Lineas puras en la acuicultura

Que es una linea pura?

La linea pura se refiere a un grupo de individuos o individuo, que son homocigóticos para todos sus caracteres, donde estos caracteres se mantiene de forma constante generación tras generación, sin importar que esos se crucen con otros individuos siempre y cuando pertenezcan a la misma linea familiar.

 ¿ Para que generar lineas puras?

En la acuicultura se producen lineas puras con el objetivo de obtener organismos uniformes en cuanto a las características deseadas por el productor, tales como tasa de crecimiento, selección de colores, aletas mas grandes y llamativas, de modo que al cruzar organismos provenientes de la misma linea familiar estas características siempre se encuentren presentes.

Cruzamiento de reproductores provenientes de linea pura, donde la progenie obtenida será monocromática y se obtendrán las mismas características que los padres.

¿Que desventajas tiene generar lineas puras?

Como se mencionó antes, los organismos que se obtienen de las lineas puras serán homocigóticos es decir que su variabilidad genética es casi nula, generalmente la perdida de la variabilidad genética va acompañada del aumento de la susceptibilidad a enfermedades en los organismos, así como deformaciones, y menor capacidad de adaptación a los cambios ambientales. Ecológicamente la fuga de estos peces representa un riesgo, ya que al cruzarse con organismos silvestres se corre el riesgo de alterar las frecuencias alélicas en las poblaciones elevando el coeficiente de endogamia y poniendo en riesgo la existencia de las especies naturales.

Algunas de las consecuencias de las lineas puras es el aumento de la  endogamia lo cual puede reflejarse en  malformaciones de los organismos

Hibridación en la acuacultura

Definición de hibridación

La hibridación es el proceso mediante el cual dos organismos genéticamente diferentes son seleccionados para realizar una cruza, con el fin de obtener descendientes con características mejoradas. En la acuicultura la hibridación es utilizaba principalmente  para obtener organismos con mayor tasa de crecimiento y supervivencia, generar organismos estériles, mayor adaptación al ambiente e incluso lograr la esterilidad en ellos. 

Tipos de hibridación 

Generalmente se habla de dos tipos de hibridación; intraespecífica e interespecífica; la primera hace referencia a la cruza entre organismos de la misma especie pero genéticamente diferentes, por otra parte la hibridación interespecífica se refiere a la cruza de individuos que pertenecen a especies diferentes.

Heterosis o vigor híbrido

Al llevar a cabo la hibridación generalmente se busca obtener heterosis lo cual se define como un incremento en el rendimiento de la progenie para el acuicultor sobre el promedio de rendimiento de los progenitores.

Artículos de hibridación

En las siguientes ligas encontraras algunos articulo donde se ha llevado a cabo hibridación en especies de importancia económica para la acuicultura

Hibridación del bagre zamurito Calophysus macropterus (pices, pimelodidae)

Producción de carpa herbívora ginogenética diploide e híbridos triploides derivados de la hibridación a distancia de la carpa hembra y el cúter macho boca de boca

Un linaje híbrido derivado de la hibridación deCarassius cuvieri y Carassius auratusvar roja y un nuevo tipo de pez mejorado obtenido por retrocruzamiento.

Crassotrea corteziensis

Conocido como ostión del placer Crassostrea corteziensis es una especie considerada con alto potencial acuicola la cual es cultivada en las costas de pacifico mexicano, sin embargo existen pocos estudios filogenéticos  y poblacionales acerca de esta especie.

Taxonomía

Reino: Animalia

Filo: Mollusca

Clase: Bivalvia 

Orden: Ostreidae

Familia: Ostreidae

Genero; Crassotrea

Especie: Crassostrea corteziensis

Secuenciación del genoma

En la actualidad no se ha secuenciado el genoma completo de C. corteziensis sin embargo en NCBI existen 36  secuencias implicadas en el ADN y RNA genómico y 5 secuencias relacionadas con el DNA mitocondrial.

