Partidor

Un partidor, cebador, iniciador o primer es una cadena de ácido nucleico o de una molécula relacionada que sirve como punto de partida para la replicación del ADN. Es una secuencia corta de ácido nucleico que contiene un grupo 3'hidroxilo libre que forma pares de bases complementarios a una hebra molde y actúa como punto de inicio para la adición de nucleótidos con el fin de copiar la hebra molde.

Se necesita un partidor porque la mayoría de ADN polimerasas, enzimas que catalizan la replicación del ADN, no pueden empezar a sintetizar una nueva cadena de ADN de la nada, sino que solo pueden añadir nucléotidos a una hebra preexistente. Se necesitan dos para la reacción de PCR, uno en el extremo 3' y el otro complementario para la otra hebra. Son de aproximadamente 20 nucleótidos, porque es la cantidad necesaria para que de manera probable se una a un sitio específico de la cadena de ADN.

En la mayoría de replicaciones del ADN, el principal partidor para la síntesis de ADN es una cadena corta de ARN. Este ARN lo produce una ARN polimerasa (primasa), y luego una ADN polimerasa lo elimina y lo sustituye con ADN.

Muchas técnicas de laboratorio en biología molecular que utilizan ADN polimerasas necesitan partidores; técnicas como la secuenciación de ADN y la reacción en cadena de la polimerasa ( PCR). Los partidores usados para estas técnicas usualmente son moléculas de ADN cortas y sintetizadas de forma química, de aproximadamente veinte bases de longitud. La construcción de estos partidores empieza con nucleósidos de 3'-hidroxilo (fosforamidita) adheridos a un material llamado vidrio de poros controlados ( CPG, por sus siglas en inglés). El 5'-hidroxilo de los nucleósidos es dimetoxitritilo ( DMT) cubierto, lo que previene la construcción de una cadena de nucleótidos. Para añadir un nucleótido se remueve químicamente el DMT y se añade el nucleótido. El 5'-hidroxilo del nuevo nucleótido queda bloqueado por el DMT, lo que evita la adición de más de un nucleótido a cada cadena. Después de eso se repite el ciclo para cada nucleótido en el partidor. Esta es una descripción simplificada - el proceso en realidad es bastante complicado. Por esta razón, la mayoría de laboratorios no construyen los partidores sino que los compran a empresas especializadas.

La secuenciación de ADN se usa para determinar los nucleótidos en una cadena de ADN. Un método de secuenciación llamado secuenciación didesoxi, conocido también como método de terminación de cadenas o método Sanger, usa un partidor como marcador de inicio para la reacción en cadena.

En la reacción en cadena de la polimerasa se usan partidores para determinar el fragmento de ADN que se amplificará en el proceso. La longitud de los partidores no suele ser mayor de 50 nucleótidos (la longitud se mide en pares de bases, ya que el ADN usualmente es de doble filamento). La longitud del ADN de un solo filamento se mide en bases o nucleótidos, y son iguales al inicio y al final del fragmento de ADN que va a ser amplificado. Se adhieren a la hebra molde de ADN en estos puntos de inicio y fin a los cuales se une la ADN polimerasa, y empieza la síntesis de la nueva cadena.

La replicación de ADN o síntesis de ADN es el proceso de copiado de una doble cadena de molécula del ADN.
Replicación de ADN y primers de ARN. En el ángulo inferior izquierdo, se puede observar la ligazón del grupo hidroxilo.

Descripción

Se trata de secuencias sintéticas de oligonucleótidos que son utilizadas para reconocer por apareamiento complementario secuencias blanco en ADN de plantilla (en inglés DNA template), que consiste generalmente en ADN genómico. Comúnmente un par de iniciadores son usados en PCR para definir los extremos del producto que se desea amplificar, y a partir de ellos la DNA polimerasa utilizada inicia la polimeración en dirección 5' - 3'. También son utilizados en reacciones de secuenciación de ADN, donde se utiliza solo un iniciador sobre una concentración relativamente alta de ADN blanco, para polimerizar cadenas sencillas de diferente tamaño truncadas por dideoxinucleótidos ( método de secuencia de Sanger) y así determinar las secuencia de bases nitrogenadas.

Como ejemplo si tenemos la siguiente secuencia de ADN de cadena doble a partir de la cual pretendemos amplificar por PCR un fragmento cuyos límites están indicados por el símbolo de mayor o menor, los primers a utilizar podrían ser como los siguientes:

Iniciador reverso (en inglés reverse primer)

3’-gaccaggacgctagat<-5’

...5'-aggaggcgagatgtcgagtcggatcgaccagagcgacccacacaggaccaggacgctagatcga-3'...

...3'-tcctccgctctacagctcagcctagcaggtctcgctgggtgtgtcctggtcctgcgatctagct-5'...

5’->gaggcgagatgtcgga-3’

Iniciador hacia adelante (en inglés forward primer)

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ <-Secuencia amplificada

Nótese la direccionalidad del oligo, que corresponde a la situación química del azúcar y el grupo fosfato en la base nitrogenada final e inicial. La DNA polimerasa incorpora nucleótidos en dirección 5'-3'. Más detalles en el artículo PCR. Este es un ejemplo para mostrar el fundamento del funcionamiento de los iniciadores, y como tal, no hay sido considerados aspectos del diseño del iniciador como termodinámica del apareamiento, especificidad de la amplificación o interferencia de reacciones de interacción entre primers o intramoleculares (estructuras como bucles internos en la misma cadena).

Para calcular las secuencias óptimas de los iniciadores considerando estos aspectos mencionados anteriormente, se suelen utilizar algoritmos que calculen dichos factores conjuntamente y deducir la secuencia que probablemente apareará más eficientemente con el ADN blanco.

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