Detección de genes bacterianos como Biomarcadores moleculares asociados a la contaminación antropogénica de un cuerpo de agua superficial

118 p.

La presencia del hombre ha favorecido la introducción de nuevos elementos como metales pesados y moléculas complejas que llegan a afectar a los organismos presentes que actúan como receptores permitiendo la transferencia de genes y/o la dismunicón de las poblaciones de los mismos. Estos efectos son ocasionados, en particular por los antibióticos que se han denominado contaminantes emergentes por su producción a gran escala, el uso indiscriminado por las personas y la falta de regulación de los mismos. Y a los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) que se encuentran cada vez más en compuestos del cuidado personal. Esto junto con la falta de planes para la disposición de antibióticos caducados y de productos del cuidado personal, favorecen la introducción de estas moléculas a los acuíferos urbanos. Al existir diferentes moléculas en el medio acuático no llegan a conocerse todas mediante herramientas convencionales. Por lo tanto, con este estudio se busca una alternativa para poder conocer los contaminantes presentes en los sedimentos y en el agua asociados a la presión antropogénica, mediante el uso de biomarcadores moleculares no destructivos. Para la detección de los genes asociados a los contaminantes se seleccionaron 8 puntos a lo largo de un acuífero y se amplificaron mediante la RCP. Se observó que en los lugares de mayor presión antropogénica se detectan una mayor amplificación de genes asociados a antibióticos y HAP.

The presence of man human populations in different ecosystems has favored the introduction of new elements such as heavy metals and complex molecules that com to affect the present organisms that act as receptors allowing the transfer genes and/or the decrease the population. These effects are occasional, specially by antibiotics that have become a great escalation, the indiscriminate use of people and the lack of regulation of them. In addition, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) are increasingly found in personal care compounds. This is accompanied by the lack of plans for the disposal of expired antibiotics, and personal care products, favor the introduction of these factors to urban aquifers. There are different molecules in the aquatic environment that are not known by conventional tools. Therefore, this study seeks an alternative to analyze the contaminants present in sediments and water associated with anthropogenic pressure, using non-destructive molecular biomarkers. For the detection of the genes associated with the contaminants, 8 points were selected along an aquifer and amplified by PCR. It was observed that in places of higher anthropogenic pressure a greater amplification of genes associated with antibiotics and PAH is detected.

Pregrado

Microbiólogo Industrial

1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 15 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .......................................................................... 19 3. JUSTIFICACIÓN ................................................................................................................ 23 4. MARCO TEÓRICO ............................................................................................................ 26 4.1 Contaminación. ............................................................................................................. 26 4.2 Tipos de contaminación. .............................................................................................. 26 4.2.1 Contaminación del suelo....................................................................................... 26 4.2.1 Contaminación del aire......................................................................................... 27 4.2.2 Contaminación del agua. ...................................................................................... 28 4.2.3 Contaminación antropogénica ............................................................................. 30 4.2.4 Contaminación emergente.................................................................................... 30 4.3 Tipos de contaminantes antropogénicos emergentes. ............................................... 30 4.3.1 Plaguicidas ............................................................................................................. 32 4.3.2 Productos industriales .......................................................................................... 33 4.3.3 Hormonas............................................................................................................... 33 4.3.4 Compuestos farmacéuticos ................................................................................... 34 4.3.5 Productos de cuidado personal (PCP)................................................................. 34 4.4 Antibióticos. .................................................................................................................. 34 4.4.1 Listado de antibióticos emergente ....................................................................... 35 4.5 Hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) ........................................................... 37 4.5.1 Listado de hidrocarburos aromáticos policíclicos prioritarios ......................... 38 4.6 Biomarcadores .............................................................................................................. 39 4.6.1 Clases de biomarcadores ...................................................................................... 40 4.6.1.1 Biomarcadores de exposición ........................................................................... 41 4.6.1.2 Biomarcadores de efecto ................................................................................... 42 5. MARCO REFERENCIAL.................................................................................................. 43 6. HIPÓTESIS .......................................................................................................................... 48 7. OBJETIVOS ........................................................................................................................ 49 7.1 Objetivo general ........................................................................................................... 49 7.2 Objetivos específicos .................................................................................................... 49 8. METODOLOGÍA ................................................................................................................ 50 8.1 Selección del cuerpo de agua superficial y puntos de muestreo. .............................. 50 8.2 Toma de muestras ........................................................................................................ 50 8.2.1 Tratamiento de las muestras ................................................................................ 51 8.2.1.1 Extracción de ADN a partir de las muestras de sedimentos. ........................ 51 8.2.1.2 Determinación del espectro de absorción de las muestras de agua .............. 52 8.3 Determinación de condiciones de amplificación de genes blanco. ........................... 53 8.3.1 Selección de los genes blanco ............................................................................... 53 8.3.2 Selección de los microorganismos de referencia ................................................ 53 8.3.3 Extracción de ADN de microorganismos de referencia. ................................... 54 8.3.4 Amplificación de genes blanco utilizando la reacción en cadena de la polimerasa (RCP) ................................................................................................................ 55 8.3.5 Límite de detección de los genes blanco .............................................................. 56 8.3.6 Detección de los genes de interés en muestras agua y ADN obtenido de sedimentos. ........................................................................................................................... 57 8.4 Asociación entre la presencia de los genes y el grado de presión antropogénico ... 57 9. RESULTADOS .................................................................................................................... 59 9.1 Selección del cuerpo de agua superficial .................................................................... 59 9.2 Puntos de muestreo. ..................................................................................................... 60 9.3 Extracción de ADN genómico y de cepas de referencia ............................................ 66 9.4 Determinación del espectro de absorción de las muestras de agua ......................... 67 9.5 Genes blanco y productos de la amplificación. .......................................................... 69 9.6 Límite de detección de genes blanco ........................................................................... 72 9.7 Detección de los genes 16S, intl1 y PAH-RHDαGN................................................... 73 9.8 Asociación de la presencia de los genes y el grado de la presión antropogénica. ... 77 10. DISCUSIÓN ......................................................................................................................... 82 11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................ 88 12. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................. 89 13. ANEXOS............................................................................................................................. 107

Ej. 1