Anatomía

Los ostiones son moluscos bivalvos lo cuales cuentan con una concha externa que se une por un par de valvas, un musculo abductor que se une a cada valva.
Aunque C. Corteziensis presenta una forma variada de su concha en general es alargada y ovalada la cual en tallas muy grandes llega a medir 25 cm

Anatomia general de ostión

Distribución 

Se ha reportado la presencia de C. Corteziensis desde el Golfo de California hasta Paita, Peru.
Se han realizado intentos de cultivo de la especie en los estados mexicanos de Sonor, Sinaloa, Nayarit y Colima, donde una importante pesquería natural está siendo reemplazada lentamente por prácticas de acuicultura.
C. corteziensis habita en estuarios y lagunas costeras a niveles intermareales y se encuentra en las raíces de los mangles y en otros sustratos sólidos disponibles para la fijación.  Se produce en salinidades del 3 al 39% con grandes mortalidades  en salinidades inferiores, se conoce que la temperatura a la que puede sobrevivir va de 12 a 35 C°.

Reproducción 

Son organismos hermafroditas protándricos, esto quiere decir que se desarrollan como machos en su primera madures y posteriormente maduran como hembras, sin embargo está diferenciación sexual solo es observable al microscopio y no externamente.En general desovan una vez al año liberando al mar mas de 100,000,000 de  ovocitos al mar, posteriormente son fecuandados por los espermatozoides. Los ovocitos miden aproximadamente 60 micrometros de diámetro. La etapa planctónica tiene una duración de dos a tres semanas, durante este tiempo la larva se desarrolla y modifica preparándose para dejar su vida libre y fijarse en u sustrato por meido de una secreción de la glándula cementante la cual esta localizada en el pie. A partir de ese momento la larva comienza una metamorfosis adhiriéndose a un sustrato iniciando la vida sésil donde crecerá como adulto.

Larva de C. coteziensis de 6 dias de edad

Ciclo de vida

Ciclo de vida de los ostiones

1) Adultos hembra y macho

2) Ovocito libre 

3) espermatozoide

4) huevo fertilizado

5) desarrollo larvar

6) larva véliger temprana

7) larva véliger tardía

8) larva pedivéliger

9) semilla. 

Tomado de Gutierrez-Rivera 2014.

Bibliografía



De la rosa V.J., Gutierrez Wing M.T., Radilla Camacho R.1991. La cultura de la ostra en la bahia de San Quintín, BC, Mexico, Aspectos Genéticos, Ciencias marinas 17.3 , 133-145.

Gutierrez Rivera J.N. 2014. Evaluación de la respuesta unmune de la infercción experimental del ostión del placer Crassostrea corteziensis y ostión americano Crassostrea virginica con el protozoario parásito Perkinsus marinus

Flores Higuera F. A. 2011.Bases Tecnológicas para el cultivo Integral del Ostión de Placer Crassostrea Corteziensis. Tesis de maestría en ciencias marinas y costeras. Universidad Atunoma de Baja California Sur. La paz Baja California Sur.

Howard D.W., Smith C.S. 1983.Histological techniques for marine bivalve mollusks.woods hole. Massachusetts.

Nacional Center for Biotechnology Informaction (NCBI)  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/?term=crassostrea%20corteziensis  . consultado 03/02/2019

Secuenciación

La secuenciación es el método mediante el cual podemos determinar la secuencia de nucleótidos que conforma los fragmentos de ADN

Método Sanger 

El Método de Sanger se diseño en el año de 1977 por el mismo Fred Sanger, tambien conocido  como método didesoxi o secuenciación por terminación de la cadena. Es un método enzimático que permite conocer la secuencia del molde a medida que se sintetiza su hebra complementaria y para llevarse a cabo los siguientes componentes 

• Un ADN de cadena sencilla
• un cebador para iniciar la síntesis de ADN
• los cuatro desoxirribonucleótidos trifosfato (dATP, dGTP, dCTP y dTTP) 
• los cuatro didesoxiribonucleótidos trifosfato (ddATP, ddGTP, ddCTP y ddTTP) que son utilizados por la ADN polimerasa para construir la nueva hebra pero, una vez incorporados, impiden la adición de nuevos nucleótidos.

La secuenciación se lleva a cabo en cuatro tubos donde se agregan los componentes anteriormente mencionados a excepción de los ddNTP donde se agrega uno diferente en cada tubo.

En os tubos la ADN polimerasa incorpora de manera aleatoria un ddNTP la reacción se dentiene, de está forma se generan fragmentos de distinta longitud, todos ellos con el mismo ddNTP.

Estructura quimica de los nucleótidos didesoxi (ddNTP) y los desoxi (dNTP)
  

En la actualidad se ha conseguido por medio de variaciones en el método original de Sanger automatizar el proceso.
Estas mejoras incluyen los ddNTp marcados fluorescentemente. Cada ddNTP se marca con un fluoróforo diferente, ninguno interviene en la reacción de la polimerasa emitiendo luz con una longitud de onda característica, proceso que se lleva a cabo en un sólo tubo, no en cuatro.
También  se sustuyo la ADN polimerasa por la Taq-Polimerasa. asi fue posible realizar el proceso de manera automática como si se tratara de la técnica PCR así en cada ciclo aumenta en numero de fragmentos de manera exponencial los cuales están marcados con una molecula fluorescente por lo cual se le conoce como secuenciación cíclica.

Aminoácidos ( Unidades estructurales de las proteínas)

Las proteínas son polímeros formados de monómeros de aminoácidos los cuales les confieren  propiedades únicas, de modo que se pueden entender analizando las propiedades químicas de los aminoácidos que las constituyen.

En las proteínas se encuentran casi siempre 20 aminoácidos.

Estructura de los aminoácidos 

Todos los aminoácidos poseen un grupo amino y uno carboxilo separados entre sí por un carbono.

Durante el proceso de síntesis de proteína cada aminoácido se une a otros dos y forma un polímero largo ramificado llamado cadena polipeptídica 

Estructura base, de los aminoácidos 

grupo amino y carboxilo.

Clasificación de los aminoácidos 

Los aminoácidos se clasifican de acuerdo con la naturaleza de sus cadenas laterales 

• Cadenas polares cargadas: Ácido aspartico, Ácido glutámico, Lisina, Arginina e Histidina
• Cadenas polares no cargadas: serina, Treonina,Glutamina, Asparagina, Tirosina
• Cadenas no polares: Alanina, valina, Leucina, Isoleucina, Metionina, Fenilalanina, Triptófano.
• Propiedades únicas: Glicina, Cisteína,Prolina.

Propiedades de las cadenas laterales (R)

las cadenas laterales hidrófilas actúan como ácidos o bases que tienden a estar cargados por completo (+ o-)

Propiedades de la cadena lateral:

 en aminoacidos no polares: la cadena lateral hidrófoba consiste casi por completo en átomos de H y C. Estos aminoácidos tienen a formar el centro de las proteínas solubles y se concentran lejos del medio acuoso. Dichos aminoácidos juegan un papel importante en las membranas ya que se vinculan con la bicapa lipídica.

Propiedades de la cadena lateral: 
las cadenas laterales hidrófilas tienden a tener cargas en parte + o - que les permiten participar en reacciones químicas, formando puentes de hidrogeno y relacionarse con el agua

Glicina: la cadena lateral está constituida sólo por un átomo de hidrógeno y puede incluirse en un ambiente hidrófilo o hidrófobo. La glicina reside a menudo en sitios donde los dos polipéptidos entran en contacto estrecho.

Cisteína: aunque la cadena lateral tiene una naturaleza polar sin carga, posee la propiedad única de formar enlaces covalentes con otra cisteína para formar un enlace disulfuro.

Prolina: aunque la cadena lateral tiene una naturaleza hidrófoba, posee la propiedad única de crear enrollamientos en las cadenas polipeptídicas y romper estructuras secundarias ordenadas.

Electroforesis

La electroforesis es una técnica que nos permite separar las moléculas según su carga eléctrica y tamaño, a través de una matriz porosa que separa los  fragmentos de ADN. Se empleo por primera vez en el año 1937 por Tiselius y a lo largo de los años ha ido perfeccionándose, de modo que en la actualidad se ha vuelto casi imprescindible.

