Producción microbiana de compuestos biodegradables
Los residuos plásticos constituyen un problema ecológico grave, ya que muy pocos microorganismos son capaces de degradarlos. Sin embargo, algunas bacterias almacenan sus reservas de carbono en forma de compuestos llamados poli-beta-hidroxialcanos o poli-hidroxialcanatos (PHA); estos productos son verdaderos plásticos, pero biodegradables.
Las bacterias producen diferentes tipos de PHA dependiendo de su fuente de carbono. Manipulando la longitud de la cadena, se pueden obtener bioplásticos transparentes como el cristal, para envases, o largos y resistentes para fabricar tejidos. Aunque el coste de los PHA es superior al de los plásticos tradicionales basados en el petróleo, los beneficios medioambientales que reportan suponen una inversión rentable de cara al futuro.
Biotecnología y minería
- Biolixiviación: Cuando en zonas mineras hay menas metálicas secundarias con baja concentración en el metal, como cobre o hierro, se utilizan bacterias como Thiobacillus ferrooxidans, que provocan la solubilización de estos metales y permiten su obtención a bajo coste mediante una precipitación posterior.
- Recuperación de petróleo cautivo: El petróleo no extraído en la extracción primaria y secundaria se denomina petróleo cautivo. Para que aflore a la superficie, se inyecta a presión agua espesada con polisacáridos de origen bacteriano, llamados goma xantano. La bacteria Xanthomonas campestris produce este polisacárido, que es un espesante muy eficaz.
Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)
La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es una técnica de laboratorio común utilizada para hacer muchas copias de una región particular de ADN. Esta región puede ser cualquier cosa que le interese al experimentador; por ejemplo, un gen cuya función se quiere entender o un marcador genético usado por científicos forenses para relacionar el ADN de la escena del crimen con los sospechosos. Por lo general, el objetivo de la PCR es producir suficiente ADN de la región blanco para que pueda estudiarse.
Mecanismo y la Taq polimerasa
Al igual que la replicación de ADN en un organismo, la PCR requiere de una enzima ADN polimerasa que produzca nuevas cadenas mediante el uso de las existentes como molde. La ADN polimerasa que normalmente se utiliza en la PCR se llama Taq polimerasa, por la bacteria tolerante al calor de la que se aisló (Thermus aquaticus).
T. aquaticus vive en aguas termales y fuentes hidrotermales. Su ADN polimerasa es muy termoestable y su mayor actividad se presenta cerca de los 70°C. La Taq polimerasa es ideal para la PCR gracias a esta estabilidad térmica, ya que la técnica utiliza altas temperaturas repetidamente para desnaturalizar el molde de ADN.
Cebadores y proceso de amplificación
La Taq polimerasa solo puede sintetizar ADN si hay un cebador, una corta secuencia de nucleótidos que proporciona un punto de partida. Los cebadores son pedazos cortos de ADN de cadena sencilla (unos 20 nucleótidos) diseñados para flanquear la región blanco mediante complementariedad de bases.
Los pasos básicos son:
- Desnaturalización (96°C): La reacción se calienta para separar las cadenas de ADN, proporcionando los moldes de cadena sencilla.
- Templado (55 – 65°C): La reacción se enfría para que los cebadores puedan unirse a sus secuencias complementarias.
- Extensión (72°C): La temperatura se eleva para que la Taq polimerasa sintetice nuevas cadenas de ADN.
Electroforesis en gel
La electroforesis en gel es una técnica en la que una corriente eléctrica impulsa fragmentos de ADN a través de una matriz de gel para separarlos según su tamaño. Típicamente se incluye un estándar o marcador de peso molecular. Los fragmentos de la misma longitud forman una «banda» visible si el gel se tiñe con un pigmento específico. Por ejemplo, una reacción de PCR que produce un fragmento de 400 pares de bases (pb) se visualizaría como una banda que contiene muchas copias de la región blanco.