Nota Por: Sofía de Teresa
¿Qué son los códigos de barras genéticos?
El ADN (ácido desoxirribonucleico) es la molécula encargada de transmitir la información genética o hereditaria, y contiene las instrucciones necesarias para que los organismos puedan funcionar y desarrollarse. El ADN se conforma por cuatro componentes básicos llamados nucleótidos: adenina (A), guanina (G), timina (T) y citosina (C).
Los genes son pequeños fragmentos de ácido desoxirribonucleico, y contienen la información necesaria para que las células de un organismo puedan codificar proteínas. En cada especie, el orden en que se presentan los nucleótidos a lo largo de los genes varía; es decir, la secuencia de nucleótidos no es la misma para una especie y otra, y esto es lo que permite que exista una gran diversidad biológica en el planeta.
Dentro de una misma especie, podemos encontrar ciertos genes que son únicos e idénticos (o con muy poca variación) para todos los organismos que pertenecen a esa misma especie. Por el contrario, si comparamos esos mismos genes con los de otras especies, hallaremos diferencias. Estas pequeñas secciones distintivas de ADN pueden servir como una suerte de huella digital genética que permite identificar a las especies a partir del análisis de la secuencia de su ADN.
Los genes son pequeños fragmentos de ácido desoxirribonucleico, y contienen la información necesaria para que las células de un organismo puedan codificar proteínas. En cada especie, el orden en que se presentan los nucleótidos a lo largo de los genes varía; es decir, la secuencia de nucleótidos no es la misma para una especie y otra, y esto es lo que permite que exista una gran diversidad biológica en el planeta.
Dentro de una misma especie, podemos encontrar ciertos genes que son únicos e idénticos (o con muy poca variación) para todos los organismos que pertenecen a esa misma especie. Por el contrario, si comparamos esos mismos genes con los de otras especies, hallaremos diferencias. Estas pequeñas secciones distintivas de ADN pueden servir como una suerte de huella digital genética que permite identificar a las especies a partir del análisis de la secuencia de su ADN.
Algunos ejemplos de investigaciones con códigos de barras genéticos realizadas en nuestro país:
• Estudios pioneros con mini códigos de barras genéticos para identificar especies de animales:
Las investigaciones de Ivanova en la Biosfera de la Reserva de Calakmul de Yucatán, son el primer trabajo en el que mini códigos de barras genéticos fueron utilizados para identificar especies de aves y mamíferos.
• Análisis de efectividad de marcadores en plantas:
En México, muchos estudios sobre plantas han estado enfocados a la evaluación de la efectividad del uso de distintas regiones del ADN como marcadores para distinguir especies de plantas con semillas.
• Detección y exploración de especies crípticas de diversos animales:
Los estudios realizados en México han permitido identificar varias especies crípticas, es decir, especies que tienen un enorme parecido morfológico o físico entre sí, pero que pueden ser distinguibles a partir del estudio de sus secuencias de ADN. Algunos ejemplos de ello son los estudios realizados con: microcrustáceos, abejas sin aguijón, avispas parasitoides, vertebrados y equinodermos.
• Estudios de especies invasoras:
También se ha analizado la identidad taxonómica de algunas especies invasoras en México, a partir del uso de los códigos de barras genéticos. Tal es el caso de Daphnia lumholtzi, Pterois volitans, y sus respectivas presas.
• Estudios de estadios larvarios de algunas especies:
Los códigos de barras genéticos han sido utilizados por científicos mexicanos para investigar las zonas y temporada de desove de varias especies del área de arrecife mesoamericano. Estos estudios han revelado estadios larvarios antes desconocidos de especies como el pez Micteroperca bonaci, que tienen una importancia comercial. Las aportaciones realizadas por estas investigaciones también han sido útiles para ligar diferentes estadios de desarrollo de insectos coleópteros (escarabajos), y lepidópteros (mariposas), así como de acantocéfalos (gusanos parásitos); ejemplo de ello es el caso de Polymorphus brevis.
• Estudio de parásitos de importancia médica:
En México, también se han realizado estudios con códigos de barras genéticos sobre especies parasitarias como el platelminto Paragonimus mexicanus, que es un parásito de mamíferos que también afecta a los humanos. Estas investigaciones han permitido revelar la existencia de tres especies diferentes de Paragonimus mexicanus; cada una de ellas, con sus propias características y distribución geográfica. La información obtenida a través de estos estudios es importante, pues permitirá efectuar prácticas de control mucho más efectivas contra esta clase de parásitos.
• Estudios con plantas medicinales:
Los científicos mexicanos, han estudiado plantas medicinales como Galphimia glauca. En este caso, gracias al uso de códigos de barras genéticos, se detectaron tres posibles especies de esta planta; cada una ellas, con un perfil químico distinto. Con este tipo de información, puede obtenerse un mejor control de calidad en el desarrollo de medicamentos generados a partir de esta especie.
