calles 1 y 2 son as radiomarcadas 2 mer y 3 mer, las
calles 4, 5 y 6 contienen muestras de las PCRs con 10^{2} copias
de partida del molde termociclado durante 30, 35, y 40 ciclos
respectivamente y las calles 7, 8 y 9 con 10^{3} copias del molde
de partida termociclado durante 30, 35 y 40 ciclos respectivamente.
El tamaño de la marca liberada es menor con BW73 la cual no tiene
ninguna base no complementaria en 5' y es mayor con BW74 la cual
tiene una extensión no complementaria en tres bases de 5'.
Cada cromatograma se analizó adicionalmente
mediante dos imágenes de radioisótopos bidimensionales, empleando
un contador Ambis. Los resultados del contador Ambis y el contaje de
capturas de perlas, están mostrados en la tabla 1. La buena
concordancia de los dos métodos de medición de la liberación de la
marca demuestra la practicidad del empleo de sondas marcadas
biotiniladas y perlas avidiniladas en las PCRs para determinar la
formación del producto.
En una versión de la presente invención, se
empleo un paso de separación después de la escisión de la sonda
pero antes de la determinación de la cantidad de sonda escindida,
para separar los productos escindidos de la sonda no escindida. Se
prefieren dos métodos de separación alternativos, (1) el empleo de
partículas magnéticas avidiniladas o estreptovidiniladas para
unirse a las sondas marcadas en el extremo 3' con biotina y en el
extremo 5' con un fluoróforo; las partículas magnéticas se unen
tanto a la sonda sin escindir como al fragmento 3' es decir el
producto de la escisión de la sonda, y (2) el empleo de partículas
magnéticas de intercambio iónico que se unen a los oligonucleótidos
pero no a los mono o dinucleótidos que están típicamente marcados
en el extremo 5' con un fluoróforo ó ^{32}P. A continuación se
describen varios aspectos de estar estrategias alternativas.
El sistema de separación que implica sondas
3'-biotiniladas y perlas magnéticas avidiniladas (o
estreptavidiniladas se efectúa la preferencia con perlas tales como
las Dynabeads^{TM} de Dynal; estas perlas tienen una capacidad de
unirse a la biotina de aproximadamente 200 pmoles de 50 \mul de
perlas. La absorción no específica está minimizada tratando
primeramente las perlas tanto con solución de Denhardt como con ADN
soporte.
La sonda para los métodos de separación
estreptavidinabiotina requieren un grupo biotina en el terminal 3'
y un fluoróforo en el terminal 5'. La 3' biotina funciona tanto como
un ligando para la separación mediante perlas estreptavidiniladas
(o avidiniladas), como un bloque para prevenir la extensión de la
sonda durante la amplificación. Pueden simplificarse las
modificaciones post-síntesis extendiendo cada
extremo de la sonda con un diferente nucleófilo, por ejemplo, se
puede añadir una amina al extremo 3' durante la adición de la
biotina y un tilo bloqueado en el extremo 5' durante la última
edición del fluoróforo. Las sondas 3-biotiniladas
pueden prepararse de muy diferentes maneras, algunas de las cuales
se ilustran a continuación.
Puede añadirse un derivado éster
NHS-activo de la biotina, a la
3'-amina de la sonda mediante el mecanismo de
reacción mostrado en la figura 9. La unión resultante crea un
hidroxilo gamma secundario a la carbonil amida que puede dar como
resultado la inestabilidad durante el ciclo térmico repetido de una
PCR típica. Por ejemplo, el ciclado térmico durante 40 ciclos puede
rendir hasta un 6% de la sonda inicial añadida incapaz de unirse a
partículas magnéticas avidiniladas. Cuando la unión entre la sonda y
la biotina unida se rompe como resultado de un ciclo térmico, la
sonda puede no seguir separándose de los productos escindidos y
contribuye al efecto de fondo. Aunque se puede ayudar a solventar
este problema, uniendo más de una biotina a la sonda, varios métodos
alternativos para unir la biotina a un oligonucleótido pueden dar
productos más estables.
Se puede hacer reaccionar la hidracina de
biotina con aldehídos generados de una 3'-ribosa de
la sonda para dar un oligonucleótido biotinilado. Para esta
estrategia el 3'- nucleótido de la sonda contiene un azúcar ribosa
en lugar del azúcar desoxirribosa. Durante la síntesis, la
3'-ribosa se une al soporte sólido mediante o bien
su 2' ó 3'-OH. Después de la síntesis el
oligonucleótido completo se libera del soporte sólido y los dioles
vecinos de la ribosa se oxidan mediante peryodato de sodio
(NaIO_{4}) para dar aldehídos que a continuación se hacen
reaccionar con la hidracina de biotina como se muestra en la figura
10 y el producto se reduce mediante borohidruro de sodio
(NaBH_{4}). Sin embargo, la sonda biotinilada resultante no se une
eficientemente a las partículas magnéticas avidiniladas. El empleo
de la hidracina de biotina de cadena larga, un compuesto mostrado
también en la figura 10 puede resolver este problema.
Se puede unir la biotina a la sonda durante la
síntesis de la sonda empleando una biotina fosforamidita soluble
como se muestra en la figura 11. La síntesis empieza con una base
unida a vidrio poroso controlado (CPG) el cual se desecha al final.
