Carolina Trujilo AlviraJulio Martin HerreraMartha Cecilia RuizDario Barco Alvear

MARCADORES

MOLECULARES

Presentado a:GUSTAVO ACOSTA

Tutor

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OD

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CIO

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Desde la prehistoria, el hombre ha seleccionado y mejorado especies vegetales, animales y microbianas basándose en el fenotipo. Las mejoras genéticas eran posible gracias a la variabilidad genética, a la heredabilidad del carácter que se

quería aislar, a la eficacia e intensidad de la selección aplicada, y al tiempo necesario para realizar un ciclo de

selección. Sin embargo, quedan muchos aspectos desconocidos, como son el número y efecto de los genes implicados en la expresión de un carácter, la localización de estos genes, y su función fisiológica. Por otra parte, la

taxonomía siempre ha estudiado características morfológicas, lo cual requiere observaciones muy

exhaustivas de los organismos en diferentes estadios de desarrollo. Los criterios utilizados carecen muy a menudo

de definición y objetividad y, en cualquier caso, son marcadores ambiguos debido a las influencias ambientales

MARCADORES MOLECULARES

son biomoléculas que se pueden relacionar con un rasgo genético. Las biomoléculas que pueden ser marcadores

moleculares son las proteínas (antígenos e isoenzimas) y el DNA (genes conocidos o fragmentos de secuencia y función

desconocida).

Cuando varios marcadores moleculares se asocian inequívocamente con un rasgo genético, se dice que forman

un QTL (loci de rasgos cuantitativos o cuantificables).

Un marcador molecular monomórfico es invariable en todos los organismos estudiados, pero cuando presenta diferencias

en el peso molecular, actividad enzimática, estructura, o sitios de restricción, se dice que es polimórfico. A veces el grado de variación es tal que se denominan hipervariable.

ANTECEDENTES

Los primeros marcadores desarrollados a finales de los 70 se basaron en la identificación de proteínas e isoenzimas por

electroforesis en geles de almidón o poliacrilamida. Con ellos se abrió el conocimiento de la estructura y heterogeneidad

genética entre diferentes especies, variedades, y poblaciones de distinto origen geográfico. Pero esta técnica

tenía una limitación muy importante: no era capaz de detectar suficiente polimorfismo entre variedades o especies

próximas debido a que las proteínas son el resultado de la expresión génica, que puede ser distinta de unos tejidos a

otros, de una etapa de desarrollo a otra, de un medio ambiente a otro, y de una época del año a otra.

TECNICAS PARA EL DESARROLLO DE ADN RECOMBINANTE

PC

R(R

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de la P

olim

era

sa)

La reacción básica de la PCR comienza con la desnaturalización del DNA molde para separar las cadenas, continúa con el alineamiento de un par de oligonucleótidos

con su DNA molde, y termina con la polimerización para sintetizar un nuevo DNA entre los dos oligonucleótidos. De

aquí se vuelve a la desnaturalización para comenzar un nuevo ciclo. Hoy en día todo el proceso esta

completamente automatizado en un aparato llamado termociclador.

RFLP (Polimorfismo en el tamaño de los fragmentos

de restricción).

se basa en la detección de fragmentos de DNA de distinto peso molecular en diferentes organismos. Los fragmentos

más fáciles de analizar son los pequeños derivados de la digestión del

genoma de las mitocondrias o los cloroplastos, puesto que delecciones, sustituciones o mutaciones pueden

alterar significativamente el patrón de bandas identificable por electroforesis en geles de agarosa, donde migran de

acuerdo con su peso molecular.

En cambio, para moléculas de DNA de mayor tamaño, como el DNA

cromosómico, el patrón de bandas es tan complejo que es necesario utilizar sondas específicas para

visualizar sólo ciertos fragmentos mediante la técnica de Southern

Blot. Las sondas de DNA para esta técnica suelen corresponder a genes

previamente conocidos, aunque a veces se usan DNA preparados a

partir de amplificaciones inespecíficas.

Aunque la RFLP evalúa sólo un tipo de polimorfismo en cada ensayo, el

resultado es muy preciso. Los primeros mapas genómicos basados en la

distribución física de los genes en vez de la frecuencia de entrecruzamiento

se hicieron utilizando esta técnica. Cuando se emplea la PCR en lugar de sondas radiactivas para visualizar los polimorfismos, se le denomina PCR-

RFLP

MAAP

(Múltiples perfiles

arbitrarios de

amplificación)

RAPD (DNA polimórfico

amplificado al azar)

AP-PCR (PCR con oligonucleótidos

arbitrarios)

AFLP (Polimorfismo de la

longitud de los fragmentos

amplificados)

Se usa una colección de

decanucleótidos para amplificar por

PCR áreas específicas

distribuidas al azar por el genoma

La idea es similar a la de la RAPD,

desarrollándose a la vez que ésta, aunque

se cambia el diseño de los oligonucleótidos y

el tipo de PCR.

combina el uso de enzimas de restricción y

oligonucleótidos para PCR, de manera que

se obtienen marcadores

moleculares muy específicos sin

necesidad de conocer la secuencia con

anterioridad

STS (Sitios etiquetados por la secuencia) o SSLP (Polimorfismo de longitud en las secuencias

discretas)

aprovecha las secuencias conocidas, únicas dentro del genoma, para amplificarlas por PCR. El polimorfismo se suele encontrar fácilmente cuando lo que se amplifican son intrones en lugar de exones. La ventaja principal es la velocidad con la que se

pueden realizar los análisis una vez que las parejas de oligonucleótidos se han establecido claramente.

SSR (Repetición de secuencias

discretas)

EST (Sitios etiquetados por la

expresión)

CAPS (Secuencia polimórfica

amplificada y cortada)

SCAR (Regiones amplificadas

caracterizadas y secuenciadas)

D/TGGE (Geles de electroforesis en gradiente desnaturalizante/térmico)

SSCP (Polimorfismo de conformaciones monocatenarias)

CONCLUSION

Es de urgencia para el país

apostarle a una Política de

Nación de Ciencia y de

Tecnología, que identifique los

nichos de conocimiento a ocupar,

y promueva la adquisición de

infraestructura necesaria y la

formación de recursos humanos

con capacidad de investigar,

desarrollar y aprovechar

tecnologías que ayuden a mejorar

la calidad de vida de los

colombianos.