Herramientas moleculares utilizadas para el análisis metagenómico. Revisión

• Nohemí Gabriela Cortés-López ^[1] ; Perla Lucía Ordóñez-Baquera ^[1] ; Joel Domínguez-Viveros ^[1]
  1. [1] Universidad Autónoma de Chihuahua

     Universidad Autónoma de Chihuahua

     México

     
• Localización: Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias, ISSN 2007-1124, ISSN-e 2448-6698, Vol. 11, Nº. 4, 2020, págs. 1150-1173
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Molecular tools used for metagenomic analysis. Review
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• Resumen
  • español

    La metagenómica utiliza técnicas de biología molecular para analizar la diversidad de los genomas microbianos (metagenomas). La diversidad de los metagenomas se ha analizado mediante marcadores moleculares para clasificar bacterias y arqueas en grupos taxonómicos a nivel de género. Entre los marcadores moleculares más utilizados se encuentran los genes ribosomales, genes que codifican subunidades del citocromo C y algunos genes constitutivos (gyrB, rpoB, rpoD, recA, atpD, infB, groEL, pmoA, sodA). El marcador más utilizado es el gen 16S rRNA para clasificar bacterias y arqueas de muestras metagenómicas, aunque no permite clasificar de forma adecuada algunas secuencias. Sin embargo, con la secuenciación del gen completo 16S rRNA se identifican todas las secuencias de las regiones hipervariables, por lo que se ha logrado clasificar hasta nivel taxonómico de especie con este marcador molecular. La secuenciación de próxima generación, también llamada secuenciación masiva o de alto rendimiento ha ayudado a describir metagenomas complejos como los de muestras ambientales, con importancia ecológica, así como metagenomas que crecen en ambientes extremos. También han ayudado a estudios relacionados con sanidad animal y en humanos, y en el ámbito agroalimentario. Específicamente, tanto el uso del marcador molecular 16S rRNA como la secuenciación de alta eficiencia combinadas con el uso de las herramientas bioinformáticas para el análisis metagenómico se han usado para describir el metagenoma ruminal, una comunidad microbiana de gran importancia debido a que está involucrada en la producción animal de carne y leche. A pesar de los muchos estudios que se han realizado en este campo, aún faltan microorganismos por descubrir y caracterizar.

  • English

    Metagenomics uses molecular biology techniques to analyze the diversity of microbial genomes (metagenomes). Metagenome diversity has been analyzed using molecular markers to classify bacteria and archaea into taxonomic groups at the genus level. Among the most widely used molecular markers are ribosomal genes, genes encoding subunits of cytochrome C, and certain constitutive genes (gyrB, rpoB, rpoD, recA, atpD, infB, groEL, pmoA, sodA).

    The most widely used marker for classifying bacteria and metagenomic samples is the 16S rRNA gene, although it does not allow certain sequences to be properly classified. However, all the sequences of the hypervariable regions can be identified with the sequencing of the complete 16S rRNA gene, and, therefore, this molecular marker has made it possible to classify them at the species taxonomic level. Next generation sequencing, also called mass sequencing or high throughput sequencing, has helped to describe complex metagenomes such as those of environmental samples, which have an ecological importance, as well as metagenomes growing in extreme environments. They have also proved helpful in studies related to animal and human health, and in the agro-food field. Specifically, both the 16S rRNA molecular marker and high throughput sequencing combined with bioinformatic tools for metagenomic analysis have been used to describe the ruminal metagenome, a microbial community of great importance because it is involved in animal production of meat and milk. Despite the many studies that have been conducted in this field, some microorganisms still remain to be discovered and characterized.