Efecto del estrés producido por la variación del color de luz y la deficiencia de nitrógeno, sobre la expresión de genes y producción de Astaxantina en Haematococcus Pluvialis

La astaxantina es un caroteno secundario que sirve como base en la acuicultura, ornitología, en la industria farmacéutica, como antioxidante y foto protector; este pigmento es producido por diversas microalgas como el Haematococcus pluvialis, que es un alga verde de agua dulce. El objetivo del proye...

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Autores:
Ávila Quintero, Kimberly Rossan
Rico Norato, Erika Dayan
Rivero Torres, Carlos Andrés
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2019
Institución:
Colegio Mayor de Cundinamarca
Repositorio:
Repositorio Colegio Mayor de Cundinamarca
Idioma:
spa
OAI Identifier:
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Acceso en línea:
https://repositorio.unicolmayor.edu.co/handle/unicolmayor/3551
Palabra clave:
Acuicultura
Ornitología
Industria Farmacéutica
Antioxidante
Haematococcus Pluvialis
Astaxantina
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Microalga
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Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca, 2019
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description La astaxantina es un caroteno secundario que sirve como base en la acuicultura, ornitología, en la industria farmacéutica, como antioxidante y foto protector; este pigmento es producido por diversas microalgas como el Haematococcus pluvialis, que es un alga verde de agua dulce. El objetivo del proyecto fue aumentar la producción del pigmento de forma natural. Se expuso la microalga al primer tratamiento con variación del color de luz y un segundo tratamiento con variación del color de luz y nitrógeno al 4.0%, cada fase se desarrolló en un periodo de 30 días, de los cuales 15 días fueron de crecimiento y 15 días de estrés (luz roja, luz azul) ; se llevó a cabo en los medios RM y BBM, los muestreos se realizaron cada tercer día para cuantificación de clorofila y astaxantina, observar morfología y posteriormente realizar análisis moleculares para evidenciar expresión de genes involucrados en la ruta biosintética de astaxantina. En la determinación de expresión de genes se obtuvo un 87,5 % el gen fitoeno sintasa (PSY) y en un 62,5% el gen β-caroteno Hidroxilasa (CHY) presente en el total de las muestras analizadas, se concluyó que el tratamiento óptimo para la producción del pigmento fue nitrógeno al 4.0% con variación del color de luz roja en el medio BBM ya que alcanzó una producción de 7.24 x10-5 μg/cel. de astaxantina.
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spelling Huérfano Torres, Myriam Judithab7cb0937d385069a3c18fc1bfbbcdd0Ávila Quintero, Kimberly Rossanf788d5befec7ea8b9a6bbe5f711f06aaRico Norato, Erika Dayan6dc760e3ef91f1db5ef3f2987ebad462Rivero Torres, Carlos Andrése14f26d745027420dffb84fb63cf04632021-10-25T20:09:32Z2021-10-25T20:09:32Z2019-01https://repositorio.unicolmayor.edu.co/handle/unicolmayor/355158695La astaxantina es un caroteno secundario que sirve como base en la acuicultura, ornitología, en la industria farmacéutica, como antioxidante y foto protector; este pigmento es producido por diversas microalgas como el Haematococcus pluvialis, que es un alga verde de agua dulce. El objetivo del proyecto fue aumentar la producción del pigmento de forma natural. Se expuso la microalga al primer tratamiento con variación del color de luz y un segundo tratamiento con variación del color de luz y nitrógeno al 4.0%, cada fase se desarrolló en un periