estandarización de la técnica q-pcr para la identificación

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Estandarización de la técnica Q-PCR para la identificación de la enzima SoxA en bacterias asociadas a la degradación del concreto Adriana Olaya Acosta Estudiante de Ingeniería Ambiental, Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia. Asesora: Johana Husserl Orjuela Profesora asistente, Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia. Resumen La corrosión microbiana del concreto ha sido un grave problema durante mucho tiempo. Las bacterias que coexisten en las alcantarillas utilizan el sulfuro de hidrógeno para producir ácido sulfúrico, el cual es el responsable de la corrosión. Estas bacterias contiene la enzima SoxA la cual es la encargada de catalizar las reacciones sulfato oxidantes que se llevan a cabo. Cuantificar estas bacterias en una muestra es de gran importancia para realizar un análisis de riesgo y así poder tomar acciones preventivas en lugar de correctivas. La técnica de Q-PCR brinda la posibilidad de cuantificar copias de ADN que contiene una muestra a partir de primers específicos. En el siguiente trabajo se expone el procedimiento necesario para la estandarización de la técnica Q-PCR y el diseño de primers a partir de las bacterias que se encuentran involucradas en la corrosión del concreto. Palabras clave: corrosión microbiana, enzima SoxA, bacterias sulfato reductoras, Q-PCR. Abstract Microbial corrosion has been a grave issue for a long time. Bacteria that coexist in sewers use hydrogen sulfide to produce sulfuric acid, which causes corrosion. These bacteria contain SoxA enzyme, which is in charge of catalyzing the sulfide oxidation reactions that are performed. It is very important to quantify these bacteria in order to make a risk analysis and therefore take preventive actions instead of corrective actions. Q-CPR technique provides the possibility of using specific primers to quantify copies of DNA that are found inside a sample. This work presents the required procedure for the standardization of Q-PCR technique and the design of primers by means of the bacteria that are involved in concrete corrosion. Keywords: microbial corrosión, SoxA enzyme, sulfate-reducing bacteria, Q-PCR.

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Page 1: Estandarización de la técnica Q-PCR para la identificación

Estandarización de la técnica Q-PCR para la

identificación de la enzima SoxA en bacterias asociadas a

la degradación del concreto

Adriana Olaya Acosta

Estudiante de Ingeniería Ambiental, Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental,

Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia.

Asesora:

Johana Husserl Orjuela

Profesora asistente, Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, Universidad de

los Andes, Bogotá, Colombia.

Resumen

La corrosión microbiana del concreto ha sido un grave problema durante mucho tiempo.

Las bacterias que coexisten en las alcantarillas utilizan el sulfuro de hidrógeno para

producir ácido sulfúrico, el cual es el responsable de la corrosión. Estas bacterias contiene

la enzima SoxA la cual es la encargada de catalizar las reacciones sulfato oxidantes que se

llevan a cabo. Cuantificar estas bacterias en una muestra es de gran importancia para

realizar un análisis de riesgo y así poder tomar acciones preventivas en lugar de correctivas.

La técnica de Q-PCR brinda la posibilidad de cuantificar copias de ADN que contiene una

muestra a partir de primers específicos.

En el siguiente trabajo se expone el procedimiento necesario para la estandarización de la

técnica Q-PCR y el diseño de primers a partir de las bacterias que se encuentran

involucradas en la corrosión del concreto.

Palabras clave: corrosión microbiana, enzima SoxA, bacterias sulfato reductoras, Q-PCR.

Abstract

Microbial corrosion has been a grave issue for a long time. Bacteria that coexist in sewers

use hydrogen sulfide to produce sulfuric acid, which causes corrosion. These bacteria

contain SoxA enzyme, which is in charge of catalyzing the sulfide oxidation reactions that

are performed. It is very important to quantify these bacteria in order to make a risk

analysis and therefore take preventive actions instead of corrective actions. Q-CPR

technique provides the possibility of using specific primers to quantify copies of DNA that

are found inside a sample. This work presents the required procedure for the

standardization of Q-PCR technique and the design of primers by means of the bacteria that

are involved in concrete corrosion.

Keywords: microbial corrosión, SoxA enzyme, sulfate-reducing bacteria, Q-PCR.

Page 2: Estandarización de la técnica Q-PCR para la identificación

1. Introducción

El sistema de alcantarillado constituye en un componente fundamental para una

ciudad ya que se encarga de transportar dentro de ella las aguas residuales que se

generan. Estos sistemas son fabricados principalmente con concreto, el cual es un

material muy utilizado en la construcción y se compone principalmente de cemento,

agregados y agua (Gutiérrez de López, 2003). Sin embargo dichos sistemas con el

paso del tiempo se van deteriorando, produciendo fracturas lo cual puede afectar el

funcionamiento adecuado del sistema.

El deterioro de estos sistemas requiere de un inmediato mantenimiento el cual

genera altos costos a la ciudad. En ciudades como Bogotá el problema es grande, ya

que no se tiene un diagnóstico detallado del estado de las tuberías (Gómez, 2012)

por lo que el mantenimiento generalmente es de carácter correctivo y no preventivo.

Uno de los mayores inconvenientes que se presenta en el sistema de alcantarillado

es la degradación del concreto, la cual se produce por diferentes mecanismos, uno

de ellos es el biológico. Estos sistemas contienen bacterias, sulfatos y materias

orgánicas, es decir, tienen todos los elementos requeridos para que se generen

compuestos sulfurosos (Elizondo Barquero, 2004).

Las bacterias más agresivas para el concreto son la H. neapolitanus y la A.

thiooxidans (Valdes, Ossandon, Quatrini, & Holmes, 2011), las cuales utilizan el

sulfuro de hidrógeno que se produce en las aguas residuales y producen ácido

sulfúrico, el cual es el causante de la corrosión afectando sus propiedades mecánicas

(Elizondo Barquero, 2004).

Estas bacterias tienen

. La enzima SoxA ayuda a catalizar la oxidación del azufre

(Espinosa . Gracias a la identificación de esta

enzima en las bacterias que actúan en el proceso de corrosión, se puede realizar una

cuantificación de ellas.

La técnica de Q-PCR es utilizada para amplificar y cuantificar las copias de ADN

mediante fluorescencia (Salto Sánchez, 2006), es decir se podría cuantificar las

bacterias con enzima SoxA en una muestra y a partir de allí realizar un análisis de

riesgo.

Para realizar la Q-PCR es necesario empezar con una estandarización de la técnica,

la cual se realiza con una cantidad de ADN conocido. En el siguiente trabajo se

expone el procedimiento para realizar dicha estandarización, haciendo énfasis en el

diseño de primers los cuales son obtenidos mediante la alineación de la secuencia

genética de la enzima SoxA de las bacterias involucradas en la corrosión del

concreto.

Page 3: Estandarización de la técnica Q-PCR para la identificación

2. Marco teórico

2.1 Degradación del concreto

La corrosión microbiana del concreto afecta significativamente la vida útil de las

estructuras realizadas con este material. Esto provoca un aumento en los costos de

mantenimiento y en las acciones correctivas que las empresas deben realizar.

Las estructuras de concreto que principalmente se ven afectadas por la corrosión

biológica son las tuberías o tanques que contienen lixiviados, los sistemas de

drenaje, y las tuberías de alcantarillado, entre otros (Sanchez-Silva & Rosowsky,

2008).

Los alcantarillados sanitarios contienen bacterias, sulfatos y materias orgánicas, es

decir, tienen todos los elementos requeridos para que se generen compuestos

sulfurosos. Una condición que se debe cumplir siempre es la de tener condiciones

anaeróbicas. Estas condiciones anaeróbicas se desarrollan fácilmente dentro de un

alcantarillado sanitario debido a la diversidad de bacterias que hay presentes y que

consumen el oxígeno disuelto (Elizondo Barquero, 2004).

En el fondo de la tubería se genera una capa anaeróbica de lodos típicamente de

1mm de grosor. En esta parte los sulfatos de las aguas residuales son

biológicamente reducidos a sulfuros SO4= → S

= (Elizondo Barquero, 2004).

El sulfuro de hidrógeno es producido en el agua residual y posteriormente es

liberado como gas en la atmósfera de la tubería. En el techo de la tubería se realiza

la condensación y en esta parte varias bacterias coexisten, las cuales son las

encargadas de oxidar el sulfato de hidrógeno (Sawyer, McCarty, & Parking, 2003).

