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Universidad Autónoma de Querétaro Facultad de Ciencias Naturales Licenciatura en Medicina Veterinaria y Zootecnia Rodríguez Magaña N. Gabriela Grupo 2 Reporte de práctica #7 “Visualización de ADN” Marzo 19, 2018 Laboratorio de Biología Molecular Prof. Ulisses Moreno Celis Introducción Electroforesis en gel La electroforesis en geles de agarosa o poliacrilamida es una de las metodologías más utilizadas en el laboratorio en todo lo relacionado con el trabajo con ácidos nucleicos. Mediante la electroforesis podemos separar fragmentos de ADN y ARN en función de su tamaño, visualizarlos mediante una sencilla tinción, y de esta forma determinar el contenido de ácidos nucleicos de una muestra, teniendo una estimación de su concentración y grado de entereza. Podemos además extraer del gel los fragmentos de ADN que sean de interés, para posteriormente utilizarlos en diferentes aplicaciones. La electroforesis de ADN fue, y sigue siendo, una herramienta de importancia primordial en el desarrollo de las técnicas del ADN recombinante o ingeniería genética. La idea de utilizar la técnica de electroforesis a través de una matriz para analizar muestras de ADN corresponde a Vin Thorne, un bioquímico del Instituto de Virología de Glasgow, quien a mediados de los años 60 del pasado siglo estaba interesado en caracterizar las distintas formas de ADN que se obtenían de partículas purificadas de polyomavirus. Su razonamiento era que una combinación de fuerzas eléctricas y de fricción permitiría el desplazamiento y separación en función del tamaño o topología de diferentes moléculas de ADN. Éste es exactamente el principio en que se basa la electroforesis de ácidos nucleicos. El sufijo foresis significa "migración" o "movimiento". El prefijo electro nos dice que estamos utilizando electricidad para hacer que las moléculas migren. Todas las moléculas de ADN tienen la misma cantidad de carga por masa. Debido a esto, la electroforesis en gel separa los fragmentos de ADN únicamente por su tamaño. La electroforesis nos permite ver cuántos fragmentos diferentes de ADN están presentes en una muestra y cuán grandes son unos con respecto a otros. También podemos determinar el tamaño absoluto de un fragmento de ADN examinándolo junto a una "escala" estándar de fragmentos de tamaño conocido. La separación de moléculas en la electroforesis se basa en la carga (sobre lo que se aplica la fuerza) y la sección transversal efectiva de la molécula en el estado que se encuentre: plegada, desnaturalizada, ligada a otras moléculas, etc. Un conjunto de fragmentos de ADN se separan por tamaño porque todos pertenecen al mismo tipo de molécula. En general, la única diferencia importante entre los distintos fragmentos debería ser su longitud. Los geles para separar ADN suelen estar hechos de un polisacárido llamado agarosa, que se consigue como hojuelas secas pulverizadas. Cuando la agarosa se calienta en una solución amortiguadora (agua mezclada con algunas sales) y deja enfriar, se forma un gel sólido ligeramente blando. A nivel molecular, el gel es una matriz de moléculas de agarosa que se mantienen unidas por puentes de hidrógeno y que forman pequeños poros. En un extremo, el gel tiene muescas en forma de ranuras llamadas pozos, que son donde se colocarán las muestras de ADN. Antes de agregar las muestras de ADN, el gel debe colocarse en una cámara. Uno de los extremos de la cámara se conecta a un electrodo positivo y el otro extremo se conecta a un electrodo negativo. El cuerpo principal de la cámara, donde se coloca el gel, se llena con solución amortiguadora con sales que puede conducir la corriente. El extremo del gel que tiene los pozos se coloca hacia el electrodo negativo. El extremo sin pozos (hacia donde migrarán los fragmentos de ADN) se coloca hacia el electrodo positivo. Objetivo El alumno aprenderá el fundamento y la metodología de la electroforesis en gel y podrá visualizar fragmentos de ADN de distintas muestras. Materiales Matraz Erlenmeyer Cámara para electroforesis Balanza Peines Fuente de poder Transluminador (BIO-RAD) Papel higiénico Papel aluminio Horno de microondas REACTIVOS: Muestras Bromuro de Etidio Buffer TAE 1x (Tris Acetato EDTA) Agua destilada Agarosa Buffer de carga Metodología Preparar el gel de agarosa* Colocar el marcador de peso molecular en el primer pozo y cargar cada uno de los pocitos correspondientes. Llenar la cámara de electroforesis con un Buffer TAE 1x Encender la cámara de electroforesis al voltaje correspondiente con el tipo de muestra. Esperar hasta que se vea la separación de las bandas. Llevar el gel hasta el Transluminador en el que se visualizarán las bandas obtenidas con las muestras estudiadas Preparación del gel de Agarosa: 1) Preparar 1 l de solución de Buffer TAE 1x. 2) En un matraz Erlenmeyer, mezclar 75 ml de la solución TAE 1x con 1.5 g de agarosa, pues requerimos que la solución de agarosa esté al 2%. 3) Calentar la solución en el microondas para favorecer la solubilidad de la agarosa. Calentar en ciclos cortos, como de 20s cuidando que la solución no se derrame, y sacar del microondas para mezclar, continuar así hasta que la agarosa se disuelva por completo y la solución se vea transparente y sin grumos. Bromuro de Etidio* por cada 75 ml de la solución de agarosa caliente. Alternativamente, puede agregarse el Bromuro a las muestras y no al gel, pero de acuerdo con el asesor del curso, se obtienen mejores resultados cuando se adiciona al gel y no a las muestras. 5) Mezclar y vaciar todo el contenido del matraz en la cámara de electroforesis que servirá de molde para hacer la placa del gel y colocar, con cuidado, los peines en los rieles correspondientes para formar los pozos que se requieran para colocar las muestras. 6) Cubrir con papel aluminio para proteger de la luz (el bromuro de etidio es fluorescente, esta característica es la que nos ayuda a medir nuestros resultados, pero también se pierde en contacto con la luz). 7) Dejar reposar por 20 minutos o hasta que el gel se endurezca. 8) Retirar los peines. Resultados Usando un ADN que el profesor previamente había preparado obtuvimos los siguientes resultados: Conclusión En esta ocasión nos pudimos dar cuenta que a pesar de parecer una práctica muy sencilla cualquier paso que hagas mal puede resultar en el fracaso total, haciendo que la práctica tenga que ser realizada de nuevo. Una preparación inadecuada del gel de agarosa hace que la resolución de las bandas que forman sea difusas. Afortunadamente al final la práctica resultó de manera exitosa, y para ver los resultados el equipo completo fue al laboratorio de Microbiología para usar el Transluminador. Bibliografía Aaij C. y P. Borst. 1972. The gel electrophoresis of DNA. Biochimica and Biophysica Fierro F., S. Gutiérrez, J. Casqueiro y J. F. Martín. 2001. Karyotyping of fungi by Pulsed Field Gel Electrophoresis. Págs. 105-125 En: S.G. Pandalai (ed.), Recent Research Developments in Genetics, vol. 1. Research Signpost, Trivandrum, India
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