1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA
CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL
TEMA:
Practica 05 - USO Y APLICACIÓN DEL SOFTWARE SNAP GENE (SIMULACIÓN
DE UN GEL DE ELECTROFORESIS) Y ANALISIS DELARTICULO
“BIOCHEMICALAND MOLECULAR CHARACTERIZATION OF NOVEL PAH-
DEGRADING BACTERIA ISOLATED FROM POLLUTED SOILAND SLUDGE”
CURSO:
BIOTECNOLOGIA
DOCENTE:
SOTO GONZALES, HEBERT HERNAN
PRESENTADO POR:
WALCONA LLANO, JUAN DANNY
ILO – PERÚ
2023
2. 1) INTRODUCCION
El uso de la aplicación del software SnapGene en los últimos años ha acrecentado su uso por la
facilidad en documentar los registros moleculares, además de visualizar la secuencia de ADN,
y sumado a ello la intuitividad del software. Así mismo ayuda en planificar las actividades y
registrar con fáciles, siendo estas las razones para el incremento de uso por la mayoría de
investigadores.
Ahora bien, la electroforesis es una técnica de laboratorio que se diseñó a principios de los años
30 y que sirve para separar moléculas en función de su tamaño y su carga. Esta técnica se basa
en el diferente movimiento de las moléculas cargadas eléctricamente a través de la superficie
hidratada de un medio sólido. Al hacer pasar una corriente sobre el medio, las moléculas con
una carga negativa, se mueven hacia el ánodo positivo, mientras que las moléculas con carga
positiva, se ven atraídas hacia el cátodo negativo.
Así mismo la electroforesis sirve para separar las moléculas, en función de su tamaño. Esto es
posible gracias a la utilización de un medio sólido poroso, como son los geles de poliacrilamida
o los geles de agarosa. Para un mismo tamaño de poro, a mayor sea el tamaño de la molécula,
más difícilmente migrará hacia el cátodo o el ánodo.
2) OBJETTIVOS
a. OBJETIVO GENERAL
Realizar una simulación en Snap Gene con gel de agarosa, en base al articulo
científico: “Biochemical and molecular characterization of novel pah-degrading
bacteria isolated from polluted soil and sludge”
b. OBJETIVOS ESPECIFICOS
▪ Realizar un análisis introductorio básico sobre las principales herramientas
del software Snap Gene.
▪ Identificar el procedimiento para realizar una adecuada simulación en el
software Snap Gene.
▪ Secuenciar el ADN de algunas sustancias designadas en el aula
3. 3) MARCO TEORICO
Gel de electroforesis Agarosa
La electroforesis es un método de separación de biomoléculas como el ADN o ARN de
acuerdo a su tamaño, permitiendo además su aislamiento cortando la zona de interés. La
electroforesis en ácidos nucleicos es muy versátil, porque permite una observación directa
de cada fragmento separado directamente en el gel, ya que, su tinción mediante un
compuesto llamado bromuro de etidio, hace visible al ADN o ARN (fluoresce) mediante la
emisión de luz ultravioleta. Cuando una corriente eléctrica se aplica sobre el gel de agarosa
el ADN tiene una carga negativa y migra hacia el ánodo (polo positivo).
La agarosa es un polímero lineal de galactosa y 3,6-anhidrogalactosa. El gel se obtiene
disolviendo la agarosa en un buffer de TAE o TBE y se funde usando un microondas, hasta
obtener una solución homogénea y transparente. La disolución se vacía en un molde y se
coloca un peine (el peine forma unos pozos donde se depositan las muestras). Se deja enfriar
para polimerizar para formar una matriz porosa variando el tamaño del poro según la
concentración de agarosa contenida en la disolución. Además, la migración de los
fragmentos de ADN variarán dependiendo del tamaño, conformación molecular (lineal,
circular, superenrollado), concentración de la agarosa en el gel, voltaje, dirección del campo
eléctrico, presencia de colorantes añadidos que se intercalan en el ADN (como el bromuro
de etidio y SYBR-green) y de la composición del buffer en el gel.
Tipos de electroforesis
Existen varios tipos de electroforesis, dependiendo del modo en el que se realicen.
Electroforesis en acetato de celulosa: se trata de un tipo de electroforesis en las que el soporte
es un papel, que se coloca horizontalmente en un medio hidratado. Su utilización permite la
separación de proteínas de una forma rápida.
• Electroforesis en gel de agarosa: en este caso, se utiliza como soporte sólido un gel
preparado con agarosa. Normalmente se utiliza para separar moléculas de gran tamaño,
como ácidos nucleicos.
