Manual sobre Técnicas Moleculares - Centro Jardín Botánico de ...
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ESTUDIO DEL GENOMA (ADN) Las técnicas moleculares de estudio del genoma en plantas que más se han desarrollado han sido las restricciones enzimáticas del ADN y su posterior hibridación con sondas (RFLP), las amplificaciones de ADN (PCR – RAPD), y la secuenciación de nucleótidos de regiones genómicas. Otras técnicas resultantes de la combinación de las anteriores (AFLP, microsatélites) han tenido un auge más reciente. Un resumen de las características principales de las tres primeras técnicas se expone en el cuadro siguiente: 48
EXTRACCIÓN DE ADN La colección de material vegetal que va a ser utilizado para la extracción del ADN es más sencilla que en el caso del utilizado para la extracción de isoenzimas ya que no debe mantenerse en frío hasta la extracción de la molécula. El material colectado deberá ser, preferiblemente, fresco; las hojas jóvenes proporcionan una buena fuente de ADN. Si el material no va a utilizarse inmediatamente para el aislamiento del ADN, puede almacenerse por tiempo indefinido, previa desecación de los tejidos. Esto se consigue mediante la liofilización o mediante el secado con gel de sílice. El ADN puede extraerse también a partir de material de herbario, siempre que éste no provenga de colecciones antiguas y se halle bien preservado. El material de herbario que fue únicamente prensado y secado, sin recibir ningún otro tipo de tratamiento, puede ser utilizado para el aislamiento de ADN de buena calidad; sin embargo, algunos tratamientos empleados durante la preparación de los ejemplares de herbario pueden precipitar y degradar el ADN, como en el caso de empleo de alcoholes u otros compuestos fijadores, o de venenos (p.e. las sales de mercurio). Actualmente existen lotes de reactivos especiales para la extracción de ADN de ejemplares de herbario. Los métodos de colecta del material y su preservación para la posterior extracción del ADN vienen explicados en el Anexo II. El aislamiento del ADN se consigue mediante una serie de procesos de extracción de la molécula de las células, utilizando soluciones tampón ricas en sales, y de precipitación, con alcoholes. El protocolo seguido para la extracción de ADN en minipreparaciones de muestras se adjunta en el Anexo II; este protocolo sirve para la extracción del ADN total, es decir el ADN de los genomas nuclear, cloroplástico y mitocondrial. Si se quiere conseguir una extracción diferencial de los distintos genomas vegetales, las células han de ser sometidas a diferentes procesos de centrifugación diferencial para separar los orgánulos y proceder con posterioridad al aislamiento y precipitación del ADN de cada uno de esos orgánulos. La mayoría de las técnicas de análisis de los genomas que van a ser utilizadas después no necesitan un aislamiento separado de los distintos ADN genómicos y pueden utilizar el ADN total. Por su menor complicación, casi todos los protocolos de extracción de ADN son para ADN total. Previamente a la extracción del ADN, el material seco o liofilizado puede molerse en nitrógeno líquido hasta conseguir un polvo muy fino, o bien puede utilizarse directamente el material fresco para el aislamiento del ácido nucleico. La molienda o la trituración de las muestras en mortero provoca la rotura de las células y de los compartimentos subcelulares, permitiendo la extracción de los ADN de los distintos genomas. El tampón de extracción del ADN contiene sales de amonio (CTAB) y sodio que al poseer cationes positivos forman enlaces por atracción eléctrica con los aniones negativos de los radicales fosfato del ADN, conduciendo así a la extracción de esta molécula. Al extraer el ADN se extraen también otros metabolitos celulares, por ello los pasos siguientes del protocolo tratan de purificar el extracto inicial eliminando compuestos apolares lipídicos (con cloroformo y alcohol isoamílico) y proteínas (con formol). La precipitación de los ácidos nucleicos se consigue con alcoholes (isopropanol, etanol); concretamente el isopropanol produce una gran eficiencia en el precipitado. Este 49
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EXTRACCIÓN DE ADN<br />
La colección <strong>de</strong> material vegetal que va a ser utilizado para la extracción <strong>de</strong>l ADN es más<br />
sencilla que en el caso <strong>de</strong>l utilizado para la extracción <strong>de</strong> isoenzimas ya que no <strong>de</strong>be<br />
mantenerse en frío hasta la extracción <strong>de</strong> la molécula. El material colectado <strong>de</strong>berá ser,<br />
preferiblemente, fresco; las hojas jóvenes proporcionan una buena fuente <strong>de</strong> ADN. Si el<br />
