La contaminación de los 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, ha aumentado la demanda de enzimas y proteínas de mayor pureza. Uno de los desafíos clave en la producción de proteínas es eliminar de manera eficaz la contaminación de los 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 no específica, la inhibición de la actividad enzimática o el aumento de las señales de fondo, que en última instancia afectan la precisión de los resultados del diagnóstico.
Como resultado, desarrollar procesos eficientes para la eliminación de ácidos nucleicos durante la producción de proteínas es fundamental y esencial.
Tras años de investigación tecnológica, Yeasen Biotechnology ha desarrollado un método integrado cerrado para la eliminación eficiente de ácidos nucleicos. Este proceso optimiza la permeabilización celular, incorpora pasos de purificación en columna de intercambio aniónico-catión, microfiltración y ultrafiltración, e incluye un control completo del proceso de residuos. Este enfoque integrado garantiza la máxima eliminación de la contaminación por ácidos nucleicos, lo que permite la purificación de enzimas moleculares con residuos de ADN ultrabajos.
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 efectivas para prevenir y mitigar la contaminación del ADN. Este artículo explora cómo evitar la contaminación del ADN, en particular la contaminación transmitida por el aire, 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 del ADN en el aire sigue siendo un problema crítico en la producción de proteínas, en particular en entornos donde el control de microbios y partículas es esencial. Para minimizar el riesgo de contaminación del ADN en el aire, 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 los microbios en suspensión que pueden introducir contaminación del ADN. Las salas limpias deben cumplir con estándares de limpieza específicos 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 con presión positiva Los entornos con presión positiva impiden la entrada de aire contaminado desde el exterior del espacio controlado. Mantener una presión de aire más alta dentro del área de producción en comparación con los entornos externos garantiza que cualquier fuga provoque el escape de aire, no su intrusión. | 4. Protocolos de limpieza y desinfección rutinarios La limpieza periódica del área de producción con desinfectantes adecuados (como nucleasas o limpiadores a base de cloro) puede degradar el ADN transportado por el aire, lo que reduce el riesgo de contaminación. Esto es especialmente importante en áreas de alto contacto y en superficies cercanas a equipos de producción de proteínas. |
| 5. Limitar el movimiento de personal Minimizar el movimiento de personal dentro de los entornos de salas blancas reduce la posibilidad de introducir contaminantes a través de la interacción humana. El personal designado debe seguir protocolos estrictos en cuanto a la entrada y salida para controlar la exposición. | 6. Monitoreo de la calidad del aire El control de la calidad del aire dentro de la sala limpia, incluidos los recuentos microbianos y los niveles de partículas, es esencial para garantizar el cumplimiento continuo de los estándares de producción. Se pueden utilizar 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 abierto, lo que reduce el riesgo de contaminación del ADN por el aire, en particular 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. La adopción de medidas de precaución, como la manipulación cuidadosa y la transferencia de líquidos sin agitación, puede 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 del aire. | 12. Equipos y herramientas dedicados El uso de equipos específicos para la producción de proteínas evita la contaminación cruzada con herramientas e instrumentos que podrían haber estado expuestos al ADN o a los ácidos nucleicos en otros procesos. |
| 13. Plan de respuesta a emergencias por contaminación Se debe contar con un plan de respuesta eficaz para gestionar la contaminación accidental por ADN. El protocolo debe incluir medidas rápidas de identificación, contención y remediación para evitar 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. |
segundo. Eliminación de la contaminación del ADN de las proteínas
Durante la purificación de proteínas, la eliminación de cualquier contaminación residual del ADN es fundamental para mantener la calidad de las proteínas. Se utilizan varias técnicas 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 y minimizan la rotura del ADN. Este enfoque evita la destrucción indiscriminada del ADN, lo que reduce 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 las células colocándolas en una solución con una diferencia repentina de presión osmótica. Esto puede ayudar a reducir la liberación de ADN, lo que da como resultado 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 únicamente 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 lisadas 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 los contaminantes de ADN traza de las preparaciones de proteínas. La cromatografía de intercambio aniónico y la cromatografía de intercambio catiónico son dos técnicas bien establecidas para eliminar la contaminación del ADN de las 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. Al ajustar la concentración de sal del tampón de elución, los ácidos nucleicos se pueden eliminar de forma selectiva de la preparación de proteínas. | 2. Columnas de intercambio catiónico En condiciones específicas, también se pueden utilizar columnas de intercambio catiónico para eliminar los ácidos nucleicos. Al aumentar la concentración de sal o modificar el pH, los ácidos nucleicos se pueden eluir de forma competitiva de la columna. |
| 3. Ultrafiltración La ultrafiltración utiliza filtración selectiva por membrana para separar las proteínas de los ácidos nucleicos, garantizando 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 en función de su tamaño. Los ácidos nucleicos, al ser más grandes que las proteínas, se separan de manera eficaz, dejando atrás las 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 de 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 en el trabajo 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 del equipo, para garantizar que no haya contaminación de ADN en el área de producción. |
Conclusión
Para garantizar la producción de proteínas de alta calidad y no contaminadas, es necesario un enfoque integral del control de la contaminación del ADN.Mediante la adopción de estrictos controles ambientales, el empleo de métodos de purificación optimizados y el énfasis en la capacitación del personal, se pueden minimizar significativamente los riesgos asociados con la contaminación del ADN. Estas prácticas son cruciales para mantener la integridad y la confiabilidad de los productos proteínicos en aplicaciones industriales y de investigación, lo que en última instancia contribuye 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
- Residuo ultra bajo de UCF.ME: residuo de ADN genómico de E. coli <0,1 copias/U;
- 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 corte o 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 de pedidos
| Gato: | Nombre | Solicitud |
| 14321 | Polimerasa de ADN Taq Hotstart avanzada Hieff UNICON UCF. ME™ | PCR |
| 14608 | Transcriptasa inversa Hifair UCF.ME™ V (200 U/μL) | PCR en tiempo real |
| UCF.ME™ Uracilo ADN glicosilasa (UDG/UNG), termolábil, 1 U/μL | PCR en tiempo real | |
| Universidad de California en Berkeley.Inhibidor de la ARNasa murina ME™ (40 U/µL) | PCR en tiempo real | |
| Kit de síntesis de ds-cDNA Hieff NGS™ | mNGS | |
| 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™ 10x | tNGS para patógenos |
| Kit de RT-PCR multiplex Hieff™ 4x | tNGS para patógenos | |
| Mezcla maestra PCR multiplex Hieff™ 4x | NGS para patógenos | |
| 12977 | Mezcla maestra PCR multiplex Hieff™ 2.0 4x | NGS para patógenos |