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MelaniaU1

SIMULACIÓN DE GEL DE AGAROSA EN SNAPGENE

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Docente: Hebert Hernan Soto Gonzales
BIOTECNOLOGÍA
“SIMULACIÓN DE GEL DE AGAROSA EN
SNAPGENE UTILIZANDO CEPAS
AISLADAS CON POTENCIAL
BIORREMEDIADOR DE ZONAS
IMPACTADAS POR DERRAME DE
PETRÓLEO EN CONDORCANQUI”
INFORME DE PRÁCTICA EN
SNAPGENE
PRESENTADO POR:
• URIBE SILVA, SUSAN MELANIA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍAAMBIENTAL
“Año de la unidad, la paz y el desarrollo”
BIOTECNOLOGÍA
“SIMULACIÓN DE GEL DE AGAROSA EN SNAPGENE
UTILIZANDO CEPAS AISLADAS CON POTENCIAL
BIORREMEDIADOR DE ZONAS IMPACTADAS POR
DERRAME DE PETRÓLEO EN CONDORCANQUI”
DOCENTE A CARGO:
Dr. HEBERT SOTO
PRESENTADO POR:
URIBE SILVA, SUSAN MELANIA
ILO-PERÚ
02-06-2023
ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN........................................................................................ 2
2. OBJETIVOS................................................................................................. 3
2.1 OBJETIVO GENERAL.......................................................................... 3
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................. 3
3. MARCO TEÓRICO .................................................................................... 3
3.1 Electroforesis....................................................................................... 3
3.2 Agarosa................................................................................................ 3
3.3 Software Snap Gene............................................................................ 4
3.4 Funcionalidades el SnapGene ............................................................. 4
4. MATERIALES Y MÉTODOS .................................................................... 5
4.1 Materiales ................................................................................................... 5
4.2 Métodos ...................................................................................................... 5
5. RESULTADOS ............................................................................................. 7
6. CONCLUSIONES........................................................................................ 7
7. BIBLIOGRAFÍA.......................................................................................... 8
1. INTRODUCCIÓN
La presencia de hidrocarburos en ambientes tanto de suelo como agua,
representan un peligro sustancial para el ser humano y otras formas de vida presentes en
los ambientes contaminados (Aguilera et al., 2010; Hentati et al., 2013; Hreniuc et al.,
2015; Sammarco et al., 2016). En el agua forman películas superficiales y otras
fracciones moleculares superiores que se hunden (Mishra & Kumar, 2015).
Posteriormente, la erosión de sedimentos costeros distribuye los hidrocarburos en toda
la columna de agua agrediendo a la vida marina. (Al-Majed et al., 2012). En el suelo,
los hidrocarburos de bajo peso molecular se volatilizan y el resto penetra verticalmente
hasta las aguas subterráneas donde son extendidos lateralmente (Ossai et al., 2020).
Uno de los componentes fundamentales de los ecosistemas son las comunidades
microbianas que desempeñan roles importantes en el metabolismo de la materia
orgánica e intervienen en la degradación de una amplia gama de contaminantes
(Brennerova et al., 2009) como los hidrocarburos de petróleo, siendo Proteobacteria y
Actinobacteria los filos bacterianos que agrupan especies con genes codificantes de
enzimas necesarias para el metabolismo de hidrocarburos (Gibson & Parales, 2000),
primordialmente oxigenasas y peroxidasas que inician las vías de degradación.
La electroforesis en gel es una técnica muy utilizada para separar moléculas o
fragmentos de moléculas de ácidos nucleicos. Los materiales más comunes para separar
moléculas de ácidos nucleicos son polímeros como la poliacrilamida o la agarosa. Estos
geles se colocan en la cubeta de electroforesis, sumergidos en un tampón de pH
alrededor de 8. De esta forma, las moléculas de DNA o RNA sometidas a electroforesis
se desplazarán al polo positivo ya que a pH superiores a 5 poseen carga negativa. 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 un gel de electroforesis. La distancia recorrida por cada
fragmento de DNA va a ser inversamente proporcional al logaritmo de su peso
molecular. Es importante la utilización de marcadores de tamaño conocido porque nos
permitirán calcular los pesos moleculares de las muestras de DNA problema.
En este informe se busca realizar una Simulación de electroforesis en gel de
agarosa en Snap Gene con el objetivo de hacer de la practica interactiva que cuente con
una etapa de investigación y aplicación con utilización de un software virtual. Para ello,
se utilizaron las cepas con potencial biorremediador de zonas impactadas por derrame
de petróleo en Condorcanqui.
2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GENERAL
• Realizar una Simulación de electroforesis en gel de agarosa y análisis de
secuencias de ADN de cepas con potencial biorremediador de zonas impactadas
por derrame de petróleo en Condorcanqui. En Snap Gene.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Evaluar las características y acción de cepas de 12 cepas de bacterias
biorremediadoras en el SnapGene.
• Comprender el mecanismo por el cual los fragmentos de ADN se separan dentro
de una matriz de gel.
3. MARCO TEÓRICO
3.1 Electroforesis
La electroforesis es una técnica de laboratorio que se usa para separar moléculas
de ADN, ARN o proteínas en función de su tamaño y carga eléctrica. Se usa una
corriente eléctrica para mover las moléculas a través de un gel o de otra matriz. Los
poros del gel o la matriz actúan como un tamiz, lo cual permite que las moléculas más
pequeñas se muevan más rápido que las moléculas más grandes. Para determinar el
tamaño de las moléculas de una muestra, se usan estándares de tamaños conocidos que
se separan en el mismo gel y luego se comparan con la muestra.
3.2 Agarosa
La agarosa es un polisacárido que, junto con la agaropectina, forma el Agar. Este
polisacárido natural forma parte de las paredes celulares de ciertas algas rojas, como los
géneros Gelidium y Gracilaria, donde cumple un papel estructural.
La agarosa una vez separada de la agaropectina, estructuralmente es una cadena
lineal formada por uniones β-D-galactopiranosa con 3,6-anhidro-α-L-galactopiranosa
mediante enlaces 1-4. Esta unidad se repite a lo largo de la cadena y se llama
agarobiosa. En esta cadena puede haber grupos cargados, que son los responsables de
muchas de las propiedades de la agarosa.
La estructura del gel que forma la agarosa es una macroretícula estabilizada
mediante la formación de puentes de hidrogeno entre las diferentes cadenas de agarosa,
que le confieren una alta fuerza, incluso a bajas concentraciones.
Estos geles son termo-reversibles, nos ofrece una matriz inerte, no tóxica y con
unas propiedades muy especiales que los hacen indispensable en multitud de técnicas de
biología celular, bioquímica y biología molecular. Dichas propiedades, tales como la
fuerza del gel, el tamaño de poro o la EEO (electroendosmosis) se pueden ajustar para
satisfacer las necesidades específicas de nuestros clientes mediante una cuidadosa
selección de la materia prima.
Su uso más común es la formación de geles que permitan la separación rutinaria
y rápida de fragmentos de ADN/ ARN, además de ser utilizada en otras técnicas como la
preparación de plásmidos o en detección, clonación y transferencia. Además, la agarosa
puede emplearse para fijar moléculas a su estructura como anticuerpos o antígenos y en
otros usos menos extendidos como por ejemplo en reparación de tejidos dañados.
3.3 Software Snap Gene
GSL Biotech SnapGene es un programa de biología molecular utilizado
paradocumentar secuencias de ADN. Es similar a SnapGene Viewer, que esgratuito,
pero no ofrece las mismas funciones avanzadas que SnapGene.Ambos programas están
disponibles para Windows, macOS y Linux.SnapGene proporciona herramientas que le
permiten planificar, visualizar ydocumentar todos sus procedimientos de biología
molecular. La herramientade clonación In-Fusion del programa simula fusiones de
genes de susfragmentos de ADN seleccionados. Mientras trabaja, SnapGene resalta
lossitios de restricción del ADN, marcando automáticamente los sitios bloqueados por
metilación, y le permite elegir o definir conjuntos de enzimas personalizados.
3.4 Funcionalidades el SnapGene
• Compatibilidad con formatos de archivo de secuencia de ADN comunes, como
GenBank y ApE

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  • 1. Docente: Hebert Hernan Soto Gonzales BIOTECNOLOGÍA “SIMULACIÓN DE GEL DE AGAROSA EN SNAPGENE UTILIZANDO CEPAS AISLADAS CON POTENCIAL BIORREMEDIADOR DE ZONAS IMPACTADAS POR DERRAME DE PETRÓLEO EN CONDORCANQUI” INFORME DE PRÁCTICA EN SNAPGENE PRESENTADO POR: • URIBE SILVA, SUSAN MELANIA
  • 2. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍAAMBIENTAL “Año de la unidad, la paz y el desarrollo” BIOTECNOLOGÍA “SIMULACIÓN DE GEL DE AGAROSA EN SNAPGENE UTILIZANDO CEPAS AISLADAS CON POTENCIAL BIORREMEDIADOR DE ZONAS IMPACTADAS POR DERRAME DE PETRÓLEO EN CONDORCANQUI” DOCENTE A CARGO: Dr. HEBERT SOTO PRESENTADO POR: URIBE SILVA, SUSAN MELANIA ILO-PERÚ 02-06-2023
  • 3. ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN........................................................................................ 2 2. OBJETIVOS................................................................................................. 3 2.1 OBJETIVO GENERAL.......................................................................... 3 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................. 3 3. MARCO TEÓRICO .................................................................................... 3 3.1 Electroforesis....................................................................................... 3 3.2 Agarosa................................................................................................ 3 3.3 Software Snap Gene............................................................................ 4 3.4 Funcionalidades el SnapGene ............................................................. 4 4. MATERIALES Y MÉTODOS .................................................................... 5 4.1 Materiales ................................................................................................... 5 4.2 Métodos ...................................................................................................... 5 5. RESULTADOS ............................................................................................. 7 6. CONCLUSIONES........................................................................................ 7 7. BIBLIOGRAFÍA.......................................................................................... 8
  • 4. 1. INTRODUCCIÓN La presencia de hidrocarburos en ambientes tanto de suelo como agua, representan un peligro sustancial para el ser humano y otras formas de vida presentes en los ambientes contaminados (Aguilera et al., 2010; Hentati et al., 2013; Hreniuc et al., 2015; Sammarco et al., 2016). En el agua forman películas superficiales y otras fracciones moleculares superiores que se hunden (Mishra & Kumar, 2015). Posteriormente, la erosión de sedimentos costeros distribuye los hidrocarburos en toda la columna de agua agrediendo a la vida marina. (Al-Majed et al., 2012). En el suelo, los hidrocarburos de bajo peso molecular se volatilizan y el resto penetra verticalmente hasta las aguas subterráneas donde son extendidos lateralmente (Ossai et al., 2020). Uno de los componentes fundamentales de los ecosistemas son las comunidades microbianas que desempeñan roles importantes en el metabolismo de la materia orgánica e intervienen en la degradación de una amplia gama de contaminantes (Brennerova et al., 2009) como los hidrocarburos de petróleo, siendo Proteobacteria y Actinobacteria los filos bacterianos que agrupan especies con genes codificantes de enzimas necesarias para el metabolismo de hidrocarburos (Gibson & Parales, 2000), primordialmente oxigenasas y peroxidasas que inician las vías de degradación. La electroforesis en gel es una técnica muy utilizada para separar moléculas o fragmentos de moléculas de ácidos nucleicos. Los materiales más comunes para separar moléculas de ácidos nucleicos son polímeros como la poliacrilamida o la agarosa. Estos geles se colocan en la cubeta de electroforesis, sumergidos en un tampón de pH alrededor de 8. De esta forma, las moléculas de DNA o RNA sometidas a electroforesis se desplazarán al polo positivo ya que a pH superiores a 5 poseen carga negativa. 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 un gel de electroforesis. La distancia recorrida por cada fragmento de DNA va a ser inversamente proporcional al logaritmo de su peso molecular. Es importante la utilización de marcadores de tamaño conocido porque nos permitirán calcular los pesos moleculares de las muestras de DNA problema.
  • 5. En este informe se busca realizar una Simulación de electroforesis en gel de agarosa en Snap Gene con el objetivo de hacer de la practica interactiva que cuente con una etapa de investigación y aplicación con utilización de un software virtual. Para ello, se utilizaron las cepas con potencial biorremediador de zonas impactadas por derrame de petróleo en Condorcanqui. 2. OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL • Realizar una Simulación de electroforesis en gel de agarosa y análisis de secuencias de ADN de cepas con potencial biorremediador de zonas impactadas por derrame de petróleo en Condorcanqui. En Snap Gene. 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Evaluar las características y acción de cepas de 12 cepas de bacterias biorremediadoras en el SnapGene. • Comprender el mecanismo por el cual los fragmentos de ADN se separan dentro de una matriz de gel. 3. MARCO TEÓRICO 3.1 Electroforesis La electroforesis es una técnica de laboratorio que se usa para separar moléculas de ADN, ARN o proteínas en función de su tamaño y carga eléctrica. Se usa una corriente eléctrica para mover las moléculas a través de un gel o de otra matriz. Los poros del gel o la matriz actúan como un tamiz, lo cual permite que las moléculas más pequeñas se muevan más rápido que las moléculas más grandes. Para determinar el tamaño de las moléculas de una muestra, se usan estándares de tamaños conocidos que se separan en el mismo gel y luego se comparan con la muestra. 3.2 Agarosa La agarosa es un polisacárido que, junto con la agaropectina, forma el Agar. Este polisacárido natural forma parte de las paredes celulares de ciertas algas rojas, como los géneros Gelidium y Gracilaria, donde cumple un papel estructural. La agarosa una vez separada de la agaropectina, estructuralmente es una cadena lineal formada por uniones β-D-galactopiranosa con 3,6-anhidro-α-L-galactopiranosa
  • 6. mediante enlaces 1-4. Esta unidad se repite a lo largo de la cadena y se llama agarobiosa. En esta cadena puede haber grupos cargados, que son los responsables de muchas de las propiedades de la agarosa. La estructura del gel que forma la agarosa es una macroretícula estabilizada mediante la formación de puentes de hidrogeno entre las diferentes cadenas de agarosa, que le confieren una alta fuerza, incluso a bajas concentraciones. Estos geles son termo-reversibles, nos ofrece una matriz inerte, no tóxica y con unas propiedades muy especiales que los hacen indispensable en multitud de técnicas de biología celular, bioquímica y biología molecular. Dichas propiedades, tales como la fuerza del gel, el tamaño de poro o la EEO (electroendosmosis) se pueden ajustar para satisfacer las necesidades específicas de nuestros clientes mediante una cuidadosa selección de la materia prima. Su uso más común es la formación de geles que permitan la separación rutinaria y rápida de fragmentos de ADN/ ARN, además de ser utilizada en otras técnicas como la preparación de plásmidos o en detección, clonación y transferencia. Además, la agarosa puede emplearse para fijar moléculas a su estructura como anticuerpos o antígenos y en otros usos menos extendidos como por ejemplo en reparación de tejidos dañados. 3.3 Software Snap Gene GSL Biotech SnapGene es un programa de biología molecular utilizado paradocumentar secuencias de ADN. Es similar a SnapGene Viewer, que esgratuito, pero no ofrece las mismas funciones avanzadas que SnapGene.Ambos programas están disponibles para Windows, macOS y Linux.SnapGene proporciona herramientas que le permiten planificar, visualizar ydocumentar todos sus procedimientos de biología molecular. La herramientade clonación In-Fusion del programa simula fusiones de genes de susfragmentos de ADN seleccionados. Mientras trabaja, SnapGene resalta lossitios de restricción del ADN, marcando automáticamente los sitios bloqueados por metilación, y le permite elegir o definir conjuntos de enzimas personalizados. 3.4 Funcionalidades el SnapGene • Compatibilidad con formatos de archivo de secuencia de ADN comunes, como GenBank y ApE
  • 7. • La herramienta de clonación In-Fusion crea fusiones genéticas integradas • Gibson Assembly inserta fragmentos en un plásmido sin el uso de enzimasde restricción • La documentación automática registra todos los pasos en su proyecto declonación 4. MATERIALES Y MÉTODOS 4.1 Materiales • Laptop • Página NCBI (National Center for Biotechnology Information) • Internet • Programa SnapGene 4.2 Métodos • Ingresamos a la página NCBI (National Center for Biotechnology Information) en donde buscaremos cada cepa bacteriana que se aisló para la biorremediación del derrame de petróleo en Condorcanqui.
  • 8. • La exportamos en formato FASTA y finalmente la almacenamos en una carpeta. • Repetimos el proceso con todas las cepas bacterianas aisladas. • Luego, abrimos el programa Snap Gene en donde cargaremos el archivo FASTA previamente descargado. • Los archivos nuevamente los guardamos, pero en formato de Snap Gene. • Después, creamos un gel de agarosa en la barra de herramientas “Tools” y lo guardamos en otra carpeta.
  • 9. • Abrimos todos los archivos y automáticamente se crea la simulación de un gel de agarosa. 5. RESULTADOS Como resultado tenemos la simulación del gel de agarosa. 6. CONCLUSIONES El programa Snap Gene, fue muy sencillo de usar siguiendo las indicaciones del docente. Se pudo realizar y concluir satisfactoriamente la simulación de un gel de agarosa para las 11 bacterias aisladas en la biorremediación de derrame de petróleo en Condorcanqui. Con esta práctica, pudimos conocer una función de Snap Gene en la elaboración de una simulación de gel de, además que pudimos observar las secuencias de ADN de las cepas biorremediadoras aisladas agarosa. Es importante señalar que el gel de agarosa tiene diversas propiedades y especificaciones que la hacen útil como gelificante en muchas aplicaciones, como la electroforesis de ácidos nucleicos, las técnicas de inmunodifusión, las placas de gel o recubrimientos de las células en cultivos de tejidos, los medios de cultivo celular, la cromatografía en gel, la cromatografía por afinidad y la cromatografía de intercambio iónico.
  • 10. 7. BIBLIOGRAFÍA • Castillo Rogel, R. T., More Calero, F. J., Cornejo La Torre, M., Fernández Ponce, J. N., & Mialhe Matonnier, E. L. (2020b). Aislamiento de bacterias con potencial biorremediador y análisis de comunidades bacterianas de zona impactada por derrame de petróleo en Condorcanqui – Amazonas – Perú. Revista de Investigaciones Altoandinas - Journal of High Andean Research, 22(3), 2015–225. https://doi.org/10.18271/ria.2020.656 • Hall JE, Hall ME. Genetic control of protein synthesis, cell function, and cellreproduction. In: Hall JE, Hall ME, eds. Guyton and Hall Textbook of MedicalPhysiology. 14th ed. Philadelphia, PA: Elsevier; 2021:chap 3. • Plásmido | NHGRI. (2022, 16 junio). Genome.gov.https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Plasmido • Resumen: clonación de ADN (artículo). (2019). Khan Academy.https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/gene-expression-and regulation/biotechnology/a/overview-dna-cloning • Lee, P. Y., JCostumbrado, o., Chih, -Y. H., & Yong, H. K. (2012). Electroforesis en gel de agarosa para la separaciónde los fragmentos de ADN.California: University of California Los Angeles. Obtenido de Electroforesis en gel de agarosa para la separación de los fragmentos de ADN: https://www.jove.com/t/3923?language=Spanish