• Estudios de agentes de control biológico:
Algunos científicos mexicanos también han realizado investigaciones sobre las avispas parasitoides a través de códigos de barras genéticos; la información recabada en esos estudios podría ser utilizada en el futuro para establecer agentes de control de plagas mucho más efectivos, y esto podría permitir la reducción del uso de pesticidas agrícolas.
• 51 671 códigos de barras en 2013 como aportación de los científicos mexicanos a las bases de datos públicas internacionales de códigos de barras genéticos:
En Abril de 2013, los investigadores mexicanos contribuyeron con 51 671 registros de especímenes que quedaron disponibles en la Base de Datos de Códigos de Barras de la Vida (BOLD por sus cifras en inglés). En el caso de algunos grupos, México quedó dentro de los diez países con mayor número de registros (tal es el caso de Mammalia, Actinopterygii, Annelida (en particular Polychaeta), Branchiopoda, Ostracoda, Maxillopoda, Nematoda, Pinophyta, Ascomycota y Basidiomycota.
Los estudios realizados en México han permitido identificar varias especies crípticas, es decir, especies que tienen un enorme parecido morfológico o físico entre sí, pero que pueden ser distinguibles a partir del estudio de sus secuencias de ADN. Algunos ejemplos de ello son los estudios realizados con: microcrustáceos, abejas sin aguijón, avispas parasitoides, vertebrados y equinodermos.
• Estudios de especies invasoras:
También se ha analizado la identidad taxonómica de algunas especies invasoras en México, a partir del uso de los códigos de barras genéticos. Tal es el caso de Daphnia lumholtzi, Pterois volitans, y sus respectivas presas.
• Estudios de estadios larvarios de algunas especies:
Los códigos de barras genéticos han sido utilizados por científicos mexicanos para investigar las zonas y temporada de desove de varias especies del área de arrecife mesoamericano. Estos estudios han revelado estadios larvarios antes desconocidos de especies como el pez Micteroperca bonaci, que tienen una importancia comercial. Las aportaciones realizadas por estas investigaciones también han sido útiles para ligar diferentes estadios de desarrollo de insectos coleópteros (escarabajos), y lepidópteros (mariposas), así como de acantocéfalos (gusanos parásitos); ejemplo de ello es el caso de Polymorphus brevis.
• Estudio de parásitos de importancia médica:
En México, también se han realizado estudios con códigos de barras genéticos sobre especies parasitarias como el platelminto Paragonimus mexicanus, que es un parásito de mamíferos que también afecta a los humanos. Estas investigaciones han permitido revelar la existencia de tres especies diferentes de Paragonimus mexicanus; cada una de ellas, con sus propias características y distribución geográfica. La información obtenida a través de estos estudios es importante, pues permitirá efectuar prácticas de control mucho más efectivas contra esta clase de parásitos.
• Estudios con plantas medicinales:
Los científicos mexicanos, han estudiado plantas medicinales como Galphimia glauca. En este caso, gracias al uso de códigos de barras genéticos, se detectaron tres posibles especies de esta planta; cada una ellas, con un perfil químico distinto. Con este tipo de información, puede obtenerse un mejor control de calidad en el desarrollo de medicamentos generados a partir de esta especie.
• Estudios de agentes de control biológico:
Algunos científicos mexicanos también han realizado investigaciones sobre las avispas parasitoides a través de códigos de barras genéticos; la información recabada en esos estudios podría ser utilizada en el futuro para establecer agentes de control de plagas mucho más efectivos, y esto podría permitir la reducción del uso de pesticidas agrícolas.
• 51 671 códigos de barras en 2013 como aportación de los científicos mexicanos a las bases de datos públicas internacionales de códigos de barras genéticos:
En Abril de 2013, los investigadores mexicanos contribuyeron con 51 671 registros de especímenes que quedaron disponibles en la Base de Datos de Códigos de Barras de la Vida (BOLD por sus cifras en inglés). En el caso de algunos grupos, México quedó dentro de los diez países con mayor número de registros (tal es el caso de Mammalia, Actinopterygii, Annelida (en particular Polychaeta), Branchiopoda, Ostracoda, Maxillopoda, Nematoda, Pinophyta, Ascomycota y Basidiomycota.
¿Cómo y cuándo comenzó a aplicarse la tecnología de los códigos de barras genéticos en México?
La historia de los códigos de barras genéticos en México comienza con la Primer Conferencia Internacional de Códigos de Barras de la Vida, llevada a cabo en Londres en el año de 2007. La investigadora mexicana Virginia León Régagnon del Instituto de Biología de la UNAM, asistió a esta conferencia y gestionó la inclusión del Instituto de Biología de la UNAM en el Consorcio para el Código de Barras de la Vida (Consotium for the Barcode of Life, CBOL). Al mismo tiempo, esta investigadora le dio impulso a la iniciativa de utilizar los códigos de barras genéticos como herramienta para el estudio de la biodiversidad en México.
