Los desafíos de la extracción de ADN vegetal, por qué es importante y cómo hacerlo con éxito
El concepto de extraer ADN de animales no es ajeno. Cuando se trata de la extracción de ADN, la mayoría de la gente tiende a pensar en muestras de sangre o tejido. Algunas muestras típicas de tejido de animales y humanos incluyen piel, cabello, uñas, órganos, músculos, huesos y más. Pero, ¿y las plantas? Las plantas están formadas por tejidos dérmicos, vasculares y terrestres. Los tejidos dérmicos primarios, llamados epidermis, constituyen la capa externa de todos los órganos de las plantas (p. ej., tallos, raíces, hojas, flores). Dado que tanto las plantas como los animales tienen tejidos, ¿cómo se compara la extracción de ADN de las plantas con las muestras de animales?.
¿Es más difícil extraer ADN de las plantas?
A diferencia de las células animales, que están envueltas en una membrana bicapa de fosfolípidos blandos, las células vegetales tienen una pared celular externa adicional hecha de celulosa que proporciona rigidez a sus células. La extracción de ADN de tejidos vegetales, como las hojas, requiere la ruptura de la pared celular rígida ya sea por medios químicos, enzimáticos, mecánicos o alguna combinación de estos tres métodos. La extracción de ADN vegetal requiere homogeneización para eliminar las paredes celulares y una sustancia jabonosa para degradar los lípidos de la membrana. A continuación, el ADN separado de la mezcla se precipita utilizando alcohol. La extracción de ADN puro y de alta calidad es una tarea difícil y requiere un procesamiento complejo.
Los metabolitos de algunas células vegetales pueden contaminar el ADN durante la precipitación e interferir con la extracción del ADN. Comparativamente, las células animales no tienen pared celular que descomponer; por lo tanto, el ADN es más fácil de extraer de las células animales.
Un vistazo a la extracción de ADN de tejido vegetal
Las hojas de plantas de quince a veinte días de edad son óptimas para la extracción de ADN de tejidos vegetales. Las paredes celulares rígidas se pueden romper mecánicamente o no mecánicamente (métodos enzimáticos o químicos).
- Mecánico
Las paredes celulares están formadas por una matriz extracelular rígida que se presta bien a las características únicas del estilo de vida de una planta. Pueden romperse mecánicamente con maja y mortero, perla, sonicación, homogeneización, exposición a ciclos de congelación-descongelación o altas temperaturas (microondas, autoclave). Estas alteraciones físicas extremas de la muestra de la planta pueden permitir la ruptura de las paredes celulares.
- enzimático
El uso de enzimas o productos químicos para alterar los componentes de la pared celular se conoce como método no mecánico. A menudo, estos métodos se utilizan junto con la fuerza mecánica para garantizar la ruptura completa de la pared celular de la planta. Hay varias enzimas naturales, como celulasas, quitinasas, lisozimas y más. Estas enzimas se dirigen a componentes específicos de la matriz extracelular. Por ejemplo, la celulasa descompone la celulosa (elemento principal de las paredes celulares de las plantas y las fibras vegetales).
- Químico
La composición química de la pared celular está compuesta por: polisacáridos, celulosa y pectina. Otros polímeros, como la lignina, la suberina o la cutina, a menudo están anclados o incrustados en las paredes celulares de las plantas. Apuntar a estos polímeros con la sustancia química adecuada puede disolverlos. Algunos métodos usan químicos peligrosos como éter, cloroformo y alcohol. Como alternativa, existen solventes no orgánicos más seguros, como el tampón de bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB).
El tejido de la hoja generalmente contiene polisacáridos, polifenoles y taninos en grandes cantidades, lo que puede contaminar el ADN y afectar los análisis posteriores, como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Existe la necesidad de eliminar estos metabolitos después de todo el proceso (ruptura de la pared celular, membrana plasmática, membrana nuclear y precipitación del ADN) mediante varios métodos químicos y enzimáticos.
¿Por qué es importante aislar el ADN vegetal?
Muchas industrias están utilizando ADN vegetal aislado para modificar plantas. Los investigadores pueden diseñar una planta con semillas que hereden genes modificados aislando el ADN de organismos con rasgos deseables, como la resistencia a los pesticidas, e inyectándolos en el genoma de la planta objetivo. Los laboratorios de pruebas de OGM ahora están utilizando pruebas de OGM para cuantificar la presencia de varios rasgos, como los rasgos resistentes a Roundup Ready®, LibertyLink® o DMO Dicamba. Los fitopatólogos pueden estudiar las causas genéticas de las enfermedades de las plantas analizando su ADN. Los agricultores pueden usar el ADN extraído para encontrar si la planta tiene alguna mutación en sus genes, lo que la hace más o menos adecuada para crecer en ciertas condiciones.
Los investigadores pueden usar kits de extracción de ADN vegetal para obtener ADN vegetal aislado para estas diversas aplicaciones. La línea de kits EZNA® o Mag-Bind® Plant DNA 96 de Omega Bio-tek puede procesar muestras complejas ricas en polisacáridos, compuestos polifenólicos e inhibidores de enzimas para aislar ADN de alta calidad que no obstaculice las aplicaciones posteriores. Estos kits extraen ADN de alto rendimiento y calidad que utiliza detergente iónico CTAB con un sistema de unión particular y erradica las extracciones de cloroformo.
