Marcador molecular

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En biología molecular y otros campos, un marcador molecular es una molécula, extraída de alguna fuente, que proporciona información sobre su origen. Por ejemplo, el ADN es un marcador molecular que proporciona información sobre el organismo del que se ha extraído. Otro ejemplo: algunas proteínas pueden ser marcadores moleculares de la enfermedad de Alzheimer en una persona de la que se han extraído. Los marcadores moleculares pueden ser no biológicos. Los marcadores no biológicos se utilizan a menudo en estudios medioambientales.

Marcadores genéticos

En genética, un marcador molecular (identificado como marcador genético) es un fragmento de ADN que está asociado con una determinada ubicación dentro del genoma. Los marcadores moleculares se utilizan en biología molecular y biotecnología para identificar una secuencia particular de ADN en un conjunto de ADN desconocido.

Tipos de marcadores genéticos

Existen muchos tipos de marcadores genéticos, cada uno con sus propias limitaciones y ventajas. Dentro de los marcadores genéticos hay tres categorías diferentes: "Marcadores de primera generación", "Marcadores de segunda generación" y "Marcadores de nueva generación". Estos tipos de marcadores también pueden identificar dominancia y codominancia dentro del genoma. Identificar dominancia y codominancia con un marcador puede ayudar a distinguir heterocigotos de homocigotos dentro del organismo. Los marcadores codominantes son más beneficiosos porque identifican más de un alelo, lo que permite a alguien seguir un rasgo particular a través de técnicas de mapeo. Estos marcadores permiten la amplificación de una secuencia particular dentro del genoma para comparación y análisis.

Los marcadores moleculares son eficaces porque identifican una gran cantidad de vínculos genéticos entre ubicaciones identificables dentro de un cromosoma y se pueden repetir para su verificación. Pueden identificar pequeños cambios dentro de la población mapeada, lo que permite distinguir entre especies mapeadas, lo que permite la segregación de rasgos e identidad. Identifican ubicaciones particulares en un cromosoma, lo que permite la creación de mapas físicos. Por último, pueden identificar cuántos alelos tiene un organismo para un rasgo particular (bialélico o polialélico).

Lista de marcadores	Acrónimos
Fragmento de restricción Longitud Polimorfismo	RFLP
ADN polimorfo amplificado aleatorio	RAPD
Fragmento amplificado Longitud Polimorfismo	AFLP
Repetición del tándem número variable	VNTR
Oligonucleótido Polimorfo	OP
Polimorfismo de Nucleotida Única	SNP
Allele Specific Associated Primers	SAP
Repeticiones por secuencia inversa	ISTR
Inter-retrotransposon Polimorfismo amplificado	IRAP

Como ya se ha dicho, los marcadores genómicos tienen puntos fuertes y débiles particulares, por lo que es necesario tenerlos en cuenta y conocerlos antes de usarlos. Por ejemplo, un marcador RAPD es dominante (identifica solo una banda de distinción) y puede ser sensible a resultados reproducibles. Esto se debe normalmente a las condiciones en las que se produjo. Los RAPD también se utilizan bajo el supuesto de que dos muestras comparten un mismo locus cuando se produce una muestra. Diferentes marcadores también pueden requerir diferentes cantidades de ADN. Los RAPD pueden necesitar solo 0,02 ug de ADN, mientras que un marcador RFLP puede requerir 10 ug de ADN extraído de él para producir resultados identificables. En la actualidad, los marcadores SNP han resultado ser una herramienta potencial en los programas de mejoramiento de varios cultivos.

Mapping of genetic markers

El mapeo molecular ayuda a identificar la ubicación de marcadores particulares dentro del genoma. Hay dos tipos de mapas que pueden crearse para el análisis del material genético. En primer lugar, está el mapa físico, que ayuda a identificar la ubicación de un individuo en un cromosoma, así como en qué cromosoma se encuentra. En segundo lugar, está el mapa de ligamiento, que identifica cómo determinados genes están ligados a otros genes en un cromosoma. Este mapa de ligamiento puede identificar distancias a otros genes utilizando centiMorgans (cM) como unidad de medida. Los marcadores codominantes pueden utilizarse en el mapeo para identificar ubicaciones particulares dentro de un genoma y pueden representar diferencias en el fenotipo. El ligamiento de marcadores puede ayudar a identificar polimorfismos particulares dentro del genoma. Estos polimorfismos indican cambios leves dentro del genoma que pueden presentar sustituciones de nucleótidos o reordenamiento de la secuencia. Al desarrollar un mapa, es beneficioso identificar varias distinciones polimórficas entre dos especies, así como identificar secuencias similares entre dos especies.

Aplicación en ciencias vegetales

Al utilizar marcadores moleculares para estudiar la genética de un cultivo en particular, hay que tener en cuenta que los marcadores tienen restricciones. Primero se debe evaluar cuál es la variabilidad genética dentro del organismo en estudio. Analizar cuán identificable es una secuencia genómica particular, cerca o en genes candidatos. Se pueden crear mapas para determinar distancias entre genes y diferenciación entre especies.

Los marcadores genéticos pueden ayudar en el desarrollo de nuevos rasgos novedosos que pueden ser puestos en producción en masa. Estos nuevos rasgos pueden ser identificados usando marcadores moleculares y mapas. Rasgos particulares como el color, pueden ser controlados por sólo unos pocos genes. Rasgos cualitativos (requieren menos de 2 genes) como el color, pueden ser identificados usando MAS (selección asistida por marcadores). Una vez que se encuentra un marcador deseado, es posible seguirlo dentro de diferentes generaciones filiales. Un marcador identificable puede ayudar a seguir rasgos particulares de interés cuando se cruzan entre diferentes géneros o especies, con la esperanza de transferir rasgos particulares a la descendencia.

Un ejemplo de uso de marcadores moleculares para identificar un rasgo particular dentro de una planta es la fusariosis de la espiga en el trigo. La fusariosis de la espiga puede ser una enfermedad devastadora en los cultivos de cereales, pero ciertas variedades o descendientes pueden ser resistentes a la enfermedad. Esta resistencia se infiere por un gen particular que se puede seguir utilizando MAS (selección asistida por marcadores) y QTL (loci cuantitativos de rasgos). Los QTL identifican variantes particulares dentro de fenotipos o rasgos y, por lo general, identifican dónde se encuentra el GOI (gen de interés). Una vez que se ha realizado el cruce, se puede tomar una muestra de la descendencia y evaluarla para determinar qué descendencia heredó los rasgos y cuál no. Este tipo de selección se está volviendo más beneficioso para los criadores y agricultores porque está reduciendo la cantidad de herbicidas, fungicidas e insecticidas que se deben utilizar en los cultivos. Otra forma de insertar un GOI es a través de la transmisión mecánica o bacteriana. Esto es más difícil, pero puede ahorrar tiempo y dinero.

Aplicaciones de marcadores en la cría de cereales

Evaluar la variabilidad de las diferencias y características genéticas dentro de una especie.
Identificación e identificación de genotipos.
Estimación de distancias genéticas entre especies y descendientes.
Identificar la ubicación de QTLs.
Identificación de secuencia de ADN de genes candidatos útiles.

Aplicaciones de marcadores en la acuicultura

Identificación de especies.
Estudio de variación genética y estructura demográfica en poblaciones naturales.
Comparación entre poblaciones salvajes y hatchery.
Evaluación de los obstáculos demográficos en las poblaciones naturales.
Marker ayudó a la cría.

Marcadores bioquímicos

Los marcadores bioquímicos son generalmente marcadores proteicos. Estos se basan en el cambio en la secuencia de aminoácidos en una molécula de proteína. El marcador proteico más importante es la aloenzima. Las aloenzimas son formas variantes de una enzima que están codificadas por diferentes alelos en el mismo locus y estas aloenzimas difieren de una especie a otra. Por lo tanto, para detectar la variación se utilizan aloenzimas. Estos marcadores son marcadores de tipo I.

Ventajas:

Marcadores co-dominantes.
Menos precio.

Desventajas:

Requiere información previa.
Baja potencia de polimorfismo.

Aplicaciones:

Cartografía de enlaces.
Estudios de población.

Véase también

Biomarker
Son muy útiles para conocer la estabilidad genética de un organismo particular Biosignature

Referencias

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