Explorando la biodiversidad con biología molecular

BIOLOGÍA. DE LA CÉLULA A LOS ECOSISTEMAS.

Innova

Explorando la biodiversidad

A través de técnicas como la secuenciación de genes, la biología molecular se convierte en una caja de herramientas muy útil. Existe un proyecto internacional “de código de barras” para caracterizar especies de organismos utilizando una secuencia corta de ADN de una región estándar.

 
 

Tamara Del Moral
tdelmoral@prensa.com

Las especies, su diversidad genética y los ecosistemas están estrechamente relacionados. Para su conservación es necesaria la comprensión de estas relaciones, y para estudiar y analizar las poblaciones y distintas especies, así como su comportamiento evolutivo, adaptación, distribución geográfica, patrones migratorios, problemas de salud y otras variables, se utilizan las técnicas biológicas moleculares, que se basan en la genética.

En 1953, James Watson, Francis Crick y Rosalind Franklin descifraron la estructura de doble hélice de la molécula de ADN, de vital importancia en la transmisión de información de una generación a otra.

Actualmente existen varios procedimientos para estudiar el ADN de los organismos, como la reacción en cadena de polimerasa (PCR) y la secuenciación, que consiste en separar la molécula de ADN utilizando marcadores en áreas específicas.

¿ES O NO OTRA ESPECIE?

La Dra. Oris Sanjur, investigadora y administradora de los laboratorios de Biología Molecular del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI), explica que existen dos problemas al hablar de biodiversidad, que las técnicas moleculares ayudan a entender, aunque aclaró que estas no siempre son la solución.

Uno de ellos es que se pueden encontrar organismos o especies que son morfológicamente muy similares, pero que genéticamente son diferentes. “Si nos basamos sólo en la morfología, se subestima la biodiversidad”, dijo Sanjur durante la charla que dictó esta semana en el Auditorio Earl S. Tupper del STRI, en Ancón.

MARIPOSAS

Mencionó, por ejemplo, el caso de Heliconius erato y Heliconius melpomene, mariposas oscuras que tienen manchas similares y que a simple vista parecen de la misma especie, pero que pertenecen a grupos diferentes y cuyos mecanismos que originaron sus manchas, tan parecidas entre ellas, son muy distintos.

Por otro lado, se pueden encontrar especies que morfológicamente son muy variables, pero genéticamente son idénticos o muy similares. “En este caso, sobrestimamos la biodiversidad, porque creamos más especies”. Un ejemplo son los llamados “peces vaquitas” que viven en los corales panameños. Existen 11 morfotipos, es decir, que se “ven” diferentes y varían en los colores. Sin embargo, señala Sanjur, no se ha encontrado hasta el momento un gen por el cual sean realmente diferentes.

“Hemos hecho estudios de población, pero no puedo decir que estos morfotipos representan especies como tales. Si los ven, podría parecer que son 11 especies, pero no es así. Desde el punto de vista genético no se han separado para ser entidades evolutivas distintas”.

Un cambio en la secuencia de ADN puede producir una mutación en el organismo, que puede afectar su salud, como la anemia falciforme y el cáncer. “Para que una persona tenga cáncer se necesitan al menos tres mutaciones en algunos de los genes que tienen que ver con la reproducción de las células”, explicó Sanjur.

Existen factores externos que podrían incidir en las mutaciones, entre ellos la radiación solar y la exposición a tóxicos como los pesticidas.

PROYECTOS Y BARRAS

Para los investigadores que tienen dudas sobre las secuencias de ADN y las especies, existe un proyecto llamado barcoding (código de barras) para la identificación de especies. Es una base de datos de colaboración multinacional, en la que con sólo introducir la información de la secuencia de ADN previamente obtenida, se puede hacer una búsqueda para obtener la información de la familia, clase y orden de la muestra examinada y el porcentaje de familiaridad con otras especies comparadas. “Es muy útil para proyectos de conservación, manejo de pesquería, silvicultura, importación y exportación y manejo de pestes”, señaló Sanjur.

Para caracterizar especies de organismos se escoge una secuencia corta de ADN de una región estándar. En el caso de los animales, es la Citocromo oxidasa I (CCI) y en las plantas, como la búsqueda de marcadores moleculares es más compleja, se está trabajando con tres a cinco genes para poder crear ese código de barra, usando genes del núcleo y del cloroplasto.

En Panamá se están haciendo proyectos de secuenciación de plantas para el proyecto de barcoding, con plantas de la parcela de 50 hectáreas en Barro Colorado. También hay trabajos con peces de agua dulce, marinos y aves neotropicales.

ESTUDIOS TÉCNICOS

EQUIPOS: En el proceso de secuenciación se usan algunos equipos como termocicladores, cámaras de electroforesis, secuenciadores automáticos y computadoras.

PROYECTO: El proyecto de código de barras (barcode of Life Data Systems / www.barcoding.si.edu) pretende producir una herramienta de identificación de las especies.

TRABAJOS: En Panamá se hacen estudios moleculares de anfibios, aves y peces

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