Fundamentos

La electroforesis se basa en la migración de las moléculas según su carga (- y +), las  biomacromoléculas (proteínas, ácidos nucleicos y polisacáridos) poseen determinada carga eléctrica con grupos aniónicos y catiónicos capaces de disociarse.
El sistema de electroforesis a emplear se decide en función de los objetivos que se desean lograr  algunos de mas empleados son ,  gel uniforme y tampón homogéneo, y gel y tampón heterogéneo.
La velocidad con la que las moléculas migran va depender de su densidad, voltaje aplicado y porosidad del gel de electroforesis.

La separación electroforetica de proteínas casi siempre se realiza por electroforesis en gel de poliacrilamia (PAGE), donde las proteínas son impulsadas a través de una matriz gelatinosa.
Esta matriz está compuesta de pequeño polímeros de una molécula orgánica ( acrilamida) la cual establece enlaces cruzados formando un tamiz o red.
El gel de poliacrilamida puede formarse como una losa delgada entre dos placas de vidrio.
Una vez que el gel se polimeriza, se suspende entre dos comportamientos los cuales contienen un amortiguador en el que se sumergen electrodos opuestos.
En los geles que tiene forma de losa, la muestra que contiene la proteínas de nuestro interés son colocadas en ranuras  sobre el borde superior del gel.
 Posteriormente se aplica el voltaje y la corriente fluye por la losa de gel lo que hace que las proteínas se muevan hacia el electrodo de carga opuesta.
Después de la electroforesis, la losa se retira de las placas  y se tiñe.

Electroforesis en gel de poliacrilamida
Las muestras de proteína suelen disolverse en una solución de sacarosa cuya densidad impide que la muestra se mezcle con el amortiguador y luego se carga en los pozos con una pipeta fina (paso 1).
Después se aplica la corriente directa al ge, lo que ocasiona que las proteínas se muevan en la poliacrilamida en carriles paralelos, las proteínas se mueven como bandas inversamente proporcionales a su masa molecular. (paso 2)
una vez que la electroforesis se completa, el gel se retira del marco de vidrio y se tiñe en una charola (paso 3)













Bibliografía

Hilda, Dra, and Marilín García. 2000. “Electroforesis En Geles de Poliacrilamida : Fundamentos , Actualidad e Importancia.” 1(2): 31–41.

Ill, S I S, and Morales Becerril. “Fundamentos y Conceptos Básicos.

Da clic aquí para ver un vídeo relacionado con la electroforesis

Técnica de PCR

PCR (Reacción en cadena de la polimerasa) como herramienta de diagnostico de enfermedades en cultivos acuícolas.

Debido a que en las ultimas décadas las enfermedades por presencia de patógenos en los cultivos acuícolas  han ocasionado grandes perdidas económicas a lo largo de la historia, ha sido necesario desarrollar y perfeccionar técnicas que nos permitan detectar los agentes causales de dichas enfermedades.

La  PCR destaca por ser una de las técnicas que permiten un diagnostico rápido y confiable de dichos patógenos, para poder prevenir y/o dar un tratamiento oportuno la cual permite amplificar pequeños segmentos de ADN para identificar organismos microscópicos  que causan enfermedades.

Principios de la técnica PCR

La PCR permite amplificar de manera selectiva fragmentos de ADN de un determinado organismo, fragmento que se encuentra entre dos regiones cuya secuencias debe ser conocidas, estas regiones actúan como iniciadores de la reacción de síntesis del ADN la cual está catalizada por la enzima ADN polimerasa.

La reacción consta de varias ciclos que se llegan a cabo de manera sucesiva, los cuales se caracterizan por incluir tres fases

• Desnaturalización
• Hibridación
• Elongación

Como resultado de la serie de ciclos se obtiene la amplificación exponencial del fragmento de interés.

Bibliografía:
Gibello A, Del Mar Blanco, Dominguez L, Fernande G. J. F. Utilización de la PCR para el diagnostico en Ictiopatología. Universidad Complutense de Madrid. Madrid, España.