Se añade una fosforamidita que permite la generación de un
3'-fosfato en una desprotección de hidróxido de
amonio del oligonucleótido sintético. La biotina fosforamidita se
añade a continuación y el oligonucleótido sintetizado es como se
muestra en la figura 11, que muestra también el producto final. Este
método de unión permite el empleo de oligonucleótidos terminados en
5'-amina para la unión de un fluoróforo. El empleo
de una 3'-amina para la unión de la biotina limita
la química de la unión del fluoróforo a los
5'-tioles. La utilización de una biotina
fosforamidita en donde uno de los nitrógenos de la biotina está
bloqueado puede mejorar la síntesis de la sonda marcada con
biotina.
Se puede también emplear una reactivo comercial
que consiste en biotina directamente unida al vidrio poroso; el
reactivo es el substrato de la partida para la síntesis de la sonda
y está mostrado en la figura 12. Este método de unión permite el
empleo de oligonucleótidos terminados en 5'-amina
para la unión de un fluoróforo. El empleo de una
3'-amina para la unión de la biotina limita la
química de unión de un fluoróforo a los 5'-tioles.
Existen también métodos enzimáticos de unión de nucleótidos
modificados a los extremos 5' de oligonucleótidos, aunque están
limitados en su generalidad y en la práctica de los mismos.
\vskip1.000000\baselineskip
Se pueden emplear partículas de matrices de
polietilenimina (PEI) (basadas en polímeros de celulosa, sílice, y
poliol), comercialmente adquiribles, para separar la sonda escindida
de la no escindida. Por ejemplo, la Hydrophase PEI,
Selectacel^{TM} PEI, Bakerbond^{TM} PEI, y Amicon PAE 300, 1000
y 1000L, son todas ellas matrices PEI comercialmente adquiribles,
que ocasionan la separación de la sonda no escindida de los
productos de la sonda escindida.
Partículas magnéticas de celulosa activada
comercialmente adquiribles, tales como Cortex MagaCell^{TM} pueden
ser derivatizadas con PEIs de varias longitudes tales como PEI600,
PEI1800 y PEI10.000 y a diferentes ratios molares de PEI por gramo
de matriz. Sin embargo, todo los tamaños de oligonucleótidos y
oligonucleótidos marcados con cumarina se unen a perlas magnéticas
de celulosa y agarosa tanto si han sido derivadas o no con PEI (la
especificidad vista con los oligonucleótidos sobre matrices PEI
comercialmente adquiribles, se pierde cuando los
oligo-nucleótidos se marcan con cumarina). La
adición de altas concentraciones de sal (NaCl 2,0 M) ó
N-metil pirrolidona (10 a 20%) aumenta parcialmente
la especificidad y otros cosolventes tales como el SDS, Brij 35,
guanidina y urea pueden también emplearse para aumentar la
especificidad de la unión. Sin embargo, la urea 8 M proporciona un
bloqueo eficiente de la unión no específica de los di y
trinucleótidos marcados con cumarina, a partículas derivatizadas
tanto con Bakerbond^{TM}PEI como con Cortex^{TM} PEI magnético,
aunque puede preferirse el empleo de las ureas
N-substituidas.
Como se ha indicado más arriba, la firma Cortex
Biochem vende diferentes partículas magnéticas revestidas de
celulosa activada, que pueden ser unidas a PEI. La más conveniente
de éstas es la matriz peryodada activada. Sin embargo, el protocolo
recomendado por el fabricante para la unión de aminas a la matriz
peryodada activada, tiene varios problemas: la reacción de una
amina con un aldehído da como resultado iminas que son lábiles y
que pueden ser hidrolizadas o puestas en reacción además con aminas,
durante un paso para bloquear los aldehídos restantes mediante la
adición de un exceso de etanolamina, el PEI puede desplazarse con
etanolamina, eliminando de esta forma el PEI de la matriz, durante
la reacción de conjugación bajo condiciones básicas, la condensación
del aldol puede conducir a la reacción entre grupos aldehído, dando
como resultado la agregación de las partículas y la reacción de los
aldehídos bajo condiciones básicas puede dar como resultado
radicales libres que pueden atacar la celulosa y participar en
diferentes reacciones.
Para estabilizar la imina, puede incluirse un
paso de reducción (con NaBH_{4} y NaBH_{3}CN); sin embargo,
este paso de reducción puede dar como resultado la producción de
gas, una disminución en la masa de las partículas y la aglutinación
de partículas. Estos efectos no deseados dan como resultado la
producción de radicales libres. Las complicaciones que resultan de
la conjugación en aldehídos activos puede evitarse mediante el
empleo de la química de los epóxidos. Las betahidroxiaminas
resultantes son estables y no requieren reducción. Además, debido a
que el oxígeno puede participar en la generación de radicales
libres, la eliminación del oxígeno del sistema minimizaría la
formación de radicales libres, especialmente durante el paso de
reducción. En una síntesis de partículas magnéticas revestidas de
celulosa derivatizada con PEI, el paso de bloqueo de la etanolamina
se eliminó y la preparación se purgó durante toda la noche con helio
antes y durante la reducción con cianoborohidruro de sodio. En la
preparación final tuvo lugar una pequeña agregación.
Las partículas magnéticas de poliacroleína
pueden derivatizarse tanto con PE1600 como con etileno diamina y la
unión no específica de los di y trinucleótidos marcados con cumarina
puede inhibirse mediante altas concentraciones de NMP. El empleo de
polímeros de PEI de larga cadena puede enmascarar la interacción de
estructuras no específicas con pequeños oligonucleótidos marcados
con cumarina.
Un factor importante en la selección de una
matriz magnética para emplear en el presente método es la cantidad
de fluorescencia de fondo aportada por la matriz. Una estrategia
para minimizar esta fluorescencia de fondo es la selección de los
fluoróforos con excitación y emisión máximas que sobrepasen los
espectros de fluorescencia de fondo del tampón, matriz y muestras
clínicas. Además, el fondo fluorescente puede resultar de la
presencia de contaminantes en la matriz que podrían ser eliminados
mediante un pretratamiento extensivo antes de la unión.
\vskip1.000000\baselineskip
Como se ha indicado más arriba, la marca
preferida para la sonda, independientemente de la estrategia de
separación, es un fluoróforo. Parece ser que hay una interacción
entre la sonda de oligonucleótidos y el fluoróforo unido. Esta
interacción puede ser la causa de la indicada extinción observada
cuando los fluoróforos han sido unidos a los oligonucleótidos. Se
deben seleccionar los fluoróforos que interaccionan mínimamente con
el ADN cuando se unen al terminal 5' de un ácido nucleico.
Tres fluoróforos preferidos son la
7-dietilamino-3-(4'-maleimidilfenil)-4-metil
cumarina (CPM), 6-(bromometil) fluoresceína (BMF), amarillo Lucifer
yodoacetamida (LYIA) y el éster succinimidilo de 5-(y
6-)carboxi-X-rodamina, de los
cuales se prefiere el CPM debido a sus varias propiedades: alto
coeficiente de excitación, gran rendimiento en cuanto a cantidad,
baja decoloración, y una gran variación de Stokes. El fluoróforo
puede estar unido a través de un tilo unido al grupo
5'-fosfato de la sonda, pero en el caso del CPM,
este proceso suministra un aril maleimida, la cual puede ser
inestable en las condiciones del termociclado.
Pueden adquirirse un número de instrumentos
comerciales para el análisis de materiales marcados con
fluorescencia. Por ejemplo, puede emplearse el ABI Gene Analyzer
para analizar cantidades de átomo moles de ADN marcado con
fluoróforos tales como el ROX
(6-carboxi-X-rodamina),
rodamina-NHS, TAMRA (5/6.carboxitetrametil rodamina
NHS), y FAM (5'-carboxifluoresceína NSH). Estos
compuestos están unidos a la sonda mediante una unión amida a
través de una 5'-alquilamina sobre la sonda. Otros
fluoróforos útiles incluyen el CNHS (éster succinimidilo del ácido
7-amino-4-metil-cumarin-3-acético)
el cual puede también unirse a través de un enlace amida.
Pueden ser necesarias modificaciones en el
proceso de marcado para lograr una unión eficiente de un fluoróforo
dado a una sonda de oligonucleótidos particular. Por ejemplo la
reacción inicial entre una sonda terminada en
5'-amina y el éster
7-dietilaminocumarin-3-carboxilato
de NHS fue muy ineficiente. La sonda que había sido fosforilada en
el extremo 3' para evitar la extensión de la sonda durante la
amplificación tenía una estructura secundaria significativa, una
conformación de la cual colocaba la 5'-amina y el
3'-fosfato en una proximidad lo suficientemente
grande para formar una punte de sal. Esta estructura puede haber
evitado que la 5'-amina está disponible para la
reacción con el éster NHS, ocasionando así el bajo rendimiento del
producto. La adición de N-metilpirrolidinona (NMP)
al 25% mejoró notablemente la eficiencia de la reacción.
Se puede ampliar también tanto un fluoróforo
como un agente de extinción para marcar la sonda. Cuando la sonda
está intacta, la fluorescencia del fluoróforo se extingue mediante
el agente extintor. Durante el presente método, la sonda se escinde
entre el fluoróforo y el agente extintor, permitiendo la completa
expresión de la fluorescencia fluorófora. La extinción implica la
transferencia de energía entre el fluoróforo y el agente extintor;
el especto de emisión del fluoróforo y el espectro de absorción del
agente extintor deben superponerse. Una combinación preferida para
este aspecto de la invención es el fluoróforo rodamina 590 y el
agente extintor violeta cristal.
Una sonda de este tipo se muestra en la figura
13. La síntesis de esta construcción requiere la unión de un
derivado de la rodamina a través del 5'-tiol y la
unión del violeta cristal a través de una amina extendiéndose desde
una timidina dos bases más allá. La separación de los dos grupos
mediante dos enlaces fosfodiéster aumenta las oportunidades para la
escisión mediante la DNA polimerasa entre los mismos.
Las tentativas iniciales para unir el violeta
cristal mediante la reacción entre una lactona y una amina no
tuvieron éxito. El violeta cristal se modificó para generar una acil
azida activa mostrada en la figura 14. Esta forma de violeta
cristal se hizo reaccionar con ADN modificado con amina, y el
producto deseado se purificó mediante HPLC de fase invertida.