El sulfuro de hidrógeno es oxidado a ácido sulfúrico por las bacterias que viven en

las zonas húmedas no sumergidas (gotas de agua que se acumulan en la parte

superior de la tubería) (Elizondo Barquero, 2004). Químicamente lo que sucede es

que las bacterias utilizan el sulfuro de hidrógeno como un donador de electrones y

el oxígeno del aire como un aceptor de electrones, produciendo ácido sulfúrico H2S

+ 2O2 → H2SO4 (Madigan, Martinko, & Parker, 2000). El ácido sulfúrico produce la

corrosión.

Page 4: Estandarización de la técnica Q-PCR para la identificación

Ilustración 1. Proceso de corrosión biológica en los alcantarillados sanitarios. Tomado de

Hydrogen Sulfide corrosion: its consequences, detection and control, EPA 1991

2.2 Bacterias asociadas a la degradación del concreto

El proceso de degradación del concreto se debe principalmente a las bacterias que

habitan en las alcantarillas, ya que estas son las encargadas de realizar todo el

proceso hasta la generación del ácido sulfúrico el cual es el principal agente para la

corrosión.

Page 5: Estandarización de la técnica Q-PCR para la identificación

Las bacterias que se encuentran en estos lugares se deben a las grandes cantidades

de compuestos de azufre que hay en el sistema. La exposición a sulfuro de

hidrógeno, el cual es producido en el agua residual, baja rápidamente el pH hasta un

punto en el que las bacterias neutrofílicas oxidantes de azufre pueden crecer y

producir ácido sulfúrico. Durante la fase inicial de la degradación del concreto,

como el pH comienza a caer, el azufre elemental se acumula ligeramente hasta que

se alcanza un pH de aproximadamente 2. Cuando se forma el sulfuro de hidrógeno

las bacterias oxidantes del azufre comienzan a acumularse en la superficie del

concreto, las bacterias más abundantes que se encuentran son la Thiobacillus

plumbophilus, T. Intermedia, S. Novella, y H. Neapolitanus. Cuando el pH

disminuye aun más la bacteria A. Thiooxidans es la que predomina (Okabe, M., Ito,

& Satoh, 2007) (Vincke, Boon, & W., 2001).

Estas bacterias son capaces de crecer en compuestos de azufre reducidos pero la

forma de metabolizar dicho compuesto difiere entre ellas. Debido a los diferentes

donadores de electrones existen diferentes vías de oxidación del azufre que estas

bacterias pueden realizar (Friedrich, Bardischewsky, Rother, Quentmeier, &

Fischer, 2005). Se ha encontrado que las bacterias más agresivas para el concreto

son la H. neapolitanus y la A. thiooxidans (Valdes, Ossandon, Quatrini, & Holmes,

2011).

Estas bacterias tienen diferentes metabolismos y rutas de oxidación del azufre.

-2 a +6) ha propiciado la

aparición de una gran variedad de enzimas redox que

. El complejo de enzimas Sox es una de ellos, el

cual abarca cuatro A, SoxYZ, SoxB y Sox(CD)2. El

complejo SoxA ayuda a catalizar la oxidación del azufre, por lo que juega un papel

importante en la corrosión del concreto

2010).

Como en la actualidad faltan estudios sobre el comportamiento de estas enzimas,

especialmente en el caso de la corrosión microbiológica, en donde se podrían

diseñas inhibidores específicos de la actividad sulfoxidante, se puede realizar una

cuantificación de estas bacterias que contienen la enzima SoxA con el fin de realizar

un análisis de riego en las superficies afectadas por la corrosión.

2.3 Q-PCR

Una de las técnicas que permite realizar la cuantificación del número de bacterias

con enzima SoxA en las alcantarillas es la Q-PCR; también conocida como PCR en

tiempo real. Es una técnica de laboratorio de biología molecular utilizada para

amplificar y cuantificar las copias de ADN (Salto Sánchez, 2006).

El Q-PCR es más avanzada que el PCR convencional ya que una única copia de una

secuencia en particular podría ser detectada y amplificada específicamente

.

Page 6: Estandarización de la técnica Q-PCR para la identificación

La Q-PCR se basa en la detección y cuantificación de un marcador fluorescente

cuya señal aumenta en proporción directa a la cantidad de producto de PCR en la

reacción y al empleo de un termociclador que tiene acoplado un sistema de

detección que es capaz de adquirir y cuantificar la señal emitida por el reportero al

final de cada ciclo para cada muestra (Cortazar Martínez & Silva Rincón, 2004).

Los marcadores fluorescentes se incluyen en la reacción de amplificación, así la

detección en Tiempo Real de productos amplificados se realiza monitoreando el

aumento de la fluorescencia después de cada ciclo de amplificación. Esta señal

fluorescente se genera mediante el uso de agentes intercalantes (SYBR Green) o

sondas de hibridación específicas (Biotools).

El SYBR Green es un agente intercalante que se une al ADN de doble cadena dando

un incremento de la fluorescencia a medida que aumenta la cantidad de producto de

PCR. Es simple y económico, fácil de usar, sensible, versátil y no se necesitan

sondas específicas. Sin embargo durante la reacción de PCR puede unirse a dímeros

de primers y a otros productos inespecíficos, resultando en una sobreestimación de

la concentración del DNA blanco (Cortazar Martínez & Silva Rincón, 2004)

(Cortazar Martínez & Silva Rincón, 2004, pp. 17-18).

Las sondas de hibridación específicas son sondas marcadas con dos tipos de

fluorocromos, un donador y un aceptor. Detectan solamente el ADN que contiene la

secuencia de la sonda.

Las sondas de hidrólisis son las más utilizadas, las cuales son oligonucleótidos

5’

y ’ b b b

el donador. Mientras la sonda está intacta la fluorescencia emitida por el donador es

absorbida por el aceptor. Durante la amplificación del ADN la sonda se une con su

cadena complementaria, al desplazarse a lo largo de la cadena el ADN polimerasa

b 5’ b

fluorocromo donador. Como donador y aceptor están ahora espacialmente alejados

la fluorescencia emitida por el primero es captada por el lector (Lejona, Benetti,

Fay, & Fay, 2006)

2.4 Diseño de Primers

Para la estandarización de la técnica de Q-PCR se debe precisar una secuencia

específica con el fin de diseñar los primers que servirán de señal para que a partir de

ellos actúe la ADN polimerasa y comience a copiar dicha secuencia específica

(Salto Sánchez, 2006).

-30 bases con una secuencia complementaria

a las regiones de cada extremo de la secuencia de ADN que se pretende amplificar

(Salto Sánchez, 2006).

Para el diseño de estos primers se utilizaron las secuencias SoxA de las bacterias

que se encuentran asociadas con la degradación del concreto. Se realizó una

alineación de los Soxs mediante la herramienta computacional CLC Main

Page 7: Estandarización de la técnica Q-PCR para la identificación

Workbench. Sin embargo, no fue posible encontrar una secuencia que se ajustara a

todas las bacterias, por los que se debió realizar diferentes combinaciones de

alineaciones con el fin de encontrar una apta para diseñar los primers.

Se realizó una alineación con las bacterias A. thiooxidans y H. neapolitanus ya que

como se encontró en estudios anteriores son las más agresivas para el concreto,

utilizando la enzima SoxA para catalizar la reacción y crear ácido sulfúrico.

En esta alineación se encontraron secuencias que podían llegar a ser útiles aunque

con algunas interrupciones. Cabe recalcar que se utilizaron 2 secuencias de A.

thiooxidans y una para H. neapolitanus.

Los resultados fueron los siguientes:

’-5’

Ilustración 2. Secuencia genética de ’-5’ SoxA de A.thiooxidans y

H.Neapolitanus

5’- ’

Ilustración 3. Secuencia genética de 5’- ’ de la alineación SoxA de A. thiooxidans y H.

Neapolitanus

Como se observa en las ilustraciones anteriores, en las secuencias encontradas

existen posiciones en las que diferentes bases son posibles. Por esta razón se

realizaron primers degenerativos con el fin de encontrar un secuencia que se ajuste a

las 2 secuencias de bacterias seleccionadas.

Al utilizar primers degenerativos se muestran las diferentes combinaciones de bases

que una secuencia puede llegar a tener (Linhart & Shamir, 2002). Estas son las

posibles combinaciones de bases:

Page 8: Estandarización de la técnica Q-PCR para la identificación

R = A+G

M = A+C

S = G+C

W = A+T

Y = C+T

H = A+T+C

B = G+T+C

D = G+A+T

V = G+A+C

N = A+T+G+C

A partir de esto se obtienen las secuencias de primer degenerativos. Para el primer

5’- ’ SoxA de cada bacteria (A.

thiooxidans y H. neapolitanus), a estas se le saco su respectiva complementaria y su

reversa a la cual con la ayuda de las combinaciones de base para primer

degenerativo se obtuvo la secuencia final.

Los primers definitivos son los siguientes:

Primer Forward

Ilustración 4. P ’-5’

Utilizando la calculadora de oligonucleótidos de la Universidad del Norte de

Carolina (University of North Carolina, 1997-2010), se obtuvieron las propiedades

de los primers como las constantes físicas, las temperaturas de fusión para la Q-PCR

y las constantes termodinámicas.

Propiedades Primer Forward

Longitud: 20 bases

Peso molecular 6031 a 6148.1

Temperatura de fusión (básica)

35 a 44 °C

Primer Reverse

Ilustración 5. P 5’- ’

Propiedades Primer Reverse

Longitud: 20 bases

Peso molecular 6045 a 6222.1

Temperatura de fusión (básica)

46 a 54 °C

Page 9: Estandarización de la técnica Q-PCR para la identificación

En el Anexo 1 se encuentran todas las propiedades obtenidas por la calculadora para

el primer forward y el primer reverse.

Existen posibles inconvenientes que pueden ocurrir con los primers durante la Q-

PCR, uno de ellos es que los primers se unan entre sí y no al ADN para su

amplificación, esto se conoce como complementariedad interna y

complementariedad entre los primers ’.

A continuación se muestran como este inconveniente puede suceder, marcando en

rojo donde ocurre la unión.

Primer Forward

’:

Todas las posibles complementariedades se pueden encontrar en el

Anexo 2.

Primer Reverse

’:

Todas las posibles complementariedades se pueden encontrar en el

Anexo 2.

3. Procedimiento

Para realizar un análisis de riesgo en las alcantarillas mediante Q-PCR se debe

comenzar por una estandarización de la técnica en donde se conozca la cantidad de

ADN por ciclo.

Para la estandarización se debe seguir el siguiente procedimiento, teniendo en

cuenta que la extracción del ADN ya se ha realizado:

Page 10: Estandarización de la técnica Q-PCR para la identificación

1) Dilución de la muestra de ADN

Para la Q-PCR se deben realizar como mínimo 5 puntos.

Se recomienda empezar con una concentración de 30 ng/ μL ya que con

una concentración mayor la fluorescencia es tal que la lectura de los

resultados resultaría compleja.

A partir de esta concentración se realizarán diluciones de 1/8 para que la

última dilución no sea tan pequeña y pueda ser medida (se busca que la

última dilución sea de 0,007 ⁄ ).

Desde la segunda punta los volúmenes serán de 26,25 de agua para

llegar a un volumen de 30 .

Para la conocer el volumen de la primera dilución se parte de la

concentración inicial la cual puede ser hallada por un nanodrop, con la

cual se mira la eficiencia del ADN.

concentración inicial de ADN = 133,3 ⁄

Los cálculos realizados para los volúmenes y concentraciones se

encuentran en el anexo 3.

2) Preparación de la reacción

Para 1 reacción se tiene:

_____________________________________________

Por cada estándar se deben realizar 3 réplicas además de negativos y +1

de solo reactivo (en este caso se hizo +4), con el fin de asegurar que el

reactivo alcance para toda la prueba. Es decir en total se harán:

Page 11: Estandarización de la técnica Q-PCR para la identificación

para la reacción final los volúmenes se multiplicaran por 22. Los

volúmenes finales son:

Es de suma importancia que las reacciones se realicen en la oscuridad,

pues se puede afectar las propiedades del mastermix. Este contiene el

SYBR GREEN el cual es muy sensible a la luz.

3) Temperatura de cada ciclo

En la Q-PCR se tiene como mínimo 3 segmentos en donde hay una serie de

cambios de temperatura que se repiten en diferentes ciclos.

Segmento 1:

1 ciclo

15 minutos - 95 °C

Segmento 2:

35 ciclos

15 segundos - 95 °C

30 segundos - 60 °C

Segmento 3:

1 ciclo

1 minuto - 95 °C

30 segundos - 55 °C

30 segundos - 95 °C

Page 12: Estandarización de la técnica Q-PCR para la identificación

Ilustración 6 Asignación de temperaturas y ciclos en los segmentos de la Q-PCR

4) Ubicación muestras en el equipo

En el programa aparecerá una cuadrícula la cual indica la posición de cada punta

en el equipo. Se debe seleccionar si es estándar o blanco. Al ser estándar se debe

especificar que se utilizará SYBR Green.

Asegurarse de que la posición tanto en el programa como en el equipo sea la

misma.

Ilustración 7 Ubicación de las puntas en el programa

Page 13: Estandarización de la técnica Q-PCR para la identificación

Ilustración 8 Ubicación de las puntas en el equipo

5) Resultados

Al cerrar la cabina donde se ubicarán los puntas o el plato, el equipo empezará a

correr. El tiempo total es establecido de acuerdo a los ciclos que se asignaron

previamente.

Al cabo de este tiempo se tendrán los siguientes resultados:

Gráfica de amplificación:

El eje vertical representa la cantidad de fluorescencia normalizada y

b

y b b

y b l

umbral en el que se produce un cambio significativo en la fluorescencia,

y el corte entre el Threshold y la curva de amplificación determina el Ct

o ciclo umbral que se emplea para la cuantificación (Sandoval Villasana,

Medrano Baca, & Cervantes Dacasa, 2010).

Page 14: Estandarización de la técnica Q-PCR para la identificación

Ilustración 9 Gráfica de amplificación de la Q-PCR

Curva de disociación: En el eje y encontramos la fluorescencia y en el eje x la temperatura. Con la curva de disociación se evidencia la especificidad de la amplificación. Con esta curva se puede monitorizar la cinética de disociación de los fragmentos amplificados. Se alcanza distinguir la fluorescencia emitida entre el primer y la emitida por el ADN amplificado, además de considerar la posibilidad de ver la amplificación en el punto de mayor eficiencia Rodriguez Prieto, & Kukielka Zunzunegui, 2007).

Ilustración 10 curva de disociación de la Q-PCR

Page 15: Estandarización de la técnica Q-PCR para la identificación

Curva estándar: Esta curva es generada a partir de las diluciones en serie de una muestra de concentración conocida de ADN (el procedimiento se mostró anteriormente). Esta curva es utilizada para cuantificar muestras desconocidas por interpolación (Capriotti & Gariglio, 2008).

Ilustración 11 Curva estándar Q-PCR

Tabla de resultados:

En la tabla de resultados se pueden ver la características de las muestras realizadas tanto de las estándar como de los blancos. se arrojan los valores del umbral o Threshold (dR), el ciclo umbral (Ct), la cantidad de muestra en nanogramos y la pendiente.

Ilustración 12 Tabla de resultados Q-PCR

Page 16: Estandarización de la técnica Q-PCR para la identificación

4. Conclusiones y recomendaciones

Los sistemas de alcantarillado son los medios perfectos para que bacterias con

enzima SoxA utilicen el sulfuro de hidrógeno que se produce en el agua residual

para generar ácido sulfúrico, el cual degrada el concreto, material principal de estos

sistemas.

La principal característica que se cumple durante el proceso de corrosión, son las

condiciones anaeróbicas en el fondo de la tubería donde se reducen los sulfatos a

sulfuros. En el agua residual se genera sulfuro de hidrógeno el cual asciende al

techo de la tubería donde se condensa y gracias a las bacterias aerobias que

coexisten en ese lugar se genera ácido sulfúrico.

Un análisis de riesgo es una solución para realizar acciones preventivas en lugar de

correctivas en los sistemas de alcantarillados.

La técnica más acertada para realizar un análisis de riesgo es la Q-PCR ya que

permite cuantificar el número de bacterias en una muestra. Para realizar esta técnica

se deben diseñar primers específicos. Mediante la alineación de la secuencia

genética de la enzima soxA en las bacterias involucradas en el proceso de corrosión,

se pueden crear primers específicos los cuales servirán de señal para que a partir de

ellos actúe la ADN polimerasa y comience a copiar dicha secuencia específica. Es

importante tener en cuenta que al no encontrar una secuencia igual para todas las

bacterias involucradas en el proceso, el uso de primers degenerativos es una

solución a este problema.

En esta técnica la estandarización es de vital importancia para que en pruebas

futuras a partir de la curva de estandarización se pueda conocer la cantidad de ADN

en una muestra. Con la explicación del proceso de estandarización que se realizó en

este trabajo se puede concluir que se debe tener especial cuidado con las

concentraciones que se quieren obtener ya que de estas dependen que se pueda leer

la fluorescencia que estas generan. Se recomienda realizar una prueba de efectividad

a la extracción del ADN para así conocen la concentración inicial y a partir de allí

conocer los volúmenes de la dilución. Además es de vital importancia que las

reacciones de la Q-PCR se realicen sin la presencia de luz, ya que se pueden afectar

las propiedades del agente intercalante (SYBR Green).

Por último se puede concluir que este trabajo sirve como base para estudios sobre la

importancia de la enzima SoxA en la corrosión del concreto. Además de la

importancia que genera realizar un análisis de riesgo para estas estructuras.

Page 17: Estandarización de la técnica Q-PCR para la identificación

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Page 19: Estandarización de la técnica Q-PCR para la identificación

6. Anexos

Anexo 1

Propiedades Primers

Propiedades Primer Forward

Constantes físicas

Longitud: 20 bases

contenido GC1: 10 a 30 %

Peso molecular 6031 a 6148.1

1 ml de una solución con una absorbancia de 1 a 260 nm

es 4.158 a 4.961 microMolar y contiene 25.1 a 30.5 microgramos

Temperatura de fusión

35 a 44 °C (Básica)

42 a 50 °C (Ajustada con sal)2

34 a 38 °C (Interacción base más cercana)3

50 nM Primer

50 mM Sal (Na+)

Constantes termodinámicas Condiciones: 1 M NaCl a 25 °C con pH de 7

RlnK 33.404 cal/(°K*mol) delta H 135.7 a 149.9 Kcal/mol

deltaG 16 a 18.9 Kcal/mol deltaS 368.9 a 407.1 cal/(°K*mol)

1 Porcentaje de bases nitrogenadas en una molécula de ADN que son ya sea guanina o citosina

(Wiley Navarre, 2006). 2 Variación de la temperatura de fusión con la concentración de sal. 3 Método del vecino más cercano. Tiene en cuenta la entalpía durante la formación de la pareja entre 2

nucleótidos y el apilamiento o agrupación entre pares de nucleótidos más cercanos .

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Propiedades Primer Reverse

Constantes físicas

Longitud: 20 bases

contenido GC: 35 a 55 %

Peso molecular 6045 a 6222.1

1 ml de una solución con una absorbancia de 1 a 260 nm

es 4.174 a 4.874 microMolar y contiene 25.2 a 30.3 microgramos

Temperatura de fusión

46 a 54 °C (Básica)

52 a 60 °C (Ajustada con sal)

39 a 49 °C (Interacción base más cercana)

50 nM Primer

50 mM Sal (Na+)

Constantes termodinámicas Condiciones: 1 M NaCl a 25 °C con pH de 7

RlnK 33.404 cal/(°K*mol) delta H 127.8 a 160.3 Kcal/mol

deltaG 17.2 a 24.1 Kcal/mol deltaS 339.9 a 423.5 cal/(°K*mol)

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Anexo 2

Complementariedad Primers

Complementariedad Primer Forward

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Complementariedad Primer Reverse

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Anexo 3

Dilución de la muestra de ADN

Ya que se parte de una concentración de 30 ⁄ y se realizarán

diluciones 1/8 los volúmenes de las diluciones a partir de la segunda

punta hasta la quinta serán de:

es decir se debe utilizar 26,25 de agua para llegar a un volumen de 30

(el agua a utilizar debe ser libre de nucleasa y conservadas a – 20 °C).

Las concentraciones de las diluciones serán las siguientes:

estas concentraciones se sacan a partir del volumen de cada dilución.

Para la conocer el volumen de la primera dilución se parte de la

concentración inicial la cual puede ser hallada por un nanodrop, con la

cual se mira la eficiencia del ADN.

Con una concentración inicial de ADN = 133,3 ⁄ ,

se utiliza la ecuación de disolución para hallar el volumen inicial: