Biologia de los microorganismos-1068 (1261)

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especies microbianas relacionadas dirigiéndolos a sitios del 
rRNA que varían entre organismos diferentes. Si, por el con-
trario, dirigimos la sonda a fragmentos conservados del rRNA, 
el colorante puede ser mucho más general y reaccionar, por 
ejemplo, con todas las células de un determinado dominio filo-
genético. Usando la FISH, se puede identificar o rastrear un 
organismo o un dominio de interés en una muestra del medio 
natural. Por ejemplo, si se desea determinar el porcentaje de 
una población microbiana arqueana concreta, se puede usar 
un colorante filogenético específico de arqueas en combina-
ción con DAPI (Sección 18.3) para evaluar las arqueas y la can-
tidad total, respectivamente, y mediante un cálculo obtener un 
porcentaje.
La tecnología FISH también puede hacer uso de múltiples 
sondas filogenéticas. Con un conjunto de sondas, cada una dise-
ñada para reaccionar con un organismo concreto de un grupo 
y cada una con su propio colorante fluorescente, con la FISH se 
pueden obtener imágenes de muchos taxones en un hábitat, en 
un solo experimento (Figura 18.11). Si combinamos la FISH con 
la microscopía confocal ( Sección 2.3), es posible explorar 
poblaciones microbianas en profundidad como, por ejemplo, 
en una biopelícula ( Sección 19.4). Además de su uso en eco-
logía microbiana, la FISH es una herramienta importante en la 
industria alimentaria y en el diagnóstico clínico para la detec-
ción microscópica de patógenos específicos en productos ali-
menticios o muestras clínicas.
CARD-FISH
Además de caracterizar la abundancia de diferentes taxones 
en un hábitat, la FISH sirve para medir la expresión génica en 
los organismos de una muestra del medio natural. En este caso 
no se pueden aplicar las técnicas FISH estándar, puesto que la 
diana es el RNA mensajero (mRNA), una forma de RNA mucho 
menos abundante en las células que el rRNA. Por ello, hay que 
18.4 Hibridación fluorescente in situ 
(FISH)
Gracias a su gran especificidad, las sondas de ácidos nuclei-
cos son herramientas muy eficaces para identificar y cuanti-
ficar microorganismos. Recordemos que una sonda de ácido
nucleico es un oligonucleótido de DNA o RNA complementa-
rio a una secuencia en un gen o un RNA diana; cuando la sonda 
y la diana coinciden, se hibridan ( Sección 11.2). Se pueden 
obtener sondas de ácidos nucleicos fluorescentes uniéndoles 
tintes fluorescentes. Con frecuencia las sondas de ácidos nuclei-
cos se pueden usar para identificar organismos que contengan 
una secuencia de ácido nucleico complementaria a la sonda. 
Esta técnica se llama hibridación fluorescente in situ (FISH), 
y a continuación describiremos diferentes aplicaciones, como 
métodos destinados a la filogenia (Figura 18.10) o a la expresión 
génica (Figura 18.12).
Tinción filogenética mediante FISH
Los colorantes FISH filogenéticos son oligonucleótidos 
fluorescentes cuya secuencia de bases es complementaria 
a secuencias de RNA ribosómico (rRNA 16S o 23S en pro-
cariotas o rRNA 18S o 28S en eucariotas, Sección 12.4). 
Los colorantes filogenéticos penetran en las células sin lisar-
las e hibridan con el rRNA directamente en los ribosomas. El 
número de sondas fluorescentes unidas a una célula refleja el 
número de los ribosomas de esta. Como las células microbia-
nas pueden contener decenas de miles de ribosomas, la señal 
que se obtiene puede ser muy fuerte. Y puesto que los riboso-
mas se encuentran dispersos por toda la célula en la mayoría 
de los procariotas, la célula entera emite fluorescencia (Figu-
ras 18.9b y 18.10). 
Se pueden diseñar colorantes filogenéticos muy específi-
cos y que reaccionen solo con una especie o con un grupo de 
A
le
x
 T
. 
N
ie
ls
e
n
A
le
x
 T
. 
N
ie
ls
e
n
(a) (b)
Figura 18.9 Morfología y diversidad genética. Las micrografías
mostradas aquí producidas por (a) microscopía de contraste de fases y 
(b) una técnica llamada FISH filogenética (Sección 18.4), pertenecen al mismo
campo de células. Aunque las células ovaladas grandes tienen un tamaño
inusual para las células procarióticas y parecen similares por microscopía
de contraste de fases, la tinción filogenética revela que se trata de dos tipos
genéticamente distintos (una se tiñe de amarillo y la otra de azul). Ambos tipos
de células miden unos 2,25 μm de diámetro. Las células verdes en pares o
agrupamientos miden aproximadamente 1 μm de diámetro.
(a)
Levadura
Bacillus
(b) (c)
N
o
rm
a
n
 P
a
c
e
N
o
rm
a
n
 P
a
c
e
N
o
rm
a
n
 P
a
c
e
Figura 18.10 Sondas de rRNA marcadas con fluorescencia: tinciones
filogenéticas. (a) Micrografía de contraste de fases de células de Bacillus 
megaterium (bacilo, Bacteria) y de levaduras Saccharomyces cerevisiae 
(células ovales, Eukarya). (b) El mismo campo; células teñidas con una 
sonda de rRNA amarillo-verdosa universal (esta sonda hibrida con el rRNA 
de organismos de cualquier dominio filogenético. (c) El mismo campo; 
células teñidas con una sonda eucariótica (solo reaccionan las células de 
S. cerevisiae). Las células de B. megaterium tienen un diámetro aproximado
de 1,5 μm y el diámetro de las células de S. cerevisiae mide unos 6 μm.
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