\newpage
Las tentativas para hacer reaccionar el grupo
rodamina-X-maleimida con el
5'-tiol no tuvieron éxito. Este fue también el caso
cuando la rodamina-X-maleimida se
hizo reaccionar antes de la adición del violeta cristal. Esto puede
ser debido a que el 5'-tiol desbloqueado reacciona
con la acrilamida de doble enlace en el brazo espaciador de la
timidina (ver figura 13). Un método alternativo para la adición de
una amina a la timidina se muestra en la figura 15.
Este ejemplo proporciona una guía general para
la unión de la biotina al extremo 3' de una sonda de
oligonucleótidos y un fluoróforo al extremo 5' de una sonda de
oligonucleótidos.
Los expertos en la técnica reconocerán que un
buen número de métodos para estas uniones son ya conocidos en la
técnica y que la presente invención no está limitada por el método
particular escogido para marcar la sonda.
El proceso de la PCR puede mejorarse con
respecto a la especificidad de la amplificación mediante procesos y
reactivos descritos más extensamente en la solicitud de patente PCT
serie nº 91/01039 registrada el 15 de Febrero de 1991, solicitud de
patente U.S. serie nº 481.501, registrada el 16 de Febrero de 1991;
solicitud de patente PCT serie nº PCT/US 91/05210, registrada el 23
de Julio de 1991, solicitud de patente U.S. serie nº 609.157
registrada el 2 de Noviembre de 1990 y la solicitud de patente U.S.
serie nº 557.517, registrada el 24 de Julio de 1990. Las
descripciones de estas solicitudes de patente se incorporan a la
presente como referencia, y el siguiente protocolo demuestra como
estos métodos PCR mejorados pueden emplearse conjuntamente con el
presente método para conseguir superiores resultados. Todos los
reactivos pueden adquirirse en Perkin-Elmer Cetus
Instruments, Norwalk, CT).
Este protocolo implica esencialmente tres
componentes: los tubos MicroAmp^{TM} conteniendo los dNTPs, los
cebadores, magnesio y el Tris, que han sido cubiertos con cera;
Premix B al cual se ha añadido AmpliTaq® ADN polimerasa y UNG (por
lo cual se le llama también "mezcla de enzimas"), y el Premix C
al cual se ha añadido la muestra de ensayo y la sonda. Se preparan
la "mezcla de enzimas" y la muestra problema con la sonda y se
añade encima la capa de cera. A continuación se colocan los tubos en
un termociclador TC9600 y se termociclan. El protocolo que se
describe más adelante implica una reacción de 50 \mul, con
muestras problema no superiores a 27 \mul, y la diana es el
HIV.
Los reactivos se suministran de preferencia como
sigue. Se preparan tubos MicroAmp^{TM} conteniendo 12,5 \mul de
Premix A y una píldora de 12 mg Ampli/Wax^{TM}PCR por tubo. El
Premix A contiene 1 \muM de cebador SK145 y 1 \muM de cebador
SK431 (ninguno de los cebadores está biotinilado), 800 \muM dATP,
800 \muM dGTP, 800 \muM dCTP, 800 \mu dUTP, 15 mM de
MgCl_{2}, y 10 mM de Tris-HCl, pH 8,3. La píldora
de AmpliWax^{TM} consiste en parafina que funde a 55ºC (Aldrich
Chemical Co.) que contiene 0,15% de Tween 65, y la píldora de cera
y la capa del fondo del Premix A se añaden conjuntamente en una
campana de extracción exenta de ADN. La píldora de cera se funde a
continuación para formar una barrera de vapor en la parte superior.
Esta barrera mantendrá su integridad cuando los tubos se guarden de
4 a 25ºC y loa reactivos de la PCR debajo de la barrera sean
estables al almacenamiento durante meses a 4ºC. No se efectúa
ninguna mezcla de material añadido encima de la barrera hasta que
la cera se funde durante los pasos iniciales del ciclado térmico.
Los tubos de control son idénticos pero no contienen ningún
cebador.
El tampón Premix B contiene 10 mM de
Tris-HCl, pH 8,3, y se emplean 50 mM de KCl para la
dilución de las enzimas AmpliTaq® ADN polimerasa y UNG. Se emplean
aproximadamente 2,6 \mul de tampón Premix B por reacción.
Se prepara el tampón Premix C como un
concentrado 10X, el cual contiene 105 mM de Tris HCl. pH 8,3 y 715
mM de KCl, y se añade a la muestra de ensayo de ADN de forma que
las concentraciones finales de Tris y KCl en la reacción final son
10 mM y 50 mM respectivamente. La sonda se añade también en esta
capa así como el ADN soporte, si es que lo hay. Si se han preparado
controles de plásmido, se añaden habitualmente aproximadamente 1
\mug de ADN de placenta humana (1 \mug/\mul en 10 mM de Tris,
pH 8, 1 mM de EDTA y 10 mM de NaCl, la cual ha sido cortada,
extraída con fenol/cloroformo, extraída con cloroformo y precipitada
con etanol) por reacción como ADN de soporte. Se añaden por
reacción aproximadamente 3,3 \mul del stock 10X de Premix C.
