Seqüenciació del genoma bacterià: Aplicacions i utilitats

Introducció

Els bacteris son microorganismes procariotes, unicel·lulars amb mobilitat pròpia que són presents a quasi qualsevol habitat, fins i tot, aquells habitats amb condicions més desfavorables per a la supervivència de qualsevol altre organisme per això presentant multitud de formes i funcions.
Aquesta multitud de formes i funcions venen determinades per l’DNA, que és un àcid nucleic que conté la informació genètica necessària per el desenvolupament i funcionament de tots els ésser vius coneguts, així com els bacteris. Aquesta informació ve determinada per la seqüència de bases nitrogenades agrupades en codons (triplets de bases) que codifiquen per a la síntesi de aminoàcids que posteriorment formaran una proteïna per a una determinada funció.
Per això es important conèixer la seqüència de les bases nitrogenades ja que permetrà determinar per a quina proteïna codificarà el genoma que volem estudiar, aquest anàlisi de bases s’anomena seqüenciació.

La seqüenciació és un procés que permet determinar l’ordre de las bases nitrogenades de la seqüencia d’un genoma de DNA.

Tal es l’ importància de la seqüenciació que actualment resulta indispensable en nombrosos camps aplicats com poden ser la biotecnologia, la taxonomia d’espècies i biomedicina entre d’altres. Al llarg de l’historia s’han desenvolupat diferents mètodes per a la seqüenciació del DNA, el més utilitzat actualment es el mètode de Sanger (veure video) modificat que a diferencia del tradicional (una reacció per a cada nucleòtid ddNTR), cada nucleòtid ddNTR es marca amb un fluorocrom diferent, això permet obtenir els resultats molt més ràpidament, ja que, obtenim els resultats de la seqüenciació amb una única reacció, aquests resultats es visualitzaran mitjançant un seqüenciador. (Fig.1)

Fig.1 Se muestra la secuencia de bases de un DNA. Cada color representa un desoxiribonucleótido diferente. La citosina es azul, la guanina negra, la adenina es verde y la timina es roja.

APLICACIONS

Com ja hem dit anteriorment els bacteris tenen multitud de formes i funcions per això actualment tenen multitud de aplicacions en l’àmbit científic, però per dur a terme aquestes primer hem de conèixer el seu genoma bactèria aplicant la seqüenciació.

Aplicacions Taxonòmiques

Actualment els bacteris ja no es classifiquen per les seves característiques morfològiques o funcionals, sinó per la seqüenciació del seu genoma tot i que encara conserven algunes classificacions morfològiques tradicionals que encara es consideren importants.

Aquest mètode de classificació, facilita l’ identificació d’espècies i l’aplicació de antibiòtics o qualsevol mesura preventiva, ja que els bacteris que pertanyen al mateix grup taxonòmic solen presentar característiques semblants (hi han excepcions), com per exemple receptors de membrana o activitat metabòlica.

Un exemple són els antibiòtics utilitzats per el gènere estreptococ que tot i tenir molta diversitat d’espècies utilitzen s’utilitzen antibiòtics semblants ja que la gran majoria tenen receptor de membrana iguals, no en tots els cassos.

Aplicacions Biomèdiques

Dintre d’aquest àmbit hi han molts tipus aplicacions però principalment es divideixen en dos grans grups: Els Farmacològics i els preventius.

Aplicacions Farmacològiques

La seqüenciació del genoma bactèria permet l’ identificació de receptor específics sensibles als fàrmacs, que estiguin implicats en funcions vitals en els bacteris patògens, aquesta identificació permet el desenvolupament de nous fàrmacs més eficaços. També hi ha bacteris que secreten substàncies beneficioses per els ésser humans i la seqüenciació d’aquest permet la millora de la seva producció i en la identificació de noves rutes de producció.

És important que aquest fàrmacs que afecten l’activitat o desenvolupament del bacteri no afectin de manera negativa a l’hoste.

Aplicacions preventives

Les aplicacions preventives o vacunes, són mètodes que a partir de la modificació del genoma bactèria, que s’aconsegueix gràcies a la seqüenciació, s’introdueixen en un individu i activen el sistema immunitari per a la creació de anticossos específics, aquest bacteris modificats estan potencialment inactius per no provocar danys al individu.

Aplicacions Biotecnològiques

Respecte a les aplicacions Biotecnològiques també hi ha moltes aplicacions útils tant per el consum com per l’ambient.

Bioremediació

Entre les més remarcables tenim les aplicacions de bioremediació que són mètodes de bio conservació per efectes de contaminació antropològiques o naturals , que consisteix en la potenciació de bacteris que ajuden a reduir o eliminar aquest afectes.

Un bon exemple es el bacteri Pseudomonas stutzer que ajuda a reduir els afectes de la contaminació per nitrat(http://www.e-mta.eu/ca/la-uib-sequencia-el-genoma-dun-aillament-dorigen-mari-clau-per-resoldre-la-contaminacio-per-nitrats/), entre d’altres.

Bioindústria

En aquest àmbit les aplicacions són molt extenses van des de la producció d’aliments fins a la producció de bio polímers o bio combustibles.

En els cas de l’aplicació en aliments els bacteris més utilitzats són els que fan la fermentació (làctica, de la cerveza...) , un exemple seria lactobacillus en la fermentació dels làctics, també és important la seqüenciació de genomes bacterians per a la fabricació de bio polímers o bio combustibles de manera que siguin viables per el consum humà .

Conclusió

Hem arribat a la conclusió de que la seqüenciació bacteriana és realment important avui en dia i te una extensa branca de aplicacions que ens faciliten la vida dia a dia, tant per a las aplicacions biomèdiques o biotecnològiques. Això ens permet generar disseny i models nous que ens permetran avançar cap a un futur més sostenibles de manera més viable

Cal dir que això només es una breu explicació del gran contingut que hi ha dintre de la seqüenciació del genoma bactèria.

BIBLIOGRAGÍA

Páginas Web

• Raisman J.S., González Ana M. Parte 4. Preparando la secuenciación [en llinea]. Universidad Nacional del Nordeste, 1998-2008. [Consulta: el viernes 1 de marzo de 2013]. Disponible en: http://www.biologia.edu.ar/bacterias/identificacion/4.htm
• Rodicio María del Rosario, Mensoza María del Carmen. Identificación bacteriana mediante la secuenciación del ARNr 16S: fundamento, metodología y apliaciones en microbiología clínica [en llinea]. Universidad de Oviedo. [Consulta: el viernes 1 de marzo de 2013]. Disponible en: http://www.icb.uncu.edu.ar/upload/rodiciocap11.pdf
• Trelles Oswaldo. Tema 4: la secuenciación del ADN (1). Lectura del DNA en los organismo. Bioinformática básica [en llinea]. Universidad de Málaga. [Consulta: el viernes 1 de marzo de 2013]. Disponible en: http://ocw.unia.es/ciencias-de-la-vida/bioinformatica-basica/materiales/bloque-4/04-1-Sequencing-1-v2_Lectura%20del%20ADN%20de%20los%20organismos.pdf

Libros

• Michael T. Madigan... [et al.] Brock. Biology of microoganisms. 12 ed. Pearson/ Benjamin Cummings, 2009.
• Stanier Roger Y. ...[et al.] Microbiología. 2º ed. Barcelona: Reverté, 1988.
• Luque Cabrera J. Texto ilustrado de biología molecular e ingeniería genética: conceptos, técnicas y aplicaciones para ciencias de la salud. Madrid: Harcourt, 2001.