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DEFINICIÓN DE ADN ANTIGUO
Herrmann y Hummel (1994) definen el ADN antiguo (aDNA: ancient DNA) como “cualquier parte o traza de DNA procedente de un organismo vivo o de partes de él, así como DNA extracorpóreo de un organismo vivo o de una parte de él, que sirva como material de partida en los estudios de biología evolutiva, antropología histórica o ciencia forense”.
Este tipo de estudios incluyen el análisis de ADN de material esquelético de relevancia arqueológica y/o histórica, tejidos momificados, restos de plantas y coprolitos, entre otros.
Dependiendo de la antigüedad del ADN, algunos autores distinguen entre "ADN antiguo" y "ADN envejecido", haciendo referencia este último a aquel material genético extraído de especimenes relativamente recientes.
FUENTES DE ADN ANTIGUO
Teóricamente puede obtenerse ADN a partir de cualquier muestra de origen biológico. Sin embargo, cuando se trata de muestras antiguas, el tipo de material de partida juega un papel primordial sobre la capacidad de recuperar información genética endógena.
Desde
el desarrollo de la disciplina del ADN antiguo, se ha comprobado que el
material esquelético (huesos y dientes), ofrece mejores garantías para la
preservación del material genético frente a los tejidos blandos.
Concretamente, se ha comprobado que el ADN se preserva mejor en el interior
de las piezas dentales, probablemente debido a la extrema dureza de los
tejidos que envuelven la pulpa (esmalte y dentina) y a la presencia de
hidroxiapatita.
PROCESOS DE DEGRADACIÓN DEL ADN
Tras la muerte de un organismo, comienza la degradación de todas sus biomoléculas, incluyendo el ADN. A un nivel celular, la muerte provoca la liberación de enzimas autolíticas contenidas en los lisosomas celulares. La ausencia de regulación enzimática celular aumenta la actividad de estas enzimas, entre las que se incluyen tanto las endo como las exonucleasas, que degradan el material genético en un proceso conocido como autolisis. Las endonucleasas cortan la cadena de DNA por diversos puntos, mientras que las exonucleasas van eliminando nucleótidos por sus extremos. Cuando finaliza dicha actividad nucleásica, el proceso degradativo continúa, de mano en este caso de aquellos organismos que colonizan el cadáver. En último término son procesos químicos, principalmente de hidrólisis y oxidación, los que completan la degradación del material genético.
Hidrólisis
La fragmentación del DNA puede producirse mediante la rotura directa de los enlaces fosfodiéster –que unen las diferentes desoxiribosas entre sí –o de los enlaces N-glicosídicos –que conectan éstas a las bases nitrogenadas–. La rotura del enlace glicosídico del DNA –normalmente por protonación de la base nitrogenada–, origina una posición sin base (baseless) en un proceso conocido como depurinización en el caso de rotura de una base púrica o depirimidización, si se trata de una pirimidina.Una vez se ha generado un sitio apurínico (AP site), el DNA queda debilitado y se produce su rotura, conocida como b-eliminación, en ese punto.
En las células metabólicamente activas, los mecanismos de reparación intracelulares reparan los sitios apurínicos impidiendo la rotura del DNA. En el caso del material antiguo, la ausencia de estos mecanismos de reparación provoca que el DNA se hidrolice en fragmentos pequeños, en unos miles de años a temperatura moderada, principalmente por depurinización.. Sin embargo ciertas condiciones medioambientales pueden “proteger” el DNA de la depurinización y consiguiente fragmentación, ralentizando la tasa de esta última reacción.
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Oxidación
El daño oxidativo en el DNA está producido principalmente por radicales libres superóxido (O2+), peróxido de hidrógeno (H2O2) e hidroxilo (OH-). Todos ellos son esencialmente subproductos de reacciones celulares endógenas, aunque también pueden ser generados tras la exposición de la célula a radiaciones ionizantes o luz ultravioleta o por degradación bacteriana y/o fúngica.
Las principales manifestaciones del daño oxidativo sobre el DNA son modificaciones de los residuos de azúcar, transformaciones de las pirimidinas Citosina (C) y Timina (T) en Hidantoínas, así como aparición de posiciones sin base (baseless) y puentes intermoleculares. La mayoría de estas lesiones bloquean la DNA polimerasa inhibiendo, por tanto, la PCR.