La sonda se prepara como un stock 5 \muM y
recibe el nombre de LG101C. La sonda LG101C tiene un
3'-fosfato para evitar la extensión de la sonda y un
7-dietilaminocumarin-3-carboxilato
unido al grupo alifático 5'-amino del
oligonucleótido mediante un enlace amida. La secuencia de
nucleótidos de la sonda es como sigue:
SEQ ID NO: 24 LG101c: | 5'-GAGACCATCAATGAGGAAGCTGCAGAATGGGAT |
\vskip1.000000\baselineskip
Esta sonda debe almacenarse a -20ºC en la
oscuridad.
Se prepara AmpliTaq® ADN polimerasa a una
concentración de stock de 5 U/\mul de PECI, y se prepara UNG a
una concentración de stock de 1 U/\mul del mismo proveedor. Se
pueden también preparar muestras de calibración del plásmido, y
para ello, es útil la preparación de diluciones de stock (copias/ml)
de 300, 1.000, 3.000, 10.000, 30.000, 100.000, y 1.000.000 con
GeneAmplimer^{TM} Positive Control DNA. Este ADN consiste en el
genoma de HIVZ6 adaptado para interrumpir la región pol, y de
esta forma bloquear la actividad infecciosa, insertado en al
plásmido pBR322.
Cada reacción final constará de 12,5 \mul de
Premix A; 2,6 \mul de Premix B; 3,3 \mul de Premix C; 2 \mul
de la sonda LG101C; 27 \mul de la muestra de ensayo; 0,4 \mul de
AmpliTaq® ADN polimerasa, y 2 \mul de UNG proporcionando un
volumen final de 49,8 \mul. Esta mezcla comprende 250 nM de cada
cebador; 200 \muM de cada uno de los dHTP; 3,75 mM de MgCl_{2};
50 mM de KCl, 10 mM de Tris-HCl, pH 8,3; 200 nM de
la sonda; 2 unidades de UNG; y 2 unidades de polimerasa.
Para efectuar la reacción se prepara en primer
lugar la "mezcla de enzimas" en una cámara o campana extractora
exenta de ADN mezclando por cada reacción, 2,6 \mul de tampón de
Premix B, 0,4 \mul de AmpliTaq® ADN polimerasa y 2 \mul de UNG.
Para cada 16 reacciones que tienen lugar, debe prepararse suficiente
"mezcla de enzimas" para 18 reacciones para asegurar el
material suficiente. La "mezcla de enzimas" se añade a
continuación a cada tubo MicroAmp^{TM} que contiene el Premix A
cubierto de cera, sobre la cera de la campana extractora o cámara
exenta de ADN. Puede ser suficiente una única punta de muestreador
para todas las transferencias, y se añaden 5 \mul de "mezcla de
enzimas" a cada tubo.
En el área de preparación de la muestra, se
prepara la "mezcla de muestras", mezclando por cada reacción,
3,3 \mul de tampón 10X Premix C, de muestra (para controles de
cuantificación, añadiendo 10 \mul de dilución de control y 17
\mul de agua) y 2 \mul de sonda (ADN del soporte, si es que hay
alguno presente, se mezclan con la muestra). A continuación,
empleando una punta de muestreador distinta para cada transferencia,
se añaden 32,3 \mul de "mezcla de muestras" a cada tubo, el
desequilibrio de volumen entre la "mezcla de enzimas" y la
"mezcla de muestras" asegura un mezclado completo. Deben
también prepararse dos tubos de control a los que faltan los
cebadores para servir como una medida de la escisión de la sonda
resultante del ciclado térmico. Este control contiene típicamente
1.000 copias del molde de control. Además, debe prepararse una serie
de disoluciones del plásmido para calibrar el ensayo. Esta
calibración está típicamente en el margen de 3 a 10.000 copias de
HIV diana por muestra. Después de completar los pasos descritos más
arriba, se tapan los tubos y se reúnen en la bandeja TC9600.
El perfil del ciclador térmico es como sigue: 1
ciclo de 50ºC durante 2 minutos; 5 ciclos de 95ºC durante 10
segundos, 55ºC durante 10 segundos, y 72ºC durante 10 segundos, y 35
ciclos de 90ºC durante 10 segundos, 60ºC durante 10 segundos y 72ºC
durante 10 segundos. Cuando la ciclación térmica es competa, se
retiran los tubos del TC9600 y se guardan a -20ºC si es necesario.
No se recomienda una inmersión prolongada de los tunos por encima de
los 70ºC, y la desnaturalización alcalina no debe emplearse.
Es útil un cierto número de controles,
incluyendo un control sin ningún molde, para determinar la
contaminación de las mezclas de reacción, así como la amplificación
de productos no específicos que puedan dar como resultado la
escisión de la sonda y dar señales no específicas; un control sin
ningún cebador para probar una medida de escisión relacionada con
la no amplificación, de la sonda que podría contribuir a la señal de
fondo (podría también incluir algunas muestras clínicas en los
ensayos para detectar la presencia de componentes que podrían dar
por resultado la escisión de la sonda); y controles
cuantitativos.
Para retirar el producto de la PCR de debajo de
la capa de cera, que se formará después de la amplificación
empleando el protocolo anterior, se puede retirar la muestra después
de empujar la punta del muestreador a través del centro de la capa
de cera avanzando la punta lentamente por una suave presión para
minimizar la posibilidad de que la mezcla de reacción llegue a
salpicar más allá de la punta y contamine el laboratorio. Sujetando
firmemente el muestreador con un dedo de la mano manteniendo el tubo
de reacción, se aumenta mucho el control. Las delgadas puntas de
los muestreadores (gelloading) penetran la cera especialmente bien.
