29 de septiembre de 2014

Laboratorio de genética de BIOSFERA, identificación de especies: genética molecular y marcadores



La aplicación de las técnicas de genética molecular en estudios sobre el medio ambiente, y más en particular, aplicados a conservación de especies, está en desarrollo actualmente. El interés de estas técnicas se debe a su alta fiabilidad y reproducibilidad, ya que con son su aplicación se mejora enormemente el porcentaje de acierto en la identificación de especies, en comparación con el método tradicional que consistía en la mera observación. 

El método genético se desarrolla a partir de muestras biológicas. La fuente de partida en el caso de los organismos animales pueden ser restos de tejidos, pelos, huesos o incluso heces, mientras que en el caso de las plantas pueden ser hojas, frutos, semillas o incluso flores. Una vez que se disponga de estas muestras, se realiza la extracción del ADN, su amplificación y, finalmente, se lleva a cabo alguna técnica molecular, como puede ser la electroforesis, con el objetivo de visualizar el ADN.

Visualización de geles con mustras biológicas tras la electroforesis en el Laboraotrio de BIOSFERA.


La amplificación del ADN se consigue mediante la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Los fragmentos a amplificar dependen de los cebadores (primers), que se utilicen. Estos cebadores son fragmentos monocatenarios que delimitan un segmento particular de ADN de las especies a estudiar.

Mediante la PCR es posible amplificar el ADN nuclear, mitocondrial o cloroplastídico de la región contenida entre los cebadores. Para tener éxito en la amplificación, se deben escoger adecuadamente los primers usados, puesto que en función del organismo a estudiar se utilizan unos u otros genes.

Esquema de la hibridación de los cebadores, acotando la región de ADN de interés.

Así por ejemplo, para estudiar ADN de vertebrados, pueden usarse cebadores que acoten una región del citocromo b, o la subunidad 1 de la citocromo C oxidasa; mientras que en el caso del ADN de las plantas no se usan estas secuencias, sino que se utilizan otros marcadores moleculares como son un fragmento de ADN cloroplastídico que codifica la subunidad grande de la enzima rubisco, un fragmento de ADN cloroplastídico que codifica la enzima madurasa, un segmento de ADN cloroplastídico codificante de la proteína D1 del fotosistema II, un espaciador intergénico no codificante perteneciente al ADN cloroplastídico, o espaciadores intergénicos de genes ribosomales pertenecientes al ADN nuclear. 

De todos estos genes marcadores de organismos vegetales, el más utilizado actualmente es sin duda el codificante de la rubisco, a pesar de que es conocida su baja especificidad, lo que puede ocasionar problema a la hora de diferenciar especies. Por otra parte, cada vez se utiliza más el fragmento que codifica la madurasa, que si bien presenta complicaciones en la amplificación durante la PCR, presenta notables ventajas ya que tiene una alta especificidad, y por lo tanto, los resultados en la diferenciación de especies son muy buenos.

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