• Electroforesis en gel de poliacrilamida: en este tipo de electroforesis, se utiliza gel de
poliacrilamida como soporte. Este gel es considerado como uno de los mejores soportes
para electroforesis, pero tiene una desventaja: es neurotóxico, por lo que debe ser
utilizado con precaución.
4. • Electroforesis capilar: en la electroforesis capilar, el soporte es un fino tubo de sílica
fundida. Al contrario que en el resto de tipos, la electroforesis capilar requiere de un
dispositivo que permita detectar la migración de las moléculas en el soporte y que
transmita los resultados a un ordenador. Esta técnica es bastante eficiente y requiere
unos niveles menores de muestra y de reactivos que el resto de electroforesis.
• Isoelectroenfoque: se trata de una técnica que separa las moléculas por la acción de un
campo eléctrico y un gradiente de pH. Esta particularidad aumenta la resolución de la
técnica, que permite separar mejor las moléculas.
• Electroforesis bidimensional: es la combinación de una isoelectroenfoque y una
electroforesis en gel de poliacrilamida. Permite separar mejor soluciones con una gran
cantidad de proteínas diferentes.
Aplicaciones de la electroforesis en el ámbito de la genética
Si bien la electroforesis es capaz de separar diferentes moléculas, en el ámbito de la genética
nos interesa su utilización principalmente en moléculas de ARN y ADN. En este contexto, la
electroforesis puede ser una herramienta muy interesante de cara a diagnosticar diferentes
enfermedades, entre otras muchas cosas.
• Por ejemplo, en el caso de las enfermedades causadas por expansiones de trinucleótidos,
podemos saber si una persona es susceptible a presentar dicha enfermedad en algún
momento de su vida. Esto se hace comparando la migración del fragmento de ADN de
la persona con un marcador de peso molecular estandarizado.
• La electroforesis es una técnica interesante también en el ámbito de la Oncología. Y es
que, durante el desarrollo del cáncer, pueden producirse fallos en la replicación del
ADN, que lleven a la multiplicación de ciertos microsatélites únicamente en las células
cancerosas. A este concepto se le conoce como “inestabilidad de microsatélites” y puede
servir para monitorizar la progresión de un tumor.
• Otro contexto en el que se utiliza la electroforesis es en los estudios de paternidad o en
el ámbito de la genética forense. Aquí te ponemos un ejemplo en un caso práctico, al
más puro estilo de Sherlock Holmes.
Existen otros ámbitos en los que la electroforesis puede ser de gran utilidad, como en estudios
de poblaciones o en estudios filogenéticos.
5. • PER3 es un gen localizado en el cromosoma 1 humano, cuya función está relacionada
con el ciclo circadiano. Algunas de las variaciones genéticas en este gen se han asociado
al desarrollo de trastornos del sueño o enfermedades como el Alzhéimer o el cáncer.
Más concretamente, en este ejemplo vamos a fijarnos en una región de este gen, que
puede tener diferente número de copias de un microsatélite.
Centro Nacional para la Información Biotecnológica (NCBI)
El Centro Nacional para la Información Biotecnológica o National Center for Biotechnology
Information (NCBI) es parte de la Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos
(National Library of Medicine), una rama de los Institutos Nacionales de Salud (National
Institutes of Health o NIH). Está localizado en Bethesda, Maryland y fue fundado el 4 de
noviembre de 1988 con la misión de ser una importante fuente de información de biología
molecular. Almacena y constantemente actualiza la información referente a secuencias
genómicas en GenBank, un índice de artículos científicos referentes a biomedicina,
biotecnología, bioquímica, genética y genómica en PubMed, una recopilación de enfermedades
genéticas humanas en OMIM, además de otros datos biotecnológicos de relevancia en diversas
bases de datos.
ARN ribosomal 16S
El ARN ribosomal 16S (ARNr 16S o 16S rRNA) es el componente de la subunidad menor
(30S) de los ribosomas procariotas que se une a la secuencia de Shine-Dalgarno. Los genes que
lo codifican son conocidos como genes del ARNr 16S, y se utilizan para la reconstrucción de
filogenias debido a sus bajas tasas de evolución.2 Carl Woese y George E. Fox fueron dos de
los pioneros que se basaron en las variaciones del 16S rRNA para establecer filogenias.
Secuenciación del ADN
La secuenciación del ADN significa determinar el orden de los cuatro componentes básicos
químicos, llamados "bases", que forman la molécula de ADN. La secuencia les informa a los
científicos la clase de información genética que se transporta en un segmento específico de
ADN.Por ejemplo, los científicos pueden usar la información de las secuencias para determinar
qué tramos de ADN contienen genes y qué tramos transportan instrucciones regulatorias, que
activan o desactivan genes. Además, y de manera muy importante, los datos de las secuencias
pueden resaltar los cambios en un gen que pueden causar enfermedades.
6. En la doble hélice de ADN,las cuatro bases químicas se unen siempre con la misma pareja para
formar "pares de bases". Adenina (A) siempre forma pareja con timina (T); citosina (C) siempre
forma pareja con guanina (G). Este emparejamiento es la base para el mecanismo mediante el
que las moléculas de ADN se copian cuando las células se dividen, y también es la base para
los métodos usados en la mayoría de los experimentos de secuenciación de ADN. El genoma
humano contiene alrededor de tres mil millones de pares de bases que detallan las instrucciones
para crear y mantener a un ser humano.
4) METODOLOGIA
Materiales
o Software Snap Gene
o NCBI
o Computadora
Procedimiento
a) Primer paso
Se apertura la pagina del NCBI con la finalidad de buscar secuencias según el
articulo a analizar, en este caso usaremos una secuencia del articulo:
“BIOCHEMICALAND MOLECULAR CHARACTERIZATION OFNOVEL
PAH-DEGRADING BACTERIA ISOLATED FROM POLLUTED SOILAND
SLUDGE”
Imagen 01. Secuencia del articulo seleccionado
b) Segundo paso
Una ves identificada las muestras a usar en la simulación, buscar en el portar del
NCBI, e identificar si la opción seleccionada es la adecuada y que el formaso sea
reconocida en el software Snape Gene.
7. Imagen 02. Se introduce la codificación a usar
c) Tercer paso
Buscar todas las secuencias a usar y descargar en el formato FASTA para que el
software Snap Gene logre reconocer los archivos descargados y lograr procesarlos
Imagen 03. Se identifica el formato y si es la secuencia correcta
d) Cuarto paso
Una ves concluida las descargas, identificar que la cantidad de secuencias
descargadas sea la correcta, procurando evitar alguna equivocación.
8. Imagen 04. Se visualiza la cantidad correcta de descargas y de secuencias
e) Quinto paso
Se abre el software Snap Gene, luego se da click a FILE, luego OPEN FILES,
seguidamente se selecciona todos los archivos a usar, dependiendo de la simulación.
Imagen 05. Se selecciona el archivo a abrir
f) Sexto paso
Luego de la apertura de todas las secuencias a usar, se da clic en la opción OK para
continuar y no modificar alguna configuración
9. g) Séptimo paso
Darle clic en la opción TOOLS, seguidamente se da clic en la opción SIMULATE
AGAROSE GEL…
Luego se selecciona todas las secuencias a usar y se da clic en la opción USE, esperar
un minuto mientras va cargando la simulación.
10. h) Octavo paso
Se concluye la simulación visualizando la combinación de todas las secuencias
usadas.
11. 5) RESULTADOS
En la simulación realizada se utilizaron 10 especies, usadas en el articulo revisado
proporcionado por el docente, en donde se visualiza el comportamiento de los 10
nucleótidos
Imagen 10. Resultados en la simulación en el software Snap Gene
6) CONCLUSIONES
o Es muy enriquecedora el conocimiento de nuevas herramientas que nos ayuda
en el área de biotecnología, sumado a ello la facilidad y sencilles al descargar y
manipular los datos en las múltiples investigaciones.
o El software Snap Gene es un programa muy útil para el área de biotecnología al
ser muy intuitivo y de fácil introducción de datos (NCBI) y realizar simulaciones
con la finalidad de cometer la menor cantidad de errores al realizar una
investigación experimental.
o Así mismo en la exploración del software ayudo a identificar la visualización de
secuencias de ADN, la anotación de secuencias, la edición de secuencias, la
clonación, la visualización de proteínas y la simulación de métodos de clones
comunes.
12. 7) REFERENCIAS
• Matsye, P. D., Lawrence, G. W., Youssef, R. M., Kim, K. H., Lawrence, K. S.,
Matthews, B. F., & Klink, V. P. (2012). The expression of a naturally occurring,
truncated allele of an α-SNAP gene suppresses plant parasitic nematode infection.
Plant molecular biology.
• Hess, E. J., Jinnah, H. A., Kozak, C. A., & Wilson, M. C. (1992). Spontaneous
locomotor hyperactivity in a mouse mutant with a deletion including the Snap gene on
chromosome 2. Journal of Neuroscience, 12(7), 2865-2874.
• CUTIPA, H. Q., & GONZALES, D. H. H. S. UNIVERSIDAD NACIONAL DE
MOQUEGUA.
