La contaminación de ácidos nucleicos ha sido durante mucho tiempo un obstáculo importante para el avance de las tecnologías de diagnóstico molecular. A medida que se desarrollan métodos de diagnóstico más sensibles, aumenta la demanda de enzimas y proteínas de mayor pureza. Uno de los principales desafíos en la producción de proteínas es la eliminación eficaz de la contaminación de ácidos nucleicos. La presencia de ácidos nucleicos puede comprometer la función y la actividad de las proteínas, lo que puede provocar problemas como la unión inespecífica, la inhibición de la actividad enzimática o el aumento de las señales de fondo, lo que, en última instancia, afecta la precisión de los resultados diagnósticos.
Como resultado, desarrollar procesos eficientes para la eliminación de ácidos nucleicos durante la producción de proteínas es fundamental y esencial.
Después de años de investigación tecnológica,
Estrategias integrales para prevenir la contaminación del ADN en la producción de proteínas
La contaminación del ADN es un problema generalizado en la producción de productos biológicos, que afecta significativamente su pureza, calidad y la precisión de los resultados experimentales. La presencia de ADN en preparaciones de proteínas puede llevar a conclusiones experimentales inexactas, distorsionar los datos y aumentar potencialmente la probabilidad de falsos positivos. Para los investigadores y fabricantes involucrados en la producción de proteínas, es esencial implementar estrategias eficaces para prevenir y mitigar la contaminación del ADN. Este artículo explora cómo evitar la contaminación del ADN, en particular la contaminación aérea, y describe métodos para eliminar eficazmente el ADN de las muestras de proteínas.
I. Prevención de la contaminación del ADN en el aire
La contaminación atmosférica por ADN sigue siendo un problema crítico en la producción de proteínas, especialmente en entornos donde el control de microbios y partículas es esencial. Para minimizar el riesgo de contaminación atmosférica por ADN, se deben emplear las siguientes estrategias:
| 1. Establecer un entorno de sala limpia La producción de proteínas en una sala limpia proporciona el entorno controlado necesario para minimizar las partículas y microbios en suspensión que podrían contaminar el ADN. Las salas limpias deben cumplir estándares específicos de limpieza para garantizar una atmósfera libre de contaminantes. | 2. Implementar sistemas de filtración HEPA Los sistemas de purificación de aire equipados con filtros HEPA son esenciales para atrapar partículas suspendidas en el aire, como polvo, contaminantes microbianos y fragmentos de ADN. Estos filtros ayudan a mantener el aire limpio en toda la planta de producción. |
| 3. Mantener un entorno de presión positiva Los entornos de presión positiva impiden la entrada de aire contaminado del exterior del espacio controlado. Mantener una presión de aire más alta dentro del área de producción que en entornos externos garantiza que cualquier fuga provoque el escape de aire, no su intrusión. | 4. Protocolos rutinarios de limpieza y desinfección La limpieza regular del área de producción con desinfectantes adecuados, como nucleasas o limpiadores a base de cloro, puede degradar el ADN presente en el aire, reduciendo así el riesgo de contaminación. Esto es especialmente importante en zonas de alto contacto y en superficies cercanas a equipos de producción de proteínas. |
| 5. Limitar el movimiento de personal Minimizar el movimiento del personal dentro de las salas blancas reduce la posibilidad de introducir contaminantes mediante la interacción humana. El personal designado debe seguir protocolos estrictos de entrada y salida para controlar la exposición. | 6. Monitoreo de la calidad del aire Monitorear la calidad del aire dentro de la sala limpia, incluyendo el recuento microbiano y los niveles de partículas, es esencial para garantizar el cumplimiento continuo de los estándares de producción. Se pueden emplear muestreadores de aire y contadores de partículas para evaluar la limpieza del entorno. |
| 7. Adoptar materiales de un solo uso El uso de consumibles de un solo uso para la producción de proteínas reduce significativamente el riesgo de contaminación cruzada, que es común con los equipos reutilizables. | 8. Procesos de producción cerrados Los sistemas cerrados, como los biorreactores o las cámaras selladas, minimizan la exposición al ambiente exterior. Esto reduce el riesgo de contaminación del ADN por el aire, especialmente durante etapas críticas como la fermentación y la purificación de proteínas. |
| 9. Evitar la generación de aerosoles La formación de aerosoles durante la producción de proteínas puede facilitar la propagación del ADN en el aire. Medidas de precaución, como la manipulación cuidadosa y la transferencia de líquidos sin agitación, pueden minimizar la formación de aerosoles. | 10. Uso de nucleasas El tratamiento de superficies y equipos con nucleasas antes y después de su uso puede degradar el ADN residual que pueda quedar después de procesos como la lisis celular o la filtración. |
| 11. Implementar el aislamiento ambiental Para operaciones de alto riesgo, como la purificación y formulación de proteínas, el uso de aisladores o cajas de guantes ofrece una capa adicional de protección, aislando el proceso de los contaminantes transportados por el aire. | 12. Equipos y herramientas dedicados El uso de equipos específicos para la producción de proteínas evita la contaminación cruzada de herramientas e instrumentos que podrían haber estado expuestos al ADN o a los ácidos nucleicos en otros procesos. |
| 13. Plan de respuesta ante emergencias de contaminación Se debe implementar un plan de respuesta eficaz para gestionar la contaminación accidental por ADN. El protocolo debe incluir medidas rápidas de identificación, contención y remediación para prevenir la propagación y minimizar el impacto de la contaminación. | 14. Capacitación de empleados La capacitación continua del personal sobre los riesgos de contaminación del ADN y la importancia de las técnicas de manejo adecuadas garantiza la implementación de las mejores prácticas y el cumplimiento de los protocolos de control de la contaminación. |
II. Eliminación de la contaminación del ADN de las proteínas
Durante la purificación de proteínas, la eliminación de cualquier contaminación residual de ADN es fundamental para mantener la calidad de las proteínas. Se utilizan varias técnicas comunes para eliminar el ADN de las muestras de proteínas:
| 1. Métodos de lisis celular leve Los tampones de lisis no destructivos permiten la liberación de proteínas a la vez que minimizan la rotura del ADN. Este enfoque evita la destrucción indiscriminada del ADN, reduciendo así la probabilidad de contaminación de la muestra de proteína. | 2. Condiciones de lisis optimizadas El ajuste de factores como el pH y la fuerza iónica durante la lisis celular puede evitar que el ADN se solubilice, reduciendo así la cantidad de ADN contaminante en la muestra resultante. |
| 3. Inhibición de la nucleasa El uso de inhibidores de proteasa, como el fluoruro de fenilmetilsulfonilo (PMSF), puede prevenir la actividad de las nucleasas dentro de las células, lo que permite una degradación del ADN más controlada y selectiva durante la lisis. | 4. Choque osmótico El choque osmótico es un método suave para lisar células mediante su colocación en una solución con una diferencia repentina de presión osmótica. Esto puede ayudar a reducir la liberación de ADN, lo que resulta en preparaciones de proteínas más limpias. |
| 5. Lisis enzimática El uso de enzimas como la lisozima para degradar las paredes celulares bacterianas es un método controlado de lisis que se dirige solo a la membrana celular, lo que reduce el riesgo de contaminación del ADN durante la liberación del contenido celular. | 6. Tratamiento post-lisis Una vez que se lisan las células, el enfriamiento inmediato de la muestra puede ayudar a reducir la actividad de la nucleasa, lo que de otro modo conduciría a una mayor degradación del ADN en la solución. |
III. Métodos avanzados para la eliminación de ácidos nucleicos
El uso de cromatografía o métodos basados en afinidad en el procesamiento posterior puede eliminar aún más contaminantes de ADN traza de las preparaciones de proteínas. La cromatografía de intercambio aniónico y la de intercambio catiónico son dos técnicas consolidadas para eliminar la contaminación del ADN en muestras de proteínas. Ambas se basan en la interacción entre los ácidos nucleicos y las superficies cargadas para eliminar selectivamente el ADN.
