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La variabilidad genética de las poblaciones de organismos acuáticos

La medida e interpretación de la variabilidad genética en razón de su origen, mantenimiento y significado evolutivo es esencial para explicar y predecir los cambios en la composición genética de las poblaciones.

Hoy en día la investigaciones en el campo de la acuicultura han estado dirigidas hacia el conocimiento y control del medio ambiente en el que viven los organismos acuáticos y hacia aspectos fundamentales de su biología, por ejemplo, su alimentación y la reproducción, sin embargo, a medida que va avanzando la tecnología, la acuicultura se encamina hacia un control de diversos aspectos de cultivo, de los cuales hoy nos enfocaremos en una relativamente importante.

Bien sabemos que los organismos acuáticos como el cultivo de cualquier tipo de organismos implican el manejo de conjuntos individuos, es decir, de poblaciones ya que desde el punto de vista genético el atributo más importante de una población es su variabilidad genética, esta variabilidad constituye el material de partida sobre el que actúan los agentes que producen los cambios de la estructura genética de las poblaciones.

Normalmente la variabilidad genética surge como consecuencia del proceso de la mutación, esto es, cualquier cambio en la secuencia o número de nucleótidos del DNA provocados por una gran diversidad de factores, ya sea por agentes mutagénicos físicos y químicos, errores en la replicación del DNA, elementos móviles, entre otros. Aunado a esto la mutación en unión del mecanismo amplificador de la recombinación genética, proporcionan el sustrato sobre el que actúan los diversos agentes evolutivos (selección natural, migración, etc.) promoviendo los cambios genéticos en las poblaciones.

Medir la variabilidad genética subyacente a la variabilidad fenotípica no es nada sencillo, ya que, en ciertos casos, la base genética de los caracteres es compleja. Analizar la variabilidad de todos y cada uno de los genes e individuos de las poblaciones naturales no es factible, en consecuencia se impone la elección de una muestra de individuos y genes a partir de la cual inferir la variabilidad genética de la población. Ya que la muestra debe cumplir dos requisitos:

  • Representativa: los individuos y genes elegidos deben ser como medida tan variables como los existentes en la población y todo el genoma respectivamente.
  • Precisa: la metodología que se use debe ser lo suficientemente sensible como para detectar los distintos estados o alelos presentes en un lugar determinado.

Recientemente se han desarrollado diferentes herramientas moleculares que permiten la secuenciación masiva a un precio accesible, técnicas llamadas secuenciación de siguiente generación. Estos nuevos métodos nos permiten secuenciar rápidamente y a precios razonables genomas enteros o gran cantidad de loci y así realizar análisis muy detallados de genética de poblaciones utilizando miles de marcadores distribuidos a lo largo de todo el genoma.

Lo que diferencia los métodos de próxima generación respecto a los métodos tradicionales es que permiten secuenciar múltiples partes del genoma sin que sea un requisito conocer marcadores previos. Dado que no se necesitan marcadores particulares, es posible estudiar genomas de organismos no modelo, esto es, organismos para los cuales no se han hecho previamente estudios detallados de su genética, y así nos permite comenzar estudios sofisticados con organismos silvestres o pobremente estudiados, como la inmensa mayoría de nuestra flora y fauna.

Brevemente, los pasos a seguir en estos métodos de siguiente generación son:

  1. La ruptura del genoma total en fragmentos pequeños de ADN de entre unos 200 a 1000 pares de bases (pb de aquí en adelante).
  2. ¿Quieres más información? Descubre el potencial de tu investigación Da clic aquí y contactanosEl montaje de las librerías con sitios de unión de oligos (primers) que permitan iniciar la replicación del ADN.
  3. La amplificación (obtener muchas copias) de los fragmentos anteriores y, finalmente.
  4. La secuenciación mediante distintos métodos de los fragmentos amplificados.

Una gran ventaja de los métodos de siguiente generación, es que durante la preparación de las librerías es posible añadir códigos genéticos individuales a los fragmentos de ADN o ARN, lo que permite secuenciar múltiples individuos en una sola corrida (multiplex). La secuenciación de siguiente generación se puede utilizar para obtener análisis detallados de la estructura genética de las poblaciones, o sea ver cómo cambian las frecuencias de los alelos en el espacio, analizar la historia demográfica de las poblaciones (si las poblaciones han crecido o decrecido) y proponer genes candidatos para adaptaciones a condiciones ambientales específicas, reduciendo a su vez los falsos positivos, como explicamos más abajo.

Solo es necesario conocer los equipos e instrumentaciones necesarios para lograr estos trabajos. ¿Tienes dudas o requieres de una asesoría?, contáctanos buscaremos siempre lograr el objetivo de tus proyectos porque en Analitek…

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Sofía Ramos
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