Y tú ¿de quién eres?

Resumen: 

El proyecto tiene dos objetivos principales:

  1. Acercar a los/as alumnos/as a la utilización de técnicas comunes en un laboratorio de genética molecular.
  2. Aplicación de dichas metodologías dentro de un contexto real y de mucha actualidad como es el estudio de la biodiversidad.

Los/as alumnos/as, basándose  en la "huella" de ADN, identificarán especies en un ecosistema marino y asimismo determinarán la variación genética dentro de cada una de esas especies.

Los/as estudiantes realizarán la extracción de ADN de cada una de sus muestras utilizando un kit comercial y posteriormente medirán la concentración de ADN con la ayuda de un espectrofotómetro. Estas metodologías pondrán al alumnado en contacto con material de laboratorio como las micropipetas, las microcentrífugas y un espectrofotómetro de microvolúmenes para ADN.

1ª Sesión: 

Laboratorio de prácticas de Genética.

Objetivos detallados

  • Extracción y cuantificación de ADN.

Recursos y consumibles necesarios

  • Material de disección, lupa, baño seco de incubación, espectrofotómetro de ADN, microcentrífugas, vórtex, micropipetas, puntas para pipeta y tubos de plástico. Reactivos (tampón de extracción, cloroformo, etanol).

Actividades a desarrollar

  • Breve introducción a la biodiversidad y las técnicas genéticas. Realización de la disección de diferentes especies de la zona intermareal rocosa y posteriormente extraeción de ADN con un protocolo de cloroformo y precipitación en etanol a partir de un trozo de tejido muscular. Finalmente, se realkizará la cuantificación de la concentración final de ADN en las muestras obtenidas mediante el espectrofotómetro.

Resultados esperados de la sesión

  • El resultado de esta sesión es la obtención de los valores de concentración y pureza del ADN extraido.
2ª Sesión: 

Laboratorio de prácticas de Genética.

Objetivos detallados

  • Digestión enzimática y ligación a adaptadores de la muestra de ADN. Amplificación por PCR (reacción en cadena de la polimerasa).

Recursos y consumibles necesarios

  • Enzima de restricción PstI, ADN ligasa, oligonucleótidos, ADN polimerasa (Taq polimerasa), dNTPs, tampones de reacción, termociclador, microcentrífugas, vórtex, micropipetas, puntas para pipeta y tubos de plástico.

Actividades a desarrollar

  • Se diluirá la muestra de ADN de la sesión anterior a una determinada concentración. Realizarán una reacción simultánea de digestión (enzima de restricción PstI) y ligación (ADN ligasa) a adaptadores complementarios con las dianas de reconocimiento de las enzimas de restricción. Incubación de las reacciones a 37ºC 15 minutos. Realización de la dilución de la reacción de digestión-ligación para poder realizar una PCR con oligonucleótidos selectivos. En esta sesión también se realizará un repaso de las metodologías utilizadas en el laboratorio hasta el momento para facilitar la comprensión del procedimiento por parte de los/as estudiantes.

Resultados esperados de la sesión

  • Los resultados de esta sesión no se podrán observar hasta la Sesión 3 en la electroforesis en gel de agarosa.
3ª Sesión: 

Laboratorio de prácticas de Genética.

Objetivos detallados

  • Electroforesis en gel de agarosa de la PCR de la sesión anterior e interpretación de los resultados. Visita al laboratorio del servicio de genómica de la Universidad de Vigo para una demostración del secuenciador automático.

Recursos y consumibles necesarios

  • Cubetas de electroforesis para agarosa, equipo de foto documentación de geles, tampón TBE, agarosa, REDsafe para tinción de geles. Secuenciador automático.

Actividades a desarrollar

  • Preparación de un gel de agarosa al 2% para realizar la electroforesis de la PCR de la sesión anterior. Posteriormente se fotografiará el gel una vez finalizada la electroforesis con el equipo de fotodocumentación y el transiluminador de ultravioleta. Finalmente se realizará la interpretación y discusión de los resultados.

Resultados esperados de la sesión

  • Los resultados de esta sesión están representados por los patrones de bandas de ADN obtenidas en el gel de agarosa después de la electroforesis y de forma individual para los diferentes organismos/individuos analizados. Diferentes patrones de bandeado son observados cuando se analizan diferentes especies y patrones muy similares son observados cuando se trata de diferentes individuos dentro de la misma especie. Estos resultados deberán ser discutidos dentro de la temática del estudio de la biodiversidad de un ecosistema.
4ª Sesión: 

Sala de ordenadores de la Facultad de Ciencias del Mar.

Objetivos detallados

  • Análisis informático de los patrones de fragmentos de ADN obtenidos para el estudio de variación genética del ecosistema intermareal rocoso. Análisis filogenético.

Recursos y consumibles necesarios

  • Ordenadores, página web del proyecto “Barcode of Life” y bases de datos del NCBI.

Actividades a desarrollar

  • Se realizará una introducción del proyecto “Barcode of Life”, se usarán sus bases de datos de diferentes organismos y, posteriormente, y a partir de dichas búsquedas de “barcodes”, se pasará a utilizar las bases del datos del NCBI y sus herramientas bioinformáticas. Finalmente se asociarán las diferentes secuencias de ADN a sus secuencias proteicas.

Resultados esperados de la sesión

  • Los resultados de esta sesión servirán para poder relacionar la variación genética y las fuerzas evolutivas que la controlan con el concepto de biodiversidad y sus implicaciones, además de poner de manifiesto su importancia desde el punto de vista evolutivo y de la sociedad. También ayudarán a los/as estudiantes a relacionar el concepto de secuencia de ADN con el de gen y finalmente de proteína , además de introducirlos a las bases de datos de ADN/ARN/proteínas y las herramientas bioinformáticas disponibles en dichas bases de datos.
5ª Sesión: 

Está sesión estará dedicada a la presentación de resultados del proyecto mediante una presentación de Powerpoint. Los/as alumnos/as presentarán una introducción al proyecto, en la que se comentará la relevancia de las técnicas utilizadas para la comprensión de la genética aplicada en técnicas acuícolas. A continuación expondrán el trabajo realizado comprendiendo todas las fases desde la toma de muestras , su análisis en laboratorio, el procesado de los datos y hasta las conclusiones principales que han obtenido con su trabajo.

Para la preparación de esta sesión contarán con el apoyo del equipo de profesorado de secundaria que habrá trabajado previamente con ellos/as en el desarrollo y estructuración de contenidos. Además, dentro del programa, tendrán una sesión de apoyo a la preparación de presentaciones eficientes dirigida por docentes de la Facultad de Ciencias Sociales y de la Comunicación de la Universidade de Vigo.
 

Referencias recomendadas: 
  • Agulleiro, M.J., Fisiología de la reproducción del lenguado senegalés (Solea senegalensis): Mecanismos endocrinos y aplicaciones en acuicultura, 2008. Tesis doctoral, Universitat de Valencia
  • Carazo, I.; Chereguini, O.; Huntingford, F.; Martin, I.; Norambuena, F.; Duncan, N. 2009. Observaciones del cortejo de lenguado (Solea senegalensis, Kaup 1858) salvaje mantenido en cautividad. A: XII Congreso Nacional de Acuicultura.Madrid, 24 - 26 Noviembre, 2009 

Artículos científicos:

  • Mendoza-Rodríguez, M. F., Cervera-Goy, M. T., Cabezas-Martínez, J. A., Cenis, J. L. y Martínez-Zapater, J. M. (2001). Utilización de marcadores AFLP y SAMPL en la identificación genética de especies y variedades de cítricos. Biotecnología vegetal 1: 11-16.
  • van der Wurff, A.W.G.,Chan,Y.L., van Straalen, N.M. y Schouten, J. (2000). TE-AFLP: combining rapidity and robustness in DNA fingerprinting. Nucleic Acids Research 28 (24): 1-5.

Capítulos de libros:

  • www2.inecc.gob.mx/publicaciones/libros/710/aflp.pdf
Lugar donde se desarrollará el proyecto: 
Universidad de Vigo y/o Instituto Oceanográfico de Vigo
Lagoas, s/n - Campus Universitario (Marcosende)
Subida Radio Faro, 50, 36390 Vigo
36310 Vigo Pontevedra
Campus: 
Departamento: 
Facultade de Biología UVigo y Centro Oceanográfico de Vigo (IEO)
Provincia: