Anar al contingut

Ecologia molecular

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià

La ecologia molecular és un camp de la biologia evolutiva[1] que s'ocupa d'aplicar la genètica de poblacions moleculars, la filogenético molecular i, més recentment, la genómica a qüestions ecològiques tradicionals (diagnòstic d'espècies, conservació i evaluació de la biodiversitat, relaciones espècies-àrea, etc. preguntes en ecologia del comportament). És virtualment sinònim del camp de la "Genètica Ecològica", com ho varen iniciar Theodosius Dobzhansky, E. B. Ford, Godfrey M. Hewitt i uns atres.[2] Estos camps estan units en el seu intent d'estudiar qüestions de base genètica "en el camp" en lloc d'en el laboratori. L'ecologia molecular està relacionada en el camp de la genètica de la conservació.

Els métodos inclouen en freqüència l'us de microsatélites per a determinar el fluix de gens i la hibridació entre poblacions. El desenroll de l'ecologia molecular també està estretament relacionat en l'us de microarrays de ADN, lo que permet l'anàlisis simultàneu de l'expressió de mils de gens diferents. La PCR quantitativa també pot usar-se per a analisar l'expressió gènica com a resultat de canvis en les condicions ambientals o diferents respostes d'individus adaptats de manera diferent.

L'ecologia molecular utilisa senyes genètiques moleculars per a respondre preguntes ecològiques relacionades en biogeografía, genómica, genètica de conservació i ecologia del comportament. Els estudis utilisen principalment senyes basades en seqüències d'àcit desoxirribonucleico (ADN). Este enfocament s'ha millorat durant varis anys per a permetre als investigadors secuenciar mils de gens a partir d'una chicoteta cantitat de ADN inicial. Els tamanys dels alels són una atra forma en que els investigadors poden comparar individus i poblacions, lo que els permet quantificar la diversitat genètica dins d'una població i les similituts genètiques entre poblacions.[3]

Archiu:Serratia marcescens, Micrococcus luteus and Staphylococcus epidermidis.jpg

Diversitat bacteriana

[editar | editar còdic]

Les tècniques d'ecologia molecular s'utilisen per a estudiar in situ qüestions de diversitat bacteriana. Molts microorganismes no es poden obtindre fàcilment com ceps cultivades en el laboratori, lo que permetria la seua identificació i caracterisació. També sorgix del desenroll de la tècnica de PCR, que permet el ràpit amplificament del material genètic.


L'amplificament d'ADN de mostres ambientals utilisant cebadores generals o específics de grup conduïx a una mescla de material genètic, que requerix classificació abans de secuenciar i identificar. La tècnica clàssica per a conseguir-ho és per mig de la clonació, que consistix en incorporar els fragments de ADN amplificats en plásmidos bacterians. Tècniques com l'electroforesis en gel de gradient de temperatura permeten un resultat més ràpit. Més recentment, el advenimiento de tecnologies de seqüenciació de ADN de pròxima generació de cost relativament baix, com les plataformes 454 i Illumina, ha permés l'exploració de l'ecologia bacteriana sobre gradient ambientals a escala continental, com el pH[4] que no era factible en la tecnologia tradicional.

Archiu:Morphological diversity of marine fungi.jpg

Diversitat de foncs

[editar | editar còdic]

L'exploració de la diversitat fúngica in situ també s'ha beneficiat de les tecnologies de seqüenciació de ADN de pròxima generació. L'us de tècniques de seqüenciació d'alt rendiment ha segut àmpliament adoptat per la comunitat d'ecologia fúngica des de la primera publicació del seu us en el camp en 2009.[5] De forma similar a l'exploració de la diversitat bacteriana, estes tècniques han permés estudis d'alta resolució de qüestions fonamentals en l'ecologia dels foncs com la filogeografía,[6] la diversitat de foncs en els sols forestals,[7] estratificació de les comunitats de foncs en els horisons del sol,[8] i successió de foncs en la fulleram vegetal en descomposició.[9]


La majoria de les investigacions sobre ecologia fúngica que aprofiten els enfocaments de seqüenciació de pròxima generació impliquen la seqüenciació d'amplicones de PCR de regions conservades de ADN (és dir, gens marcadors) per a identificar i descriure la distribució de grups taxonómicos en la comunitat fúngica en qüestió, encara que l'investigació més recent s'ha centrat en seqüenciació d'amplicones de gens funcionals.[5][8] El locus d'elecció per a una descripció de l'estructura taxonómica de les comunitats fúngicas ha segut tradicionalment la regió del espayador transcrito intern (ITS) dels gens d'ARN ribosómico[10] per la seua utilitat per a identificar foncs a nivells taxonómicos de gènero o espècie,[11] i la seua alta representació en bases de senyes de seqüència pública. Un segon locus àmpliament utilisat,[6][12] la regió D1-D3 dels gens d'ARN ribosómico 28S, pugues no permetre la classificació de baix nivell taxonómico de el ITS,[13][14] pero demostra un rendiment superior en l'alliniació de seqüències i la filogenético.[15] Ademés, la regió D1-D3 pot ser un millor candidat per a la seqüenciació en les tecnologies de seqüenciació d'Illumina.[16] Es va mostrar que la precisió de la classificació de les seqüències de la regió ITS o D1-D3 es basava en gran mida en la composició de la seqüència i la calitat de les bases de senyes utilisades per a la comparació, i les seqüències de mala calitat i l'identificació errònea de seqüències en les bases de senyes públiques és una preocupació important.[17][18] La construcció de bases de senyes de seqüències que tenen una àmplia representació dels foncs i que són seleccionades per experts taxonómicos és el següent pas fonamental.[19]


Les tecnologies de seqüenciació de pròxima generació generen grans cantitats de senyes, i l'anàlisis de senyes de gens marcadors de foncs és un àrea activa d'investigació.[5][20] Dos àrees principals d'interés són els métodos per a agrupar seqüències en unitats taxonómicas operatives per mig de la similitut de seqüència i el control de calitat de les senyes de seqüència. Actualment, no hi ha consens sobre els métodos preferits per a l'agrupació, i l'agrupació i els métodos de processament de seqüències poden afectar significativament els resultats, especialment per a la regió ITS de llongitut variable. Ademés, les espècies de foncs varien en la similitut de seqüència intraespecífica de la regió ITS.[21] L'investigació recent s'ha dedicat al desenroll de protocols d'agrupació flexibles que permeten que els llindars de similitut de seqüència varien segons els grups taxonómicos, que estan respalats per seqüències ben anotades en bases de senyes de seqüències públiques.[19]


Referències

[editar | editar còdic]
  1. ↑
  2. ↑ Miglani (2015). Essentials of Molecular Genetics, Alpha Science International Limited, p. 36.
  3. ↑ Freeland, Joanna R. (2014). «Molecular Ecology», eLS, John Wiley & Sons, Inc. doi:10.1002/9780470015902.a0003268.pub2. ISBN 978-0-470-01590-2.
  4. ↑ Applied and Environmental Microbiology.75(15)
    5111–5120.ISSN 1098-5336.doi:10.1128/AEM.00335-09.
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 Biology and Fertility of Soils.49(8)
    1027–1037.ISSN 1432-0789.doi:10.1007/s00374-013-0801-i.
  6. ↑ 6,0 6,1 Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.107(31)
    13748–13753.ISSN 1091-6490.doi:10.1073/pnas.1000454107.
  7. ↑ The New Phytologist.184(2)
    449–456.ISSN 1469-8137.doi:10.1111/j.1469-8137.2009.03003.x.
  8. ↑ 8,0 8,1 The ISME Journal.6(2)
    248–258.ISSN 1751-7362.doi:10.1038/ismej.2011.95.
  9. ↑ The ISME Journal.7(3)
    477–486.ISSN 1751-7362.doi:10.1038/ismej.2012.116.
  10. ↑ Molecular Ecology Resources.9 Suppl s1
    83–89.ISSN 1755-098X.doi:10.1111/j.1755-0998.2009.02635.x.
  11. ↑ Molecular Ecology.10(8)
    1855–1871.ISSN 0962-1083.doi:10.1046/j.0962-1083.2001.01333.x.
  12. ↑ Frontiers in Microbiology.4ISSN 1664-302X.doi:10.3389/fmicb.2013.00078.
  13. ↑ Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.109(27)
    E1812.ISSN 0027-8424.doi:10.1073/pnas.1207508109.
  14. ↑ Applied and Environmental Microbiology.80(3)
    829–840.ISSN 1098-5336.doi:10.1128/AEM.02894-13.
  15. ↑ The New Phytologist.166(3)
    1063–1068.ISSN 0028-646X.doi:10.1111/j.1469-8137.2005.01376.x.
  16. ↑ Applied and Environmental Microbiology.78(5)
    1523–1533.ISSN 1098-5336.doi:10.1128/AEM.06826-11.
  17. ↑ New Phytologist.160(1)
    4–5.ISSN 1469-8137.doi:10.1046/j.1469-8137.2003.00894.x.
  18. ↑ MycoKeys.4
    37–63.ISSN 1314-4049.doi:10.3897/mycokeys.4.3606.
  19. ↑ 19,0 19,1 Molecular Ecology.22(21)
    5271–5277.ISSN 1365-294X.doi:10.1111/mec.12481.
  20. ↑ The New Phytologist.199(1)
    288–299.ISSN 0028-646X.doi:10.1111/nph.12243.
  21. ↑ Evolutionary Bioinformatics Online.4
    193–201.ISSN 1176-9343.doi:10.4137/ebo.s653.
Obtingut de «https://www.lenciclopedia.org/w/index.php?title=Ecologia_molecular&oldid=808774»