En busca del gen 16S, la huella genética bacteriana

Genes

La secuenciación de un gen concreto, el 16S (común a todas las bacterias y arqueas), es la técnica que permite la aproximación más certera a la composición bacteriana de un medio biológico.

Clásicamente, el estudio de la composición microbiológica de un medio orgánico se ha llevado a cabo a través de su cultivo. Se trata de una técnica económica pero poco eficiente, ya que únicamente son cultivables mediante métodos convencionales, en el caso del intestino, menos del 30% de las especies bacterianas que lo habitan. Esta limitación se debe, entre otros factores, al desconocimiento de los requerimientos nutricionales de determinados subgrupos de bacterias, así como a la presencia de anaerobios estrictos muy sensibles al oxígeno. El abordaje a través de la secuenciación génica del ADN bacteriano supera los anteriores inconvenientes del cultivo.

El tamaño del ADN bacteriano posee un rango enorme, pudiendo oscilar entre los 160.000 y los 12 millones de pares de bases, pero en este caso únicamente secuenciamos un gen en concreto. Hablamos del gen bacteriano que codifica para la subunidad 16S ribosomal, que reúne ciertas particularidades que lo hacen muy interesante para el estudio de la taxonomía bacteriana: se trata de un gen común a todas las bacterias y arqueas, y contiene las huellas de la deriva filogenética en la evolución de las especies (permite reconocer la distancia filogenética entre especies). Se compone de unos 1.500 pares de bases, que se clasifican en regiones constantes y variables. Una vez secuenciado el gen, procedemos a la comparación con bases de datos de acceso público, determinando la composición bacteriana de un medio biológico. Utilizando además datos de abundancia relativa de cada especie, podemos calcular índices de biodiversidad o riqueza microbiológica.

Este método presenta también limitaciones, puesto que en las bases de datos de acceso público únicamente encontramos el 10% de las bacterias, aquellas cultivables, previamente conocidas. Es decir, que hay secuencias de ADN que quedan huérfanas, sin que puedan ser asignadas a un estrato taxonómico preciso, aunque sí se puedan filiar dentro clases filogenéticas. Es decir, muchas veces no se puede saber la especie concreta pero sí el género o clase a la que pertenece. Por otro lado, existen otros microorganismos, como los virus y los hongos, que carecen del gen 16S, y por tanto no pueden ser identificados a través de este método.

Como conclusión, es importante saber que la aproximación más certera a la composición de un medio biológico no se realiza mediante cultivo, sino mediante el estudio de la huella genética bacteriana. La secuenciación del gen 16S es el método más extendido hoy en día aunque, como hemos destacado en este artículo, no está exento de limitaciones.

 

Fecha de última modificación del artículo: 02/03/2015
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