Simulación de electroforesis en gel de agarosa

“AÑO DE LA UNIDAD, LA PAZ Y EL DESARROLLO”
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“UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA”
Escuela Profesional De Ingeniería Ambiental
Biotecnología
Informe encargado:
Simulación de electroforesis en Gel de Agarosa usando el artículo científico y el
Software SnapGene con cepas Bacterianas
“Aislamiento de bacterias con potencial biorremediador y análisis de
comunidades bacterianas de zona impactada por derrame de petróleo en
Condorcanqui – Amazonas – Perú”
Presentado por:
Flor de Liz Karito Apaza Mayta
Docente
Dr. Hébert Hernán Soto Gonzales
Ciclo
VII
Ilo – Moquegua
02 de mayo del 2023

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL
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ÍNDICE
1. INTRODUCCION ............................................................................................... 3
2. OBJETIVOS......................................................................................................... 3
2.1. Objetivo General............................................................................................... 4
2.2. Objetivos Específicos ....................................................................................... 4
3. MARCO TEORICO............................................................................................. 4
3.1. Software SnapGene .......................................................................................... 4
3.2. Electroforesis.................................................................................................... 5
3.3. Gel de Agarosa.................................................................................................. 6
3.4 Electroforesis en Gel de Agarosa………………….....………………………….7
3.5. Centro Nacional para la Investigación Biotecnológica (NCBI) ....................... 8
3.6. Gen 16S ............................................................................................................ 8
4. METODOLOGÍA ................................................................................................ 9
4.1. Materiales ......................................................................................................... 9
4.2. Métodos ............................................................................................................ 9
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................... 115
7. BIBLIOGRAFIA................................................................................................ 16

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1. INTRODUCCIÓN
La electroforesis es una de las principales técnicas para analizar la estructura e interacción
macromolecular. Su capacidad depende de la sensibilidad y especificidad de los métodos de
tinción. Entre ellos, la más común es la electroforesis en gel de agarosa.
Durante los últimos 20 años, la electroforesis bidimensional en gel de agarosa, combinada con
otras técnicas como la reacción en cadena de la polimerasa, el ensayo de la helicasa y la
microscopía electrónica, han ayudado a caracterizar la replicación y la topología del ADN
plasmidico. También, la electroforesis en gel nativo de agarosa se ha desarrollado para separar
proteínas y complejos proteicos en estado nativo.
Este método se ha desarrollado también en forma de simulaciones computacionales,
aún no son capaces de igualar al método práctico, sin embargo, los resultados son realistas.
Se puede visualizar exactamente lo que verá en el laboratorio gracias a los algoritmos
computacionales de gran precisión. SnapGene es un software que permite este tipo de
simulación y a diferencia de otros este tiene ciertas características que permite una mejor
interpretación de los resultados, entre ellas: configuración flexible de todos los elementos del
gel, incluyendo el número de carriles, el porcentaje de agarosa, el tiempo de ejecución y un
conjunto completo de marcadores de MW.
Esta práctica busca entender el funcionamiento de la electroforesis en gel de agarosa y
para ello se realizó una simulación con el software SnapGene. Se analizaron las trece
muestras seleccionadas del artículo científico: "Aislamiento de bacterias con potencial
biorremediador y análisis de comunidades bacterianas de zona impactada por petróleo en
Condorcanqui- Amazonas - Perú" para la práctica.

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2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo General
 Elaborar la simulación de electroforesis en gel de agarosa utilizando el software
SnapGene con los datos establecidos de cepas bacterianas aisladas de aguas y
suelos contaminados del Artículo Científico.
2.2. Objetivos Específicos
 Identificar y conocer la importancia del gen agarosa.
 Conocer y manejar el software SnapGene para poder realizar la práctica en clase.
 Analizar las secuencias de las bandas de nucleótidos del articulo científico con la
asimilación del gen agarosa en el programa “SnapGene”.
3. MARCO TEORICO
3.1. Software SnapGene
SnapGene proporciona herramientas que le permiten planificar, visualizar y documentar
todos sus procedimientos de biología molecular. La herramienta de clonación In-Fusión del
programa simula fusiones de genes de sus fragmentos de ADN seleccionados. Mientras
trabaja, SnapGene resalta los sitios de restricción del ADN, marcando automáticamente los
sitios bloqueados por metilación, y le permite elegir o definir conjuntos de enzimas
personalizados.
SnapGene puede importar y exportar una variedad de formatos de archivos de
secuenciación de ADN comunes, como ApE, Gene Construction Kit, GenBank, DNASTAR
Lasergene y MacVector. La aplicación le permite explorar grandes secuencias de ADN y
navegar rápidamente por los cromosomas con la ayuda de controles inteligentes de búsqueda
y zoom. Mientras realiza todas estas funciones, SnapGene registra automáticamente cada paso
de su proyecto de clonación, cada vez que edita una secuencia o realiza una simulación, el
procedimiento se registra en un historial gráfico.

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SnapGene es una aplicación impresionante para manejar los procedimientos de biología
molecular. Proporciona una serie de útiles herramientas de análisis de secuencias de ADN y
soporta una variedad de formatos de archivo comunes. GSL Biotech SnapGene es un gran
recurso de laboratorio que le ayudará en su visualización y análisis de secuencias de ADN.
SnapGene es el software y la herramienta de clonación preferida por los lectores científicos de
hoy y de mañana. SnapGene hace que sus manipulaciones de ADN de mañana. SnapGene
hace que sus manipulaciones de ADN sean fáciles de visualizar y simular, le advierta de los
errores antes de que sucedan y automáticamente documenta cada paso a lo largo del camino.
3.2 Electroforesis
La electroforesis es una técnica que emplean los científicos en el laboratorio utilizado para
separar el ADN, el ARN, o moléculas o proteínas en base a su utilizado para separar el ADN,
el ARN, o moléculas o proteínas en base a su tamaño y carga eléctrica. Se utiliza una corriente
eléctrica para mover los tamaños y carga eléctrica. Se utiliza una corriente eléctrica para
mover las moléculas y que se separen a través de un gel. Los poros del gel actúan como un
colador, permitiendo que las moléculas más pequeñas se muevan más rápido que las grandes.
Las condiciones usadas durante la electroforesis se pueden ajustar para separar moléculas en
el rango de tamaño que se desee.
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.

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 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.
 Electroforesis capilar: en la electroforesis capilar, el soporte es un fino tubo
de sílica fundida. Al contrario que en el resto de los 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 la 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 mejores soluciones
con una gran cantidad de proteínas diferentes.
3.3 Gel de Agarosa
Como su nombre lo indica, en la electroforesis en gel participa un gel: un bloque de
material similar a la gelatina. Los geles para separar ADN suelen estar hechos de un
polisacárido llamado agarosa, que se consigue como hojuelas secas pulverizadas. Cuando la
agarosa se calienta en una solución amortiguadora (agua mezclada con algunas sales) y deja
enfriar, se forma un gel sólido ligeramente blando. A nivel molecular, el gel es una matriz de
moléculas de agarosa que se mantienen unidas por puentes de hidrógeno y que forman
pequeños poros.

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En un extremo, el gel tiene muescas en forma de ranuras llamadas pozos, que son
donde se colocarán las muestras de ADN:
Figura 1. Pozos del Gel de Agarosa
Fuente: KhanAcademy
Antes de agregar las muestras de ADN, el gel debe colocarse en una cámara. Uno de
los extremos de la cámara se conecta a un electrodo positivo y el otro extremo se conecta a un
electrodo negativo. El cuerpo principal de la cámara, donde se coloca el gel, se llena con
solución amortiguadora con sales que puede conducir la corriente. Aunque tal vez no puedas
verlo en la imagen superior (gracias a mis fabulosas habilidades artísticas), la solución
amortiguadora llena la cámara hasta un nivel en el que apenas cubre el gel.
El extremo del gel que tiene los pozos se coloca hacia el electrodo negativo. El
extremo sin pozos (hacia donde migrarán los fragmentos de ADN) se coloca hacia el
electrodo positivo.
3.4.Electroforesis en Gel de Agarosa
La electroforesis en gel de agarosa es de las más utilizadas para analizar y caracterizar
ácidos nucleicos de distintas procedencias. Los geles se comportan como un tamiz molecular
y permiten separar moléculas cargadas en función de su tamaño y forma. Así, moléculas de
DNA de diferente tamaño van a emigrar de forma distinta en una electroforesis en gel de
agarosa. Además, si en dicha electroforesis se aplican marcadores de peso molecular