Un movimiento de cortar más que un movimiento de apretar facilita
también la penetración y ayuda a asegurar que la punta no se
obstruirá con la cera. Si la punta coge un trozo de cera, ésta puede
normalmente apartarse frotando suavemente contra la cera
restante.
Se pueden también congelar los tubos de reacción
(p. ej., el hielo seco de etanol o durante la noche en u n
congelador), descongelándolos y centrifugando brevemente en una
microcentrífuga (rotor en ángulo). La capa de cera se fragmentará
intensamente lo cual permitirá la inserción del muestreador sin
ninguna posibilidad de atascarse. Los fragmentos de cera pueden ser
limpiados de la punta del muestreador frotando contra la pared
interna del tuno. Este método es especialmente conveniente para
muestreadores con desplazamiento positivo, los cuales tienen a
menudo puntas tan gruesas que es difícil la penetración directa
dejando intacta la capa de cera. Cualquiera de los dos métodos
anteriores debe eliminar la cera de la muestra retirada, tan
completamente que la extracción con cloroformo sea innecesaria.
Aunque la precedente inversión ha sido descrita
con algún detalle con el propósito de ilustrar, es obvio que se
pueden introducir cambios y modificaciones dentro del ámbito de las
reivindicaciones del apéndice por aquellos normalmente expertos en
la técnica.
Este ejemplo proporciona un protocolo para el
muestreado de una mezcla de PCR en la cual la amplificación se
efectúa en presencia de una sonda marcada fluorescentemente (un
derivado de cumarina) de acuerdo con el método de la presente
invención.
La preparación de ciertos reactivos en stock
facilita la práctica de este protocolo. Un reactivo de este tipo
son los tubos Eppendorf conteniendo 50 mg de una matriz prelavada de
Bakerbond PEI. El Bakerbond^{TM} PEI puede obtenerse en J.T.
Baker (producto nº 7264-00) y es una partícula base
de sílice de 40 \mum de tamaño, y con un tamaño de poro de 275
angstroms. La matriz se prepara mediante un primer lavado con agua,
a continuación etanol, a continuación agua y a continuación una
mezcla de 10 mM de Tris pH 8,3 50 mM de KCl, 1 mM de EDTA, 2 M de
NaCl y 8 M de urea y a continuación equilibrada en 10 mM de Tris, pH
8,3, 50 mM de KCl, 1 mM de EDTA, 500 mM de NaCl y 8 M de urea.
Después de la distribución, se añaden 15 \mul de agua a cada tubo
para mantener la matriz hidratada. Los tubos deben guardarse a
4ºC.
Puede prepararse también un tampón de unión como
solución en stock, y la composición es de 10 mM de Tris, pH 8, 500
mM de NaCl, 50 mM de KCl, mM de EDTA y 8 M de urea. El tampón de
unión debe guardarse a 4ºC aunque la urea puede precipitar a esta
temperatura. El tampón de unión puede calentarse brevemente antes de
emplear para resuspender la urea.
Es de utilidad cierto equipo para efectuar este
protocolo. Durante el paso de unión, los tubos deben mezclarse para
mantener la matriz en suspensión y un mezclador Vortex Genie 2
(adquirible en Fischer Scientific, cat. nº 12-812
con un soporte para 60 microtubos, cat. nº
12-812-B) es útil para esta
finalidad. Además, una microcentrífuga Eppendorf, un
espectrofluorómetro Hitachi modelo 2000 y cubetas de cuarzo de
microfluorímetro con un ancho interno de 2 mm y una longitud de
base de 2,5 mm (adquirible en Starna Cells, Inc., nº 18F Q 10 mm 5)
son también de utilidad para efectuar este protocolo.
Deben realizarse también controles apropiados y
el paso de unión requiere tres controles. El control para la
fluorescencia de fondo implica la preparación de una muestra que
contiene todos los componentes de la amplificación PCR excepto la
sonda. La muestra de control debe ser procesada idénticamente a las
muestras de ensayo actuales en que 20 \mul se añadirán a la
matriz y se medirá la fluorescencia presente en el sobrenadante.
Este control proporciona un camino para medir la fluorescencia de
fondo presente en la matriz, tampón y cualquiera de los componentes
en la mezcla de amplificación PCR y también proporciona una medida
de la cantidad de fluorescencia presente en las muestras
clínicas.
El segundo control proporciona una medida para
la descomposición accidental de la sonda y para la reacción de
unión, y consiste en una mezcla de amplificación PCR simulada que
contiene todos los componentes incluyendo la sonda pero no está
sujeta a la ciclación térmica. La muestra de control debe estar
procesada idénticamente a las muestras de ensayo verdaderas de
forma que 20 \mul se añadirán a la matriz y se medirá la
fluorescencia presente en el sobrenadante. Este control proporciona
un camino para medir la presencia de descomposición de la sonda
durante el almacenamiento así como la eficiencia de la reacción de
unión. Si no existe descomposición y si la reacción de unión es
completa, la fluorescencia del sobrenadante después de la unión al
Bakerbond^{TM} PEI debe ser similar a la descomposición medida en
el primer control.
