Marcadores Moleculares

INTRODUCCIÓN

En los últimos años se ha popularizado el empleo de marcadores moleculares para identificar organismos, aprovechando el desarrollo de nuevas técnicas, aparatos y la relativa sencillez de los procedimientos. (Coto, 2007)

El uso de marcadores genéticos moleculares ofrece la posibilidad de estudiar poblaciones de organismos y seleccionar aquellos que presentan rasgos de interés para el hombre.

Los marcadores moleculares han sido vistos como herramientas para un gran número de aplicaciones que van desde la localización de genes hasta el fitomejoramiento de variedades vegetales mediante la selección asistida por marcadores. (Reynolds & Pask., 2012)

Los marcadores moleculares permiten separar en componentes la complejidad de la tolerancia a la sequía y controlar eficientemente los factores genéticos en programas de selección. El análisis de la expresión de caracteres que contribuyen al rendimiento bajo estés hídrico entre genotipos contrastantes, permiten establecer mapas genómicos.

¿QUÉ SON LOS MARCADORES MOLECULARES?

El conocimiento de las bases moleculares implicadas en algunos procesos patológicos como el cáncer, o simples características de interés como resistencia a patógenos en plantas es, en ocasiones, un proceso difícil de abordar de forma directa. Por ello se están desarrollando otras metodologías que permitan aproximarnos a estos problemas de una forma indirecta. En base a estas premisas surgen los marcadores moleculares. Un marcador es un carácter o un gen que puede usarse para indicar la presencia de otro gen, de forma que la expresión de una característica implica la presencia de otra. Teniendo en cuenta esta cualidad los marcadores permiten el estudio de poblaciones de organismos en los cuales poder seleccionar características de interés que no necesariamente deben estar expresándose en el momento de estudio.

Caetano-Anolles (1991) define a los marcadores moleculares como segmentos de ADN que se consideran como marcas o puntos de referencia para el análisis del genoma. En 1996, Ferreira y Grattapaglia amplían el concepto definiendo los marcadores moleculares como cualquier fenotipo molecular originado de la expresión de un gen o un segmento específico de ADN.

Un marcador se refiere a cualquier molécula de proteína, ARN o ADN de tamaño o peso molecular conocido que sirve para monitorear o calibrar la separación de las mismas utilizando electroforesis o cromatografía, y un marcador genético como cualquier gen cuya expresión permite un efecto fenotípico que puede ser detectado fácilmente (por ejemplo, un gen que ocasiona resistencia para algún antibiótico).

Los marcadores moleculares han sido definidos como cualquier diferencia notípica controlada genéticamente. Se puede considerar que cualquier molécula, orgánica o inorgánica, que sea característica de un organismo o proceso sea un marcador. Los marcadores idóneos son los de ADN, siendo válido cualquier fragmento que se encuentre muy cerca del gen o de la secuencia de interés y que lógicamente no afecte al carácter en estudio.

Los marcadores del ADN se basan fundamentalmente en el análisis de las diferencias en pequeñas secuencias del ADN entre individuos. Las técnicas empleadas para ello son muy diversas y dan el nombre a los distintos tipos de marcadores, los cuales pueden ser de carácter dominante o codominante .

Los marcadores moleculares son biomoléculas que se pueden relacionar con un rasgo genético. Las biomoléculas que pueden ser marcadores moleculares son las proteínas (antígenos e isoenzimas) y el DNA (genes conocidos o fragmentos de secuencia y función desconocida). Cuando varios marcadores moleculares se asocian inequívocamente con un rasgo genético, se dice que forman un QTL (loci de rasgos cuantitativos o cuantificables). Un marcador molecular monomórfico es invariable en todos los organismos estudiados, pero cuando presenta diferencias en el peso molecular, actividad enzimática, estructura, o sitios de restricción, se dice que es polimórfico. A veces el grado de variación es tal que se denomina hipervariable . (Díaz, 2014)

Los marcadores moleculares son fenotípicamente neutros y presentan una mayor segregación o polimorfismos que los morfológicos.

Comparación entre marcadores morfológicos y moleculares

Marcadores Morfológicos

Marcadores Moleculares

Influencia del ambiente Sin influencia ambiental y neutro

Bajo número Cantidad ilimitada

Baja cobertura del genoma Amplia cobertura del genoma

Bajo nivel de polimorfismo Alto nivel de polimorfismo

Menos informativos (dominantes o recesivos) Más informativos

(en general codominantes)

Caracteres de madurez Análisis en fases tempranas

Sencillos, rápidos y objetivos

.Existen dos tipos de Marcadores Moleculares: las proteínas (principalmente las isoenzimas) y los marcadores de ADN.

ISOENZIMAS

Las isoenzimas, o aloenzimas, son las proteínas más ampliamente usadas como marcadores moleculares y éstas fueron los primeros marcadores moleculares usados en genética de plantas.

Las isoenzimas son variantes de una misma enzima (son formas funcionalmente similares de enzimas), que comparten un sustrato en común pero difieren en su movilidad electroforética. Incluyen todos los polímeros de subunidades producidos por diferentes loci o por alelos diferentes en el mismo locus. Diferentes individuos en una misma población pueden tener diferentes formas moleculares de la misma proteína. Esa variabilidad en cuanto a la estructura de las proteínas es producida por factores genéticos o epigenéticos.

Su análisis se realiza extrayendo la enzima de los tejidos de la planta, tras lo cual, las variantes son separadas con electroforesis y visualizadas mediante la tinción del gel con colorantes específicos (Powell1992;Haines 1994). Entre las variantes enzimáticas frecuentemente empleadas se mencionan; malato deshidrogenasa, fosfoglucomatasa, glutamato oxaloacetato transmitasa, shikimato deshidrogenasa y peroxidasas (Jarret y Litz 1986). No obstante, Tanksley(1993)menciona que el uso

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