Secuenciador automático con el sistema de electroforesis capilar basada en la metodología de sanger

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL
PROYECTO:
“SECUENCIADOR AUTOMÁTICO CON EL SISTEMA DE
ELECTROFORESIS CAPILAR BASADA EN LA METODOLOGÍA DE
SANGER”
Elaborado por:
ALE ESPINOZA Kathleen Emperatriz
ANCACHI MAMANI Judith Nancy
CAHUANA SILLO Brenda Beatriz
QUISPE CUTIPA Holguer
VELASQUE GUTIERREZ Alina Janice
SANTI COLQUE Gustavo Gonzalo Eduardo
Docente:
Dr. SOTO GONZALES Hebert Hernan
ILO, NOVIEMBRE DEL 2021
Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental

Informe De Proyecto Final
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“Secuenciador automático - el sistema capilar según el método sanger”
1. RESUMEN
La secuenciación de ADN nos ha aportado grandes avances en diferentes ámbitos y sus aplicaciones
son muy variadas, es por eso que el método Sanger ha sido empleado desde hace décadas y ha ido
mejorando a través del tiempo llegando a ser automatizado.
En el presente trabajo utilizaremos una maqueta como herramienta auxiliar para proyectar y
mostrar un secuenciador automático. La maqueta servirá como un material didáctico para la
demostración e interpretación de dicho equipo. Este trabajo es una nueva experiencia para el grupo
ya que aplica conocimientos sobre el secuenciador automático que usa un sistema capilar según el
método de Sanger que se basa en la polimerización del ADN y el uso de dideoxinucleótidos el cual
sirven como terminadores de la reacción que se encarga de la detección de mutaciones,
genotipado, identificación de repeticiones cortas en tándem y perfiles de expresión génica.
Teniendo en cuenta la información sobre la secuenciación mediante Sanger, conoceremos su
aplicación, métodos enzimáticos y sistemática filogenética. Para la elaboración iniciamos con la
búsqueda de una literatura guía para un mejor entendimiento de las partes que lo componen, una
vez encontrado proseguimos con la recolección de material reciclado como cajas y compra de
materiales extras necesarios, luego para una mejor organización dividimos las partes que
componen este secuenciador automático para así empezar a moldear y medir los materiales para
su pronta elaboración. Teniendo finalmente como resultado una réplica del equipo en mención, en
la que se puede proyectar todas sus partes y entender el funcionamiento de forma más clara.

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ÍNDICE
1. RESUMEN......................................................................................................................................... 2
2. INTRODUCCIÓN................................................................................................................................ 4
3. GENERALIDADES .............................................................................................................................. 5
3.1. OBJETIVOS........................................................................................................................................ 5
3.1.1. GENERAL.................................................................................................................................. 5
3.1.2. ESPECÍFICOS ............................................................................................................................ 5
3.2. MARCO TEÓRICO ............................................................................................................................. 5
4. MATERIALES Y MÉTODOS ................................................................................................................ 8
4.1. MATERIALES..................................................................................................................................... 8
4.2. PROCEDIMIENTO.............................................................................................................................. 8
5. RESULTADOS.................................................................................................................................. 11
6. CONCLUSIONES.............................................................................................................................. 13
7. REFERENCIAS.................................................................................................................................. 14
8. ANEXOS.......................................................................................................................................... 15

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2. INTRODUCCIÓN
Es innegable la importancia que tiene la generación de conocimiento alrededor de una molécula
como el DNA en proyectos de investigación, desarrollo e innovación en áreas tan relevantes como
la agricultura, la salud o el medio ambiente. Pero este gran avance científico ha sido el resultado de
la conjunción de una serie de trabajos, que se inician con la identificación del ADN como una
molécula importante, en la que se centra la transmisión de los determinantes genéticos de la
herencia (Reza Reguero, 2014).
A pesar del papel tan importante que desempeña la secuencia de ADN en la materia viva, el
desarrollo de los métodos para su determinación es relativamente reciente, debido sobre todo al
tamaño tan grande de las moléculas de ADN en las células. En los decenios de 1960 y 1970, dos
grupos de investigación independientes, liderados por los británicos Frederick Sanger y Alan
Coulson y los estadounidenses Alan Maxam y Walter Gilbert, idearon de manera prácticamente
simultánea dos procedimientos diferentes para determinar de modo directo la secuencia del ADN.
Estos métodos sólo requieren de pequeñas cantidades de ADN, son altamente confiables y han
revolucionado la biología molecular. En la actualidad, el equipo automatizado hace que la
secuenciación sea un procedimiento rápido y de rutina en los laboratorios (Adriana Salazar Monte,
Ana Sandoval Rodríguez, 2019).
De entre ambos, ha sido el método de Sanger el que ha tenido una mayor aceptación y desarrollo,
siendo el que ha permitido la fundación de la Genómica gracias a la primera secuenciación completa
de un genoma de ADN (Valderrama et al., 2020).
Hasta ese momento la secuenciación era un proceso manual, pero en 1982 Marvin Caruthers y
Leroy Hood desarrollan el primer método automatizado para secuenciar ADN, el cual era capaz de
secuenciar fragmentos de 5 a 75 pares de bases (pb) y, en 1986, Leroy Hood y Lloyd Smith diseñan
el primer secuenciador automático que utiliza rayos láser que reconocen marcadores de
fluorescencia en el ADN (Reza Reguero, 2014).
Estas técnicas fueron básicas en la realización del Proyecto Genoma Humano (PGH).

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3. GENERALIDADES
3.1. OBJETIVOS
3.1.1. GENERAL
▪ Facilitar la comprensión de las representaciones normalizadas del secuenciador
automático con el sistema de electroforesis capilar basada en la metodología de
sanger.
3.1.2. ESPECÍFICOS
▪ Fomentar el trabajo en grupo y el uso de materiales reciclados.
▪ Aumento de la capacidad de ingenio ante las dificultades que surgen a la hora de
encontrar y utilizar diversos materiales para las distintas partes de la maqueta.
▪ Aumentar nuestros conocimientos acerca del secuenciador automático.
3.2. MARCO TEÓRICO
▪ Secuenciador Automático de ADN
Instrumento automático para el estudio del orden de los
de nucleótidos del ADN capaces de secuenciar varios
cientos de muestras marcadas por fluorescencia en una
sola vez llevando a cabo 24 ciclos de secuenciación al día;
llevan a cabo la separación del ADN basada en el tamaño
(mediante electroforesis capilar), la detección y el registro
de la coloración fluorescente, apareciendo los datos
resultantes como cromatogramas que registran los picos
de fluorescencia.

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▪ Secuenciación mediante Sanger
La secuenciación de Sanger se basa en la polimerización del ADN y el uso de
dideoxinucleótidos que sirven como terminadores de la reacción. En la actualidad la
reacción de secuenciación se basa en una modificación de la PCR con
dideoxinucleótidos marcados con fluoróforos y se resuelve mediante una
electroforesis capilar.
▪ Secuenciación de Sanger y análisis de fragmentos por electroforesis capilar
La secuenciación de Sanger se utiliza para estudiar un pequeño subconjunto de genes
vinculados a un fenotipo definido, confirmar variantes de secuenciación de próxima
generación (NGS), detectar fracciones de alelos menores hasta el 5% o leer secuencias
contiguas de hasta 1000 bases.
El análisis de fragmentos es una técnica poderosa con flujos de trabajo sencillos y
directos y se utiliza en una amplia gama de aplicaciones, como la detección de
mutaciones, genotipado, identificación de repeticiones cortas en tándem y perfiles de
expresión génica. Los sistemas de análisis genético de Applied Biosystems son un

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estándar confiable para la secuenciación de Sanger y el análisis de fragmentos por
electroforesis capilar, probado a través de décadas de resultados, incluida la primera
secuenciación del genoma humano y el descubrimiento de genes implicados en
enfermedades como la fibrosis quística.
▪ Método enzimático de Sanger
Para este método resulta esencial disponer de un ADN de cadena simple y un iniciador,
cebador o "primer" complementario de una región del ADN molde anterior a donde va
a iniciarse la secuencia. Este cebador se utiliza como sustrato de la enzima ADN
polimerasa que va a extender la cadena copiando de forma complementaria de ADN.
▪ Aplicaciones de secuenciación de Sanger
La secuenciación de Sanger es el estándar de oro para la tecnología de secuenciación,
ya que proporciona un alto grado de precisión, capacidades de lectura prolongada y la
flexibilidad para admitir una amplia gama de aplicaciones en muchas áreas de
investigación.
▪ Sistemática filogenética
Actualmente, la sistemática filogenética es una de las disciplinas más integrales en
biología. Tiene como objetivo detectar, describir y explicar la organización y el origen
de la diversidad biológica (Moritz y Hillis 1996). Se ha convertido en la base de análisis
de patrones biogeográficos, conductuales y ecológicos dentro de un marco evolutivo
(Espinosa de los Monteros 2003).

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4. MATERIALES Y MÉTODOS
4.1. MATERIALES
▪ Laptop
▪ cámara
▪ Cinta
▪ cable
▪ Papel forro
▪ Cajas de cartón
▪ Tijeras
▪ Hojas blancas, azules, negras y amarillas
▪ Regla
▪ Lapiceros
▪ Cúter
▪ Goma en barra
▪ Silicona
4.2. PROCEDIMIENTO
▪ Para comenzar se recolectó materiales reciclados necesarios para la elaboración de la
maqueta.
▪ Luego recortamos las cajas moldeando partes de la estructura del secuenciador
automático de segunda generación.
Fuente: Elaboración propia

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▪ Construimos todas las partes utilizando goma, silicón y cinta adhesiva

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▪ Se recubrió todas las partes del secuenciador automático con hojas blancas (recicladas),
papel forro y bolsas de agua.
▪ Por último, se empezó a unir todas las partes hasta tener la estructura completa del
secuenciador de segunda generación.

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5. RESULTADOS
Finalmente se obtuvo la maqueta completa del secuenciador automático con el sistema de
electroforesis capilar basada en la metodología de sanger.

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Partes del “SECUENCIADOR AUTOMÁTICO CON EL SISTEMA DE ELECTROFORESIS CAPILAR
BASADA EN LA METODOLOGÍA DE SANGER”
Celdas de
detección Software para la
secuenciación
matriz, soporte de matriz
bloqueo de
cabezal de matriz depósito de
condensación
del horno
sistema de suministro
de bomba contenedor de
tampón de
cátodo
contenedor
de tampón
Computadora
bolsa de polímero
muestreador automático
(autosampler)
depósito de desbordamiento
de agua de la bomba

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6. CONCLUSIONES
▪ El método Sanger es un método que ha sido empleado en las anteriores décadas por ser de
las dos primeras técnicas viables a emplear y que fue mejorando para ser automatizado
donde no fue necesario realizar 4 reacciones por separado sino todo en un solo tubo.
▪ La secuenciación de ADN nos ha aportado grandes avances en diferentes ámbitos y sus
aplicaciones son muy variadas, llegando a ser aplicable a tecnologías ambientales (calidad
de aire y contaminación).
▪ La secuenciación de Sanger es útil para segmentos relativamente largos de ADN donde
arroja secuencias de alta calidad. Las técnicas suelen utilizarse para secuenciar fragmentos
individuales de ADN, como plásmidos bacterianos o ADN copiado en la PCR. Sin embargo,
la secuencia de Sanger es costosa e ineficiente para proyectos a gran escala, como la
secuencia de un genoma completo o un meta genoma (el “genoma colectivo” de una
comunidad Microbiana). Para tareas como estas, las nuevas técnicas de secuenciación a
gran escala son más rápidas y menos costosas.
▪ Con la realización de la maqueta se ha conseguido:
Realizar una réplica del equipo en mención, para que de esta manera se pueda proyectar
todas sus partes y así entender mejor su funcionamiento debido a ahora se podrá tener
una mejor visualización en todos sus ángulos. Mediante la maqueta podemos ver su
funcionalidad como también su estética.

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7. REFERENCIAS
Adriana Salazar Monte, Ana Sandoval Rodríguez, J. A. B. (2019). Fundamentos y Aplicaciones en las
ciencias de la salud. In Journal of Chemical Information and Modeling (Vol. 53, Issue 9).
Reza Reguero, T. M. (2014). La secuenciación del ADN: consideraciones históricas y técnicas. Revista
Colombiana de Biotecnología, XVI(1), 5–8.
Valderrama, J. M., Ortigosa, F., & Cañas, R. (2020). Métodos de secuenciación de ácidos nucleicos :
Primera generación. Encuentros En La Biología., XIII(173), 19–25.
http://www.encuentros.uma.es/assets/journals/13/173singles/173.7_secuenciacion.pdf

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8. ANEXOS
Foto grupal
Imagen que se usó para ilustrar el cromatograma
Fuente: Página web

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Secuenciador automático con el sistema de electroforesis capilar basada en la metodología de
sanger.

Secuenciador automático con el sistema de electroforesis capilar basada en la metodología de sanger

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