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Marcadores bioquímicos

Los marcadores bioquímicos suelen ser enzimas y otras proteínas que indican un proceso subyacente de interés clínico en el paciente. Su detección contribuye al control y detección de patologías.

Marcadores bioquímicos
Samuel Antonio Sánchez Amador

Escrito por el biólogo Samuel Antonio Sánchez Amador en 03 Noviembre, 2020

Última actualización: 03 Noviembre, 2020

Los marcadores bioquímicos se definen como un carácter o un gen que, gracias a diversas características de ligamiento, puede indicar la presencia de otro. Por ejemplo, una proteína A sería un marcador de una mayor altura en el individuo —carácter B— si ambos estuvieran correlacionados. Un marcador tiene la propiedad de que A implica necesariamente B.

Así pues, casi cualquier carácter morfológico o proceso subyacente que lo codifique puede considerarse un marcador: desde proteínas o ADN a algo tan específico como el tamaño de una hoja. Un marcador siempre se encuentra correlacionado con otro carácter de interés.

Sumérgete con nosotros en este mundo de la genética y la química, pues nos adentramos en el mundo de los marcadores bioquímicos y sus peculiaridades. Además de sus características, también mostraremos diversas aplicaciones clínicas de estas útiles moléculas.

Marcadores bioquímicos: la correlación de la vida

En primer lugar, es necesario que definamos —aunque sea de forma somera— los tipos de marcadores presentes en el ámbito de la investigación. La revista de divulgación científica Ciencia y el Hombre nos muestra algunos sencillos ejemplos.

Marcadores morfológicos

El fenotipo se define como la expresión genética del individuo, la que se ve determinada por el ambiente en el que habita y otros factores. Así pues, si un gen codifica el color de la hoja como verde oscuro, este carácter mostrará distintos rangos según las condiciones ambientales y la salud de la planta.

Hemos arrojado esta definición general porque los marcadores morfológicos se basan en la variedad de fenotipos presentes en la naturaleza. Son de fácil identificación, tales como el color, tamaño, forma o altura. Debido a su simplicidad, este tipo de marcador fue el primero en ser usado por el ser humano.

Por ejemplo, si el color de los ojos estuviese ligado al gen EYCL1, esta tonalidad sería un marcador morfológico del gen en cuestión. De todos modos, este tipo de marcadores son limitados. En el caso presentado existen otros cuatro genes —mínimo— que explican la coloración ocular. Así pues, la correlación morfotipo:carácter no suele ser tan fácil de encontrar.

Marcadores genéticos.
Los marcadores son útiles en la detección de patologías y en el seguimiento de trastornos.

Marcadores genéticos

Un marcador genético es un segmento de ADN con una ubicación conocida en un cromosoma. Cabe destacar que su herencia genética —cómo se distribuye de progenitores a hijos— puede ser rastreada y, además, que puede tratarse de un gen específico o de una secuencia de ADN no codificante o sin función conocida.

Asociaciones como el National Human Genome Research Institute (NIH) subrayan que estos marcadores son esenciales. Por ejemplo, pueden ayudar a vincular una enfermedad hereditaria con el gen responsable. Los marcadores genéticos se utilizan para rastrear la herencia de un gen cercano que aún no ha sido identificado, pero cuya localización aproximada es conocida.

Marcadores bioquímicos

En último lugar —pero no menos importante— tenemos a los marcadores bioquímicos. Estos incluyen diversos tipos de proteínas, entre las que encontramos las siguientes:

  • Isoenzimas: enzimas que se diferencian en la secuencia de aminoácidos, pero que tienen la misma función.
  • Aloenzimas: formas alternativas de una enzima codificadas por diferentes alelos en el mismo gen.
  • Proteínas no enzimáticas.

Estamos ante la primera generación de marcadores. Las proteínas vienen codificadas por el genoma del individuo, por lo que su correlación es más fehaciente que, por ejemplo, los marcadores morfológicos.

A pesar de que la expresión de los genes también se vea influenciada por el ambiente (epigenética), la relación proteína:gen es fiable. Así pues, los marcadores bioquímicos se pueden utilizar como apoyo diagnóstico ante múltiples patologías.

¿Cómo se obtienen los marcadores bioquímicos?

La respuesta es sencilla: mediante electroforesis. Esta técnica se basa en la utilización de un campo eléctrico que separa a las distintas proteínas y enzimas según su tamaño o propiedades eléctricas.

Podemos resumir este proceso en una suerte de carrera de caballos. El extracto proteico de la muestra a analizar se coloca en un pocillo de soporte, el que encuentra su línea de salida en un gel de agarosa. La aplicación de carga eléctrica supone el pistoletazo de salida, pues las distintas proteínas irán avanzando por el gel según sus propiedades.

Ahorrando detalles demasiado técnicos, podemos decir que, una vez finalizado el proceso y aplicando una serie de tinciones, se observan diversas bandas conformadas por las distintas proteínas a lo largo del gel o papel. Portales como Científica Senna muestran distintos tipos de electroforesis proteica.

Las distancias electroforéticas de las isoenzimas son resultantes de las diferencias en las secuencias del ADN que las codifican.

Un ejemplo práctico

La Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos nos muestra un ejemplo práctico de este proceso. Este es el caso del examen de electroforesis de proteínas en la orina (EPPO). Para ello se requiere de una muestra de orina del paciente en condiciones asépticas.

Esta muestra se coloca en un papel especial o en el gel antes nombrado y se aplica una corriente eléctrica. Así pues, se forman bandas a lo largo del papel según las distintas cantidades de proteínas en la orina. Esto permite identificar, por ejemplo, valores altos de globulina o albúmina.

Ventajas y desventajas de la técnica

Estamos ante una metodología de luces y sombras, aunque los beneficios equilibran la balanza a su favor. Algunas de las ventajas de los marcadores bioquímicos son las siguientes:

  1. Es una técnica relativamente barata y accesible.
  2. No es destructiva, ya que se requieren pocas cantidades de muestra para realizar la electroforesis.
  3. El control genético de la mayoría de las isoenzimas es bien conocido. Por lo tanto, asociar las bandas del gel de electroforesis a inferencias genéticas es una tarea sencilla.
  4. Las isoenzimas están libres de ciertos procesos genéticos que dificultan la descripción del proceso de herencia.

A pesar de todas estas características positivas, los marcadores bioquímicos también reportan ciertos problemas:

  1. Presentan cuestiones técnicas en ocasiones.
  2. Solo representan una pequeña fracción del contenido genético del individuo. Esto es, no cubren todo el genoma.
  3. Se puede dificultar la interpretación de los datos por ciertos procesos. Por ejemplo, la misma isoenzima puede presentar una forma distinta en el tejido de una hoja de un árbol o en su semilla, a pesar de ser el mismo individuo.

Usos clínicos de los marcados bioquímicos

Una vez hemos determinado qué es un marcador bioquímico, cómo se obtiene y sus ventajas y desventajas, es hora de que nos movamos a un terreno más tangible. A continuación, te presentamos algunos ejemplos prácticos del uso de los marcadores bioquímicos en procesos médicos modernos.

Marcadores bioquímicos en la osteoporosis

La revista Reumatología clínica nos muestra un ejemplo claro del uso de estos marcadores en procesos degenerativos del tejido óseo. Los marcadores bioquímicos se pueden usar para medir los productos generados durante la formación o degradación de matriz ósea. Por ejemplo, la fosfatasa alcalina —una enzima hidrolasa—  o la osteocalcina lo son.

Por otro lado, la fosfatasa ácida tartrato-resistente (TRAP) o la excreción urinaria de calcio son marcadores de la destrucción de tejido óseo. Las concentraciones de estos compuestos permiten distinguir a los grupos de pacientes según la situación de recambio óseo que estén experimentando. Aunque no se pueden considerar como un método diagnóstico único, aportan información muy valiosa.

Marcadores bioquímicos en síndromes metabólicos

Por otro lado, la revista Endocrinología y nutrición nos muestra cómo estos marcadores pueden arrojar información relevante sobre diversos procesos metabólicos.

Por ejemplo, los marcadores de oxidación proteica, genética y lipídica sirven para cuantificar el nivel del estado antioxidante total del individuo. Así pues, la concentración de sustancias como los isoprostanos puede llegar a ser un bioindicador químico de un desorden metabólico en el paciente.

Desde luego, resumir el efecto diagnóstico de estos compuestos en unas pocas líneas es cuanto menos complejo. Estos marcadores bioquímicos también sirven al diagnóstico de enfermedades periodontales, para la prevención ante trastornos cardiovasculares y como parámetros para la inferencia de otras muchas patologías.

Electroforesis.
Mediante electroforesis se pueden separar los marcadores en el laboratorio para hacer su detección y análisis.

¿Qué marcador utilizar?

Como hemos podido ver en estas líneas, cada marcador tiene un momento y utilidad concretos. Un marcador morfológico puede ser útil para estudios generales. Por ejemplo, el tamaño de las semillas se ha visto correlacionado con la supervivencia individual y el crecimiento de los pinos. Así pues, midiendo a la semilla en cuestión se puede predecir cómo será la calidad de vida del árbol de adulto.

Por otro lado, los marcadores genéticos brillan a la hora de establecer relaciones de herencia o mapeados genéticos de especies de seres vivos. Por ejemplo, existen secciones del ADN denominadas microsatélites que se heredan de padres a hijos. Esto permite realizar pedigríes y árboles familiares de animales en su entorno natural.

En última instancia —y como hemos dicho en líneas previas— los marcadores bioquímicos son de utilidad en el apoyo diagnóstico de diversas patologías. Esto ayuda a conocer el estado del paciente a lo largo de un cuadro clínico completo e inferir sobre posibles enfermedades.

Cuestión de genes

A lo largo del  artículo hemos revisado los tipos de marcadores, las cualidades específicas y sus usos en la medicina moderna. En resumen, todo este conglomerado terminológico radica en un concepto clave: los genes suponen la variedad de la vida.

Los marcadores bioquímicos abren la puerta al conocimiento más exacto de diversas patologías, cómo se van a desarrollar y los posibles patrones sobre los que se heredan. Aún así, los estudios citados están de acuerdo en un punto concreto: por ahora, estas moléculas deben utilizarse como un punto de vista accesorio, no ser la base central de un diagnóstico.

El genoma humano

El genoma humano

El genoma humano es la secuencia de ADN contenida en los cromosomas. En ellos se encuentran los genes que codifican la información de síntesis de proteínas.



  • Ciencia y el hombre, ¿Qué son los marcadores moleculares? Recogido a 18 de octubre en https://www.uv.mx/cienciahombre/revistae/vol18num1/articulos/moleculares/index.htm#:~:text=Existen%20dos%20tipos%20de%20marcadores,y%20los%20marcadores%20de%20ADN.&text=Los%20marcadores%20bioqu%C3%ADmicos%20incluyen%20a,primera%20generaci%C3%B3n%20de%20marcadores%20moleculares.
  • Farías, Rosa, et al. "Marcadores bioquímicos de remodelamiento óseo: fosfatasa ácida tartrato resistente (TRAP): fosfatasa alcalina (FAT) y cociente calcio/creatinina urinarios, en menopáusicas aparentemente sanas fumadoras y no fumadoras." Salus (1999): 40-47.
  • Marcadores genéticos, NIH. Recogido a 18 de octubre en https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Marcador-genetico
  • Examen de electroforesis de proteínas en la orina. Recogido a 18 de octubre en https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/003589.htm
  • Marcador de proteínas, científicaSenna. Recogido a 18 de octubre en https://www.cientificasenna.com/producto/marcador-de-proteinas/
  • Barco, C. M. R., Arija, S. M., & Pérez, M. R. (2012). Marcadores bioquímicos en osteoporosis. Utilidad en la práctica clínica. Reumatología Clínica8(3), 149-152.
  • García, J. B., Rentero, P. Z., Cánovas, J. M., Jara, P. G., Hernández, M. L., & Alemán, J. A. (2014). Marcadores bioquímicos, nutricionales y actividad antioxidante en el síndrome metabólico. Endocrinología y Nutrición, 61(6), 302-308.
  • García Pérez, Hilda Marilín. "Electroforesis en geles de poliacrilamida: fundamentos, actualidad e importancia." Universo diagn (2000).

Samuel Antonio Sánchez Amador
Samuel Antonio Sánchez Amador

Graduado en Biología por la Universidad de Alcalá de Henares (2018). Máster en Zoología en la Universidad Complutense de Madrid (2019). A lo largo de su carrera estudiantil, se ha especializado en áreas de parasitología, epidemiología, microbiología y otras ramas que convergen entre la ciencia experimental y la medicina.

Formó parte de un equipo de investigación del departamento de Biología Evolutiva del Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC) durante dos años, durante los cuales obtuvo conocimiento específico acerca de ADN, heredabilidad y otras cuestiones genéticas.

A día de hoy, se dedica a tiempo completo a la divulgación científica, redactando para portales de índole médica, psicológica y epidemiológica.