Biologia de los microorganismos-1068 (441)

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210 G E N Ó M I C A , G E N É T I C A Y V I R O L O G Í A
muy resistentes ( Sección 2.16). Como se pudiera predecir, la 
transcripción de los genes de la ruta glicolítica (la forma princi-
pal por la cual el organismo produce ATP) es elevada durante el 
crecimiento exponencial, mientras que la expresión de los genes 
de la esporulación aumenta en la fase estacionaria, cuando 
los nutrientes son limitantes. El RNA-Seq también se emplea 
para el análisis de las comunidades microbianas y puede dar 
información acerca de los niveles relativos de la transcripción 
cuando una secuencia genómica no está disponible para la com-
paración. En este caso, las secuencias detectadas deben identi-
ficarse por homología con secuencias presentes en los bancos 
de datos de secuencias.
Como veremos en la Sección 6.10, la metagenómica es el 
análisis genómico del conjunto de DNA o RNA extraído de 
un ambiente. El análisis metagenómico, utilizando el método 
de RNA-Seq se ha utilizado para el cultivo en el laboratorio de 
bacterias procedentes de muestras naturales que previamente 
no se habían podido cultivar. Esto se realizó usando RNA-Seq 
para averiguar qué genes estaban siendo transcritos a niveles 
altos por una comunidad microbiana particular. A partir de 
aquí el análisis de las secuencias identificó las proteínas que se 
correspondían con los mRNA más abundantes. Esto permitió a 
los investigadores deducir qué nutrientes podría estar usando 
la bacteria de la muestra a partir de las actividades enzimáti-
cas más probables de esas proteínas. Usando esta información 
como guía, se diseñaron los medios de cultivos y se pudo culti-
var bacterias previamente no cultivables. 
MINIRREVISIÓN
 ¿Por qué es útil investigar la expresión del genoma completo 
en determinadas condiciones?
 ¿Qué nos dice el estudio de la expresión génica mediante las 
micromatrices que no nos puede decir el estudio de enzimas 
individuales?
 ¿De qué avances tecnológicos depende el método RNA-Seq?
6.8 Proteómica e interactoma
El estudio a nivel de todo el genoma de la estructura, la función 
y la regulación de las proteínas de un organismo recibe el nom-
bre de proteómica. El número y el tipo de proteínas presen-
tes en una célula están sometidos a cambios como respuesta al 
ambiente del organismo o a otros factores, como sus ciclos de 
desarrollo. En consecuencia, el término proteoma es, lamenta-
blemente, un término ambiguo. En su sentido más amplio, un 
proteoma incluye todas las proteínas codificadas por el genoma 
de un organismo. Sin embargo, en un sentido más restringido 
se refiere a las proteínas presentes en una célula en cualquier 
momento determinado. Para esta última situación, algunas 
veces se usa el término traductomas es decir, para referirse a 
cada proteína producida en condiciones determinadas. 
Métodos en proteómica
El primer enfoque destacado de la proteómica comenzó con la 
llegada de la electroforesis bidimensional (2D) en gel de polia-
crilamida. Esta técnica puede separar, identificar y estimar la 
abundancia de todas las proteínas presentes en una muestra 
celular. En la Figura 6.20 se muestra una separación en gel 2D de 
llamado FoodExpert-ID, contiene 88.000 fragmentos génicos 
de vertebrados, y se utiliza en la industria alimentaria para con-
trolar la pureza de los alimentos. El chip puede confirmar que 
la carne indicada en una etiqueta alimentaria es la que se mues-
tra, y también puede detectar carne de animales diferentes que 
pueden haberse añadido como suplementos o sustitutos de los 
ingredientes indicados. El FoodExpert-ID también puede utili-
zarse para detectar subproductos vertebrados en piensos, una 
preocupación creciente desde la aparición de infecciones prió-
nicas como la enfermedad de las vacas locas ( Sección 9.13).
Analisis por RNA-Seq
El análisis por RNA-Seq es un método mediante el cual se 
secuencian todas las moléculas de RNA de una célula. Siem-
pre que la secuencia genómica esté disponible para una compa-
ración, este método no solo indicará qué genes se transcriben, 
sino también cuántas copias de cada RNA se hacen. El RNA-Seq 
se emplea para medir la expresión de los mRNA y para identi-
ficar y caracterizar RNA pequeños no codificantes; necesita de 
técnicas de secuenciación de alto rendimiento (secuenciación 
de segunda o tercera generación, Sección 6.2) y es complicado 
debido a que el RNA más abundante en la célula es el RNA ribo-
somal (rRNA). Sin embargo, hay varios métodos disponibles 
para eliminar el rRNA o aumentar la cantiad de mRNA en la 
mezcla inicial de RNA total. Además, algunas mejoras recientes 
en las tecnologías de secuenciación pueden permitir la secuen-
ciación sin necesidad de eliminar el rRNA.
El RNA-Seq empieza a superar los análisis con microma-
trices como método de elección para estudios globales de la 
expresión de los genes. Por ejemplo, la Figura 6.19 muestra una 
comparación mediante RNA-Seq de cultivos de una especie 
de Clostridium en fase exponencial y estacionaria. Los clostri-
dios son bacilos grampositivos, que pueden producir endospo-
ras, el estadio de su ciclo de vida en el que están latentes y son 
Genes de glicolisis Genes de esporulación
Fase
exponencial
Fase
estacionaria
1
10
103
102
C
o
p
ia
s
 d
e
l 
R
N
A
 m
e
n
s
a
je
ro
Figura 6.19 Análisis por RNA-Seq. El transcriptoma de una especie
de Clostridium cultivada durante 4,5 h (células en fase exponencial) o 
14 h (células en fase estacionaria). Se muestran dos regiones genómicas: 
(1) segmento de ∼5,4 kb que incluye el operón glicolítico gap-pgk-tpi,
y (2) un segmento de ∼1,2 kb que incluye el operón para la esporulación
cotJC-cotJB. La producción de endosporas se activa por limitación de
nutrientes (  Sección 2.16). Datos tomados de Wang, Y., X. Li, Y. Mao, and
H.P. Blaschek. 2011. Single-nucleotide resolution analysis of the transcriptome
structure of Clostridium beijerinckii NCIMB 8052 using RNA-Seq. BMC
Genomics 12: 479-489.
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