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(fragmentos de DNA de tamaño conocido) se puede calcular el tamaño aproximado del DNA
en estudio.
3.5.Centro Nacional para la Investigación Biotecnológica (NCBI)
El Centro Nacional para la Información Biotecnológica (NCBI) es parte de la Biblioteca
Nacional de Medicina de Estados Unidos, una rama de los institutos nacionales de Salud. 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. Todas las bases de datos del
NCBI están disponibles en línea de manera gratuita y son accesibles usando el buscador
Entrez.
El NCBI ofrece además algunas herramientas bioinformáticas para el análisis de
secuencias de ADN, ARN y proteínas, siendo BLAST una de las más usadas. NCBI alberga
genoma secuenciado en GenBank, y un índice de los artículos biomédicos de investigación en
PubMed Central y PubMed, así como otra información relevante a la biotecnología. Todas
estas bases de datos son accesibles en línea con el motor de búsqueda de Entrez.
3.6.Gen 16S
El ARNr 16S o 16S es una técnica útil y ampliamente utilizada para la identificación de
cepas bacterianas como mínimo a nivel de género, y muchas veces a nivel de especie. En la
CECT se secuencian aproximadamente los primeros 1000 nucleótidos del gen, que incluyen
zonas hipervariables donde se acumulan la mayoría de diferencias nucleotidicas entre
especies.

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El ARNr 16S es un polirribo nucleótido de aproximadamente 1500 nucleótidos codificado
por el gen rrs, también denominado ADN ribosomal 16S. Como cualquier secuencia
nucleotídica de cadena sencilla, el ARNr 16S se pliega y adquiere una estructura secundaria
que se caracteriza por tener segmentos de doble cadena que permiten la formación de asas y
hélices. Esta molécula ha sido reconocida como un poderoso marcador universal debido a que
se encuentra en todos los organismos conocidos. Su estructura parece mantenerse por largos
periodos de tiempo y, como su función no ha cambiado, los cambios en la secuencia
probablemente son aleatorios referencia de relación de procariotas fácilmente organizada en
bases de datos dinámicas que compilan y curan los datos de todas las secuencias accesibles
del gen ARNr 16S.
4. METODOLOGÍA
4.4.Materiales
 NCBI
 Software SnapGene
 Articulo Científico con las cepas Bacterianas
 Carpeta de archivos
 Laptop
4.5.Métodos
Proceso para realizar la simulación de electroforesis mediante el gel de agarosa
utilizando el software SnapGene:
Figura 02. Tabla con la lista de cepas bacterianas del articulo

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Fuente: Articulo Científico
 Paso 01. Buscar cada una de las cepas bacterianas en el NCBI.
 Paso 02. Descargar la informacion del NCBI encontrada en formato FASTA.
Lista de cepas descargada en el NCBI y guardadas en una carpeta de archivo

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 Paso 03. Abrir los archivos descargados de las cepas en el software SnapGene.
 Paso 04. Procedemos a guardar el archivo desde el SnapGene en formato
“SnapGene DNA”.

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 Paso 05. Nos dirigimos a Herramientas “Tools” y seleccionamos Simular Gel
de Agarosa “Simulate Agarose Gel”.
 Paso 06. Abrimos una nueva ventana que mostrará el resultado de la
simulación de la cepa bacteriana al Gel de Agarosa.

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 Paso 07. Repetimos los pasos con las demás cepas y obtenemos el siguiente
resultado, el cual nos permite analizar y caracterizar ácidos nucleicos de
distintas procedencias.
 Paso 08. Resultado final al completar todas las secuencias en gel de agarosa.

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5. CONCLUSIÓN
Podemos concluir que se logró realizar una simulación de electroforesis en gel de agarosa
utilizando el programa SnapGene con los datos del listado de las cepas bacterianas del
artículo científico proporcionado, el cual resulto sencillo de manejar además de ser una
herramienta muy útil para cualquier bioinformático. Así mismo no hubo ningún error en la
identificación de las cepas bacterianas aisladas en el Centro Nacional para la Información
Biotecnológica (NCBI).

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6. BIBLIOGRAFIA
 https://genotipia.com/electroforesis/
 https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/gene-expression-and-
regulation/biotechnology/a/gel-electrophoresis

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