Posteriormente, Manuel Elías Gutiérrez y Martha Valdez Moreno, realizaron durante 2005 y 2006 dos estudios pioneros de peces y zooplancton, con códigos de barras genéticos. Como resultado, investigadores mexicanos comenzaron a ser incluidos en la Junta de Gobierno del Proyecto Internacional de Códigos de Barras de la Vida (iBOL por sus siglas en inglés - International Barcode of Life project).
Más adelante, se formó MEXBOL (Código de Barras México), que es una red temática formada por investigadores mexicanos interesados en aplicar la tecnología de los códigos de barras genéticos para estudiar la megadiversidad de nuestro país. MEXBOL forma parte del proyecto internacional Barcode of Life (iBOL) en el que participan 27 naciones.
Actualmente, CONACyT y CONABIO son las instituciones que más han financiado las investigaciones con códigos de barras genéticos en México.
Hoy en día, también se está realizando en nuestro país el proyecto Códigos de Barras de la Vida Silvestre (Barcode of Wildlife Project) con el financiamiento de los Google Global Impact Awards. Dicho proyecto, busca utilizar códigos de barras genéticos, públicos y gratuitos, como una herramienta para la rápida y eficaz identificación de especies amenazadas sujetas al comercio internacional en forma ilegal.
Posteriormente, Manuel Elías Gutiérrez y Martha Valdez Moreno, realizaron durante 2005 y 2006 dos estudios pioneros de peces y zooplancton, con códigos de barras genéticos. Como resultado, investigadores mexicanos comenzaron a ser incluidos en la Junta de Gobierno del Proyecto Internacional de Códigos de Barras de la Vida (iBOL por sus siglas en inglés - International Barcode of Life project).
Más adelante, se formó MEXBOL (Código de Barras México), que es una red temática formada por investigadores mexicanos interesados en aplicar la tecnología de los códigos de barras genéticos para estudiar la megadiversidad de nuestro país. MEXBOL forma parte del proyecto internacional Barcode of Life (iBOL) en el que participan 27 naciones.
Actualmente, CONACyT y CONABIO son las instituciones que más han financiado las investigaciones con códigos de barras genéticos en México.
Hoy en día, también se está realizando en nuestro país el proyecto Códigos de Barras de la Vida Silvestre (Barcode of Wildlife Project) con el financiamiento de los Google Global Impact Awards. Dicho proyecto, busca utilizar códigos de barras genéticos, públicos y gratuitos, como una herramienta para la rápida y eficaz identificación de especies amenazadas sujetas al comercio internacional en forma ilegal.
Agradecimientos: a la Dra Virginia León-Régagnon, Dra. Laura Márquez, M. en C. Andrea Jiménez Marín, Biól. María G. Velarde Aguilar, y a la Biól. Patricia Rosas. A todos los miembros del laboratorio de Secuenciación Genómica de la Biodiversidad y de la Salud, así como del Laboratorio de Sistemática Molecular de Zoología del Instituto de Biología de la UNAM, que permitieron se recabara la información necesaria para llevar a cabo esta nota.
Fuentes:
Oceguera–Figueroa, A., León–Régagnon, V. (2014). ADN: Códigos de barras para identificar a los seres vivos. ¿Cómo ves?, No 131, páginas 10–14, UNAM, México D.F.
http://www.comoves.unam.mx/assets/revista/131/codigos-de-barras-para-identificar-a-los-seres-vivos.pdf
Gutiérrez, M. E., León-Regagnon, V. (2013). DNA barcoding in Mexico: an introduction. Molecular Ecology Resources, 13(6): 1093–1096, doi: 10.1111/1755-0998.12149, John Wiley & Sons Ltd, USA.
MEXBOL
http://www.mexbol.org/index.php?cmd=user:somos
CBOL
http://www.barcodeoflife.org/content/about/what-dna-barcoding
Oceguera–Figueroa, A., León–Régagnon, V. (2014). ADN: Códigos de barras para identificar a los seres vivos. ¿Cómo ves?, No 131, páginas 10–14, UNAM, México D.F.
http://www.comoves.unam.mx/assets/revista/131/codigos-de-barras-para-identificar-a-los-seres-vivos.pdf
Gutiérrez, M. E., León-Regagnon, V. (2013). DNA barcoding in Mexico: an introduction. Molecular Ecology Resources, 13(6): 1093–1096, doi: 10.1111/1755-0998.12149, John Wiley & Sons Ltd, USA.
MEXBOL
http://www.mexbol.org/index.php?cmd=user:somos
CBOL
http://www.barcodeoflife.org/content/about/what-dna-barcoding
Imágenes:
1–2. Wimikedia Commons
3–5. Fotografía: Sofía de Teresa. BWPM, Códigos de Barras de la Vida Silvestre México.