material no va a utilizarse inmediatamente para el aislamiento <strong>de</strong>l ADN, pue<strong>de</strong> almacenerse<br />
por tiempo in<strong>de</strong>finido, previa <strong>de</strong>secación <strong>de</strong> los tejidos. Esto se consigue mediante la<br />
liofilización o mediante el secado con gel <strong>de</strong> sílice. El ADN pue<strong>de</strong> extraerse también a<br />
partir <strong>de</strong> material <strong>de</strong> herbario, siempre que éste no provenga <strong>de</strong> colecciones antiguas y se<br />
halle bien preservado. El material <strong>de</strong> herbario que fue únicamente prensado y secado, sin<br />
recibir ningún otro tipo <strong>de</strong> tratamiento, pue<strong>de</strong> ser utilizado para el aislamiento <strong>de</strong> ADN <strong>de</strong><br />
buena calidad; sin embargo, algunos tratamientos empleados durante la preparación <strong>de</strong> los<br />
ejemplares <strong>de</strong> herbario pue<strong>de</strong>n precipitar y <strong>de</strong>gradar el ADN, como en el caso <strong>de</strong> empleo <strong>de</strong><br />
alcoholes u otros compuestos fijadores, o <strong>de</strong> venenos (p.e. las sales <strong>de</strong> mercurio).<br />
Actualmente existen lotes <strong>de</strong> reactivos especiales para la extracción <strong>de</strong> ADN <strong>de</strong> ejemplares<br />
<strong>de</strong> herbario. Los métodos <strong>de</strong> colecta <strong>de</strong>l material y su preservación para la posterior<br />
extracción <strong>de</strong>l ADN vienen explicados en el Anexo II.<br />
El aislamiento <strong>de</strong>l ADN se consigue mediante una serie <strong>de</strong> procesos <strong>de</strong> extracción <strong>de</strong> la<br />
molécula <strong>de</strong> las células, utilizando soluciones tampón ricas en sales, y <strong>de</strong> precipitación, con<br />
alcoholes. El protocolo seguido para la extracción <strong>de</strong> ADN en minipreparaciones <strong>de</strong><br />
muestras se adjunta en el Anexo II; este protocolo sirve para la extracción <strong>de</strong>l ADN total, es<br />
<strong>de</strong>cir el ADN <strong>de</strong> los genomas nuclear, cloroplástico y mitocondrial. Si se quiere conseguir<br />
una extracción diferencial <strong>de</strong> los distintos genomas vegetales, las células han <strong>de</strong> ser<br />
sometidas a diferentes procesos <strong>de</strong> centrifugación diferencial para separar los orgánulos y<br />
proce<strong>de</strong>r con posterioridad al aislamiento y precipitación <strong>de</strong>l ADN <strong>de</strong> cada uno <strong>de</strong> esos<br />
orgánulos. La mayoría <strong>de</strong> las técnicas <strong>de</strong> análisis <strong>de</strong> los genomas que van a ser utilizadas<br />
<strong>de</strong>spués no necesitan un aislamiento separado <strong>de</strong> los distintos ADN genómicos y pue<strong>de</strong>n<br />
utilizar el ADN total. Por su menor complicación, casi todos los protocolos <strong>de</strong> extracción<br />
<strong>de</strong> ADN son para ADN total.<br />
Previamente a la extracción <strong>de</strong>l ADN, el material seco o liofilizado pue<strong>de</strong> molerse en<br />
nitrógeno líquido hasta conseguir un polvo muy fino, o bien pue<strong>de</strong> utilizarse directamente<br />
el material fresco para el aislamiento <strong>de</strong>l ácido nucleico. La molienda o la trituración <strong>de</strong> las<br />
muestras en mortero provoca la rotura <strong>de</strong> las células y <strong>de</strong> los compartimentos subcelulares,<br />
permitiendo la extracción <strong>de</strong> los ADN <strong>de</strong> los distintos genomas. El tampón <strong>de</strong> extracción<br />
<strong>de</strong>l ADN contiene sales <strong>de</strong> amonio (CTAB) y sodio que al poseer cationes positivos forman<br />
enlaces por atracción eléctrica con los aniones negativos <strong>de</strong> los radicales fosfato <strong>de</strong>l ADN,<br />
conduciendo así a la extracción <strong>de</strong> esta molécula. Al extraer el ADN se extraen también<br />
otros metabolitos celulares, por ello los pasos siguientes <strong>de</strong>l protocolo tratan <strong>de</strong> purificar el<br />
extracto inicial eliminando compuestos apolares lipídicos (con cloroformo y alcohol<br />
isoamílico) y proteínas (con formol).<br />
La precipitación <strong>de</strong> los ácidos nucleicos se consigue con alcoholes (isopropanol, etanol);<br />
concretamente el isopropanol produce una gran eficiencia en el precipitado. Este<br />
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