Se realizó la simulación de la electroforesis en gel de agarosa con el software SnapGene de 12 cepas bacterianas.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL
Título:
“PRÁCTICA DE SIMULACIÓN DE ELECTROFORESIS EN GEL DE AGAROSA
UTILIZANDO EL PROGRAMA SNAP GENE CON DATOS DEL ARTICULO
CIENTIFICO "AISLAMIENTO DE BACTERIAS CON POTENCIAL
BIORREMEDIADOR Y ANALISIS DE COMUNIDADES BACTERIANAS DE
ZONA IMPACTADA POR PETROLEO EN CONDORCANQUI - AMAZONAS -
PERÚ”
Curso:
BIOTECNOLOGÍA
Estudiante:
HOLGUER QUISPE CUTIPA
Docente:
DR. HEBERT H. SOTO GONZALES
ILO
OCTUBRE DEL 2021

2. PRÁCTICA DE SIMULACIÓN DE ELECTROFORESIS EN GEL DE AGAROSA
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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 (Nakagawa et al., 2021). 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 plasmídico (Schvartzman et al., 2010).
También, la electroforesis en gel nativo de agarosa se ha desarrollado para separar
proteínas y complejos proteicos en estado nativo (Sakuma et al., 2021).
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.

3. PRÁCTICA DE SIMULACIÓN DE ELECTROFORESIS EN GEL DE AGAROSA
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Objetivos:
- Revisar los fundamentos de la electroforesis en gel de agarosa.
- Realizar la simulación de la electroforesis en gel de agarosa con el software
SnapGene.
Materiales y métodos:
Materiales
- Laptop: Permite ejecutar el software.
- SnapGene: Proporciona la forma más fácil y segura de planificar, visualizar y
documentar sus procedimientos diarios de biología molecular
(https://www.snapgene.com/ ogy).
- Secuencias de las cepas bacterianas analizadas por (Castillo Rogel et al., 2020).
Métodos
Descarga de secuencias de las cepas bacterianas
Las cepas seleccionadas fueron las que (Castillo Rogel et al., 2020) trabajaron en su
artículo, su interés nace del potencial como biorremediadores en zonas contaminadas por
derrames de petróleo. Se descargaron en formato Fasta desde el NCBI.
Tabla 1
Cepas bacterianas utilizadas.
Muestra Código Descripción N° de Accesión
Agua
contaminada
A1 Klebsiella oxytoca NR_112010.1
A2 Enterobacter cloacae NR_102794.2
A3 Pseudomonas koreensis NR_025228.1
A4 Serratia marcescens NR_036886.1
A5 Pseudomonas prosekii NR_132724.1
A6 Acinetobacter rudis NR_115988.1
A7 Proteus vulgaris NR_115878.1
Suelo
contaminado
S1
Pseudomonas
moraviensis
NR_043314.1
S2 Proteus hauseri NR_104767.1
S3 Proteus vulgaris NR_115878.1
S4 Proteus terrae NR_146019.1
S5 Morganella morganii NR_113580.1
S6 Serratia marcescens NR_036886.1
Fuente: (Castillo Rogel et al., 2020)

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Carga de secuencias y uso del simulador de electroforesis en gel de agarosa
Se ejecutó el software SnapGene y se cargó la primera secuencia, con la secuencia
cargada pasamos a ejecutar el simulador y de esta forma pudimos cargas las demás
secuencias en carriles diferentes.
Ilustración 1
Ejecución de SnapGene y carga de la primera secuencia.
Fuente: Elaboración propia
Ilustración 2
Aceptación del formato.
Fuente: Elaboración propia

5. PRÁCTICA DE SIMULACIÓN DE ELECTROFORESIS EN GEL DE AGAROSA
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Ilustración 3
Ejecución del simulador de electroforesis en gel de agarosa.
Fuente: Elaboración propia
Por defecto está configurado para mostrar 10 carriles así que fue necesario configurarlo
a 16 para visualizar todas nuestras secuencias.
Ilustración 4
Modificación del número de carriles.
Fuente: Elaboración propia

6. PRÁCTICA DE SIMULACIÓN DE ELECTROFORESIS EN GEL DE AGAROSA
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Ilustración 5
Carga de las demás secuencias.
Fuente: Elaboración propia
Resultados
El gráfico muestra los tamaños de las secuencias con gel de agarosa al 1%.
Ilustración 6
Resultado del simulador.
Fuente: Elaboración propia

7. PRÁCTICA DE SIMULACIÓN DE ELECTROFORESIS EN GEL DE AGAROSA
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Conclusiones
Se revisó los fundamentos de la electroforesis en gel de agarosa y se comprobó que esta
técnica es aún fundamental en la separación de proteínas y complejos proteicos en estados
nativo.
Se realizó la simulación de la electroforesis en gel de agarosa con el software SnapGene,
el mismo que nos permitió visualizar los resultados de las doce secuencias, como también
sus diferencias de forma sencilla mediante los carriles.
Cuestionario
Indique las diferencias entre el ADN y ARN
Ácido desoxirribonucleico: - Carece de hidroxilo en el carbono 2 de la pentosa
- Posee hebra bicatenaria
- Sus bases nitrogenadas son:
o Adenina
o Timina
o Citosina
o Guanina
Ácido ribonucleico: - Tiene hidroxilo en el carbono 2 de la pentosa
- Posee hebra monocatenaria
- Sus bases nitrogenadas son:
o Adenina
o Uracilo
o Citosina
o Guanina
¿Qué es el SnapGene y como nos serviría en ingeniería ambiental?
Puede permitirnos visualizar secuencias de microorganismos, esto es fundamental para
entender al organismo y poder aislarlo de otras cepas entiendo su potencial como
biorremediador.

8. PRÁCTICA DE SIMULACIÓN DE ELECTROFORESIS EN GEL DE AGAROSA
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¿Qué es el GEN 16s y para que tipos de microorganismo sería útil?
El ARNr 16S es un polirribonucleótido de aproximadamente 1500 nucleótidos codificado
por el gen rrs, también denominado ADN ribosomal 16S (Valenzuela-gonzález et al.,
2015). Es útil para la identificación de casi cualquier microorganismo, sin embargo, su
uso se ha ampliado mas por el taxón de las bacterias, aunque es necesario contar con un
número mayor de secuencias completas para una mejor precisión.
Describa el proceso de electroforesis para ADN
Se basa en la carga negativa del ADN y como consecuencia cuando se aplica un campo
eléctrico esta se desplaza desde el polo negativo hasta el polo positivo. Este recorrido se
realiza en una matriz solida como puede ser el gel de agarosa.
Primero necesitamos pesar la agarosa para luego disolverla en el volumen apropiados
para tener la concentración adecuada, dependiente del tamaño de los fragmentos que se
analizan. Para ello se calienta la agarosa en un microondas hasta hervir. A continuación,
se coloca en un porta gel que servirá como molde.
Mientras se solidifica se preparan las muestras que irán en el gel, para ello, se añade a
cada muestra el tampón de carga. Una ves solidificado el gel se introduce en la cubeta de
electroforesis debiendo quedar cubierto por tampón TVE cuyas sales permiten el pase de
la corriente.
Una ves cargadas todas las muestras se establece la corriente de manera que el ADN se
desplaza del polo negativo al polo positivo. El voltaje de corriente depende
fundamentalmente del tamaño del gel.
Una vez completado la separación se tiñe el gel para visualizar los fragmentos separados.
Una de las sustancias que se puede utilizar es el bromuro de etidio. Luego de 15 minutos
de tinción es necesario iluminar el gel con luz ultravioleta para que sea posible detectar
los fragmentos de ADN separado.
¿Qué es la agarosa?
La agarosa es un polisacárido constituido por unidades repetidas de una molécula llamada
agarobiosa.
¿Qué es un marcador de peso molecular? ¿Cuáles son sus tipos?
Es un patrón que muestra tamaños ya conocidos con el cual se pude interpolar los tamaños
de los fragmentos analizados.

9. PRÁCTICA DE SIMULACIÓN DE ELECTROFORESIS EN GEL DE AGAROSA
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Los tipos de marcadores moleculares pueden ser de dos tipos:
Fenotípicos: - Morfológicos
- Bioquímicos
- Isoenzimas
Genotípicos: - Restricción con endonucleasas + hibridación molecular
- Amplificación por PCR
- Restriicciones con endonucleasas + PCR
- Conformación del ADN
- Secuenciación directa
Referencias
Castillo Rogel, R. T., More Calero, F. J., Cornejo La Torre, M., Fernández Ponce, J. N.,
& Mialhe Matonnier, E. L. (2020). 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–
2225. https://doi.org/10.18271/ria.2020.656
Nakagawa, M., Tomioka, Y., Sakuma, C., Sato, R., Shibata, T., Kurosawa, Y., Sato, Y.,
Ono, Y., Arakawa, T., & Akuta, T. (2021). Optimization and application of silver
staining of non-glycosylated and glycosylated proteins and nucleic acids for
agarose native gel electrophoresis. International Journal of Biological
Macromolecules, 189(June), 869–878.
https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.08.142
Sakuma, C., Tomioka, Y., Li, C., Shibata, T., Nakagawa, M., Kurosawa, Y., Arakawa,
T., & Akuta, T. (2021). Analysis of protein denaturation, aggregation and post-
translational modification by agarose native gel electrophoresis. International
Journal of Biological Macromolecules, 172, 589–596.
https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.01.075
Schvartzman, J. B., Martínez-Robles, M. L., Hernández, P., & Krimer, D. B. (2010).
Plasmid DNA replication and topology as visualized by two-dimensional agarose
gel electrophoresis. Plasmid, 63(1), 1–10.
https://doi.org/10.1016/j.plasmid.2009.11.001
Valenzuela-gonzález, F., Casillas-hernández, R., Villalpando, E., & Vargas-albores, F.
(2015). The 16S rRNA gene in the study of marine microbial communities El gen
ARNr 16S en el estudio de comunidades microbianas marinas. 41, 297–313.
https://doi.org/https://doi.org/10.7773/cm.v41i4.2492