El tercer control proporciona un camino para
medir la cantidad de entrada de la sonda. La muestra preparada para
el segundo control puede emplearse para la medición. Sin embargo, en
este caso, se añaden 20 \mul a un tubo conteniendo 290 \mul de
tampón de unión sin matriz. Este control puede utilizarse para
determinar la cantidad de sonda empleada.
Para empezar el protocolo, se determina en
primer lugar el número de tubos de unión necesarios; este número es
la suma de las muestras de ensayo y los controles. Los controles son
un control sin molde, un control sin cebador, controles de
calibración y el primer y segundo control descritos más arriba. Los
controles pueden hacerse por triplicado. A cada tubo se añaden 235
\mul de tampón de unión.
Se prepara también un tubo para medir la
entrada, añadiendo un tupo Eppendorf vacío, 290 \mul de tampón de
unión el cual es equivalente al volumen en los tubos con matriz (235
\mul de tampón de unión, 15 \mul de agua, y 40 \mul que
corresponden al volumen de la matriz). La determinación de la
cantidad entrada puede hacerse por triplicado.
A los tubos que contienen la matriz (muestras de
ensayo y primer y segundo controles) se añaden 20 \mul de la
muestra. A los tubos que contienen tampón (el tercer control) se
añaden 20 \mul de mezcla de amplificación PCR simulada. Los tubos
se agitan a continuación en un mezclador Vortex Genie 2 con un
ajuste de 4, a temperatura durante 30 minutos. A continuación se
centrifugan los tubos en una microcentrífuga Eppendorf (16.000 X g)
durante 5 minutos a temperatura ambiente. Se eliminan los 200 \mul
más superiores del sobrenadante de cada tubo, sin estropear la
píldora del sedimento o la matriz presente sobre la pared del tubo y
se colocan en un tubo Eppendorf limpio.
La fluorescencia del sobrenadante se mide en un
aparato Hitachi modelo 2000 en las cubetas indicadas más arriba.
Para las sondas marcadas con
7-dietilamino-3
(4'-maleimidofenil)-4-metil-cumarina,
el espectrofluorómetro se ajusta como sigue: el voltaje PM es de
700 V; la longitud de onda de excitación es de 432 nm; la longitud
de onda de emisión es de 480 nm; el ancho de la rendija de
excitación es de 10 nm y el ancho de la rendija de emisión es de 20
nm. Se debe minimizar la exposición de la muestra a la luz de
excitación; si la muestra ha de permanecer en el espectrofluorómetro
durante un período prolongado, el obturador ha de estar cerrado.
El número de pmoles de la sonda escindidos es el
camino más conveniente para dictaminar la cantidad de la señal. Para
dictaminar la cantidad de señal, a continuación se determina en
primer lugar la señal de entrada desde el tercer control, mediante
el siguiente cálculo:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
En esta fórmula, la diferencia corrige de
cualquier fluorescencia de fondo en la muestra de ensayo; 310/20 es
el factor de dilución, y 10 pmoles es la cantidad de sonda añadida a
las amplificaciones PCR.
La cantidad de señal de la muestra ensayo se
calcula mediante la siguiente fórmula:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
El protocolo anterior puede ser modificado de
acuerdo con el fluoróforo particular empleado para el marcado de la
muestra, y es meramente ilustrativo de la invención.
La figura 16 muestra los resultado típicos y la
relación de la señal al número de dianas de entrada, para el
presente método empleado al extractante Bakerbond^{TM} de fase
sólida.
\global\parskip0.000000\baselineskip
(1) INFORMACIÓN GENERAL
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- SOLICITANTE
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- NOMBRE: F. HOFFMANN - LA ROCHE A.G.
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- CALLE: Grenzacherstrasse 124
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- CIUDAD: Basilea
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- ESTADO: BS
\vskip0.500000\baselineskip
- (E)
- PAÍS: Suiza
\vskip0.500000\baselineskip
- (F)
- CÓDIGO POSTAL (ZIP): CH-4070
\vskip0.500000\baselineskip
- (G)
- TELÉFONO: 061 - 688 25 11
\vskip0.500000\baselineskip
- (H)
- FAX: 061 - 688 13 95
\vskip0.500000\baselineskip
- (I)
- TELEX: 962292/965542 hlr ch
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TÍTULO DE LA INVENCIÓN: oligonucleótidos marcados
\vskip0.800000\baselineskip
- (iii)
- NÚMERO DE SECUENCIAS: 24
\vskip0.800000\baselineskip
- (iv)
- FORMATO LEGIBLE EN ORDENADOR:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- TIPO MEDIO: disco flexible
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- ORDENADOR:
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- SISTEMA OPERATIVO:
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- SOFTWARE
\vskip0.800000\baselineskip
- (v)
- DATOS DE LA SOLICITUD ANTERIOR:
\vskip0.800000\baselineskip
- NÚMERO DE LA SOLICITUD: 563.758
\vskip0.800000\baselineskip
- FECHA DE REGISTRO: 6 de Agosto de 1990
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA SEQ ID NO: 1:0
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 28 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEQ ID NO: 1
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipCCGATAGTTT GAGTTCTTCT ACTCAGGC
\hfill28
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 2:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 30 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEQ ID NO: 2:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipGAAGAAAGCG AAAGGAGCGG GCGCTAGGGC
\hfill30
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 3:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 31 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEQ ID NO: 3:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipCGCTGCGCGT AACCACCACA CCCGCCGCGC X
\hfill31
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 4:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 37 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEQ ID NO: 4:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipGATCGCTGCG CGTAACCACC ACACCCGCCG CCGCGCX
\hfill37
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 5
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 41 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEQ ID NO: 5:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipCGTCACCGAT CGCTGCGCGT AACCACCACA CCCGCCGCGC
\hfill41
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 6:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 25 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEQ ID NO: 6:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipGATGAGTTCG TGTCCGTACA ACTGG
\hfill25
\newpage
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 7:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 25 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEQ ID NO: 7:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipGGTTATCGAA ATCAGCCACA GCGCC
\hfill25
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 8:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 30 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEQ ID NO: 8:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipCGCTGCGCGGT AACCACCCACA CCCGCCGCGC
\hfill30
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 9:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 33 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEQ ID NO: 9:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipGATCGCTGCG CGTAACCACC ACACCCGCCG CGC
\hfill33
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 10:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 40 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEQ ID NO: 10:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipCGTCACCGAT CGCTGCGCGT AACCACCACA CCCGCCGCGC
\hfill40
\newpage
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 11:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 30 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEQ ID NO: 11:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipGCGCTAGGGC GCTGGCAAGT GTAGCGGTCA
\hfill30
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 12:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 30 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEQ ID NO: 12:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipGGCGCCTAGGG CGCTGGCAAG TGTAGCGGTC
\hfill30
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 13:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 30 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEQ ID NO: 13:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipGGGCGCTAGG GCGCTGGCAA GTGTAGCGGT
\hfill30
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 14:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 30 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEQ ID NO: 14:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipAGCGGGCGCT AGGGCGCTGG CAAGTGTAGC
\hfill30
\newpage
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 15:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 30 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA : SEQ ID NO: 15:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipAAAGGAGCGG GCGCTAGGGC GCTGGCAAGT
\hfill30
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 16:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 30 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEQ ID NO: 16:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipGAAGAAAGCG AAAGGAGCGG GCGCTAGGGC
\hfill30
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 17:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 30 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA : SEQ ID NO: 17:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipCGGCCAACGC GCGGGGAGAG GCGGTTTGCG
\hfill30
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 18:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 29 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA : SEQ ID NO: 18:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipTATCCCGCCG CGCTTAATGC GCCGCTACA
\hfill29
\newpage
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 19:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 34 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA : SEQ ID NO: 19:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipGCATTAATGC GCCGCTACAG GGCGCGTACT AYGG
\hfill34
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 20:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 33 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEQ ID NO: 20:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipGAGACCATCA ATGAGGAAGC TGCAGAATGG GAT
\hfill33
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 21:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 36 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEQ ID NO: 21:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipGTGGAGACCA TCAATGAGGA AGCTGCAGAA TGGGAT
\hfill36
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 22:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 30 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEQ ID NO: 22:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipAGTGGGGGGA CATCAAGCAG CCATGCAAAT
\hfill30
\newpage
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 23:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 27 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEQ ID NO: 23:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipTGCTATGTCA GTTCCCCTTG GTTCTCT
\hfill27
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEQ ID NO: 24:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 33 bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: otro ácido nucleico
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEQ ID NO: 24:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipGAGACCATCA ATGAGGAAGC TGCAGAATGG GAT
\hfill33
Claims (7)
1. Un oligonucleótido marcado que contiene una
secuencia complementaria a una región de una secuencia diana de
ácido nucleido, en donde dicho oligonucleótido marcado tiene por los
menos 12 nucleotidos y está bloqueado en el extremo terminal 3' para
impedir la incorporación de dicho oligonucleótido marcado en un
producto de extensión de un cebador, y en donde dicho
oligonucleótido comprende dos marcas en donde dichas marcas están
separadas por un sitio susceptible de escisión por una nucleasa, y
en donde las dos marcas son un par de marcas interactivas que
generan una señal posicionador sobre el oligonucleótido para
extinguir la generación de una señal detectable.
2. Un oligonucleótido de acuerdo con la
reivindicación 1, en donde el bloqueo se consigue por adición de un
grupo químico en el hidroxilo 3' del último nucleótido.
3. Un oligonucleótido de acuerdo con la
reivindicación 2, en donde el grupo químico no sirve tampoco de
marca para una subsiguiente detección.
4. Un oligonucleótido de acuerdo con la
reivindicación 1, en donde el bloqueo se consigue por eliminación
del 3'-OH del último nucleótido o mediante el empleo
de un nucleótido al que falta un 3'-OH.
5. Un oligonucleótido de acuerdo con la
reivindicación 1, en donde la marca se selecciona entre los
colorantes fluorescentes.
6. Un oligonucleótido de acuerdo con la
reivindicación 1, en donde una de las marcas es un fluoróforo y la
otra marca es un extintor.
7. Un oligonucleótido de acuerdo con la
reivindicación 6, en donde el fluoróforo incluye la rodamina o un
derivado de la misma.
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