| 1. Columnas de intercambio aniónico Las columnas de intercambio aniónico utilizan fases estacionarias con carga positiva para atraer y unir ácidos nucleicos con carga negativa. Ajustando la concentración de sal del tampón de elución, los ácidos nucleicos pueden eliminarse selectivamente de la preparación de proteínas. | 2. Columnas de intercambio catiónico En condiciones específicas, también se pueden utilizar columnas de intercambio catiónico para eliminar ácidos nucleicos. Al aumentar la concentración de sal o modificar el pH, los ácidos nucleicos pueden eluirse competitivamente de la columna. |
| 3. Ultrafiltración La ultrafiltración utiliza filtración selectiva por membrana para separar las proteínas de los ácidos nucleicos, lo que garantiza que el ADN se elimine de manera efectiva durante los pasos de purificación. | 4. Cromatografía de filtración en gel La filtración en gel es una técnica de cromatografía de exclusión por tamaño que separa las moléculas según su tamaño. Los ácidos nucleicos, al ser más grandes que las proteínas, se separan eficazmente, dejando muestras de proteína pura. |
IV. Reducción de la contaminación del ADN del personal
El personal desempeña un papel importante en la posible introducción de contaminación por ADN en los procesos de producción de proteínas. Las siguientes medidas pueden ayudar a mitigar este riesgo:
| 1. Capacitación integral del personal Todo el personal debe recibir capacitación sobre la importancia del control de la contaminación del ADN y las mejores prácticas para prevenir la contaminación. | 2. Equipo de protección individual (EPI) El personal debe usar EPP adecuado, como batas de laboratorio, guantes, máscaras y gafas protectoras, para minimizar el riesgo de contaminación del ADN por contacto humano. |
| 3. Protocolos de higiene de manos El lavado frecuente de manos y el uso de desinfectantes a base de alcohol son esenciales para reducir la transferencia de ADN de las manos a las superficies y equipos. | 4. Cambios de ropa y calzado El cambio a ropa y calzado de trabajo específicos garantiza que no se introduzca contaminación de ADN desde fuera del área de producción. |
| 5. Normas estrictas de conducta laboral El personal debe abstenerse de comer, beber o hablar en el área de producción de proteínas para evitar la introducción de ADN a través de saliva, partículas de alimentos o gotitas. | 6. Monitoreo ambiental Se debe realizar un monitoreo ambiental regular, que incluya controles del aire, de la superficie y de los equipos, para garantizar que no haya contaminación de ADN en el área de producción. |
Conclusión
Para garantizar la producción de proteínas de alta calidad y sin contaminación, es necesario un enfoque integral para el control de la contaminación del ADN. Mediante la adopción de estrictos controles ambientales, el empleo de métodos de purificación optimizados y la capacitación del personal, se pueden minimizar significativamente los riesgos asociados a la contaminación del ADN.Estas prácticas son cruciales para mantener la integridad y confiabilidad de los productos proteicos en aplicaciones industriales y de investigación, contribuyendo en última instancia al avance del desarrollo de productos biológicos.
Productos relacionados
1. UCF.ME Uracilo ADN glicosilasa (UDG/UNG), termolábil
2. Inhibidor de la ARNasa murina UCF.ME
Ventajas del producto
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- Residuos bajos de nucleasa: no hay exonucleasa residual, enzima de corte ni ARNasa;
- Fuerte capacidad de digestión: 0,05 U/T pueden digerir 105 copias/T de productos de dU-ADN;
- Buena termolabilidad: inactivación completa bajo cualquier condición de 50 °C durante 10 minutos, 55 °C durante 5 minutos o 95 °C durante 5 minutos;
- Compatible con sistemas de reacción RT-qPCR: no afecta al sistema de detección incluso con niveles de entrada altos (sistema de reacción 2U/20 μL).
(1) Nucleasas residuales bajas: sin exonucleasas residuales, enzimas de mellado ni ARNasas
Figura 1. Resultados de la prueba de residuos de nucleasa
(2) Residuos de ADN genómico de E. coli < 0,1 copias/U
Figura 2. Resultados de la prueba de residuos de ADN genómico de E. coli
Información para pedidos
| Gato: | Nombre | Solicitud |
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| 14608 | Transcriptasa inversa Hifair UCF.ME™ V (200 U/μL) | RT-PCR |
| UCF.ME™ Uracilo ADN glicosilasa (UDG/UNG), termolábil, 1 U/μL | RT-PCR | |
| Universidad de California.Inhibidor de la ARNasa murina ME™ (40 U/µL) | RT-PCR | |
| Kit de sonda RT-qPCR Hifair™ V2 Multiplex de un solo paso (UDG Plus, potenciador de GC plus) | RT-PCR | |
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| 13501 | Kit de síntesis de ds-cDNA Hieff NGS™ (digestor de gDNA plus) | mNGS |
| Kit de preparación de biblioteca de ADN Hieff NGS™ OnePot Flash | mNGS | |
| 13490 | Kit de preparación de biblioteca de ADN Hieff NGS™ OnePot ll para Illumina | mNGS |
| 12946 | Kit de síntesis de ADNc Hieff NGS™ 1.er (10 unidades) | tNGS para patógenos |
| Kit de RT-PCR multiplexado Hieff™ 4x | tNGS para patógenos | |
| Mezcla maestra de PCR multiplex Hieff™ 4x | NGS para patógenos | |
| 12977 | Mezcla maestra PCR multiplex Hieff™ 2.0 (4 unidades) | NGS para patógenos |
| Kit de detección de residuos de ADN en células huésped de E. coli (2G) | Control de calidad | |
| Kit de preparación de muestras de ADN residual magnético MolPure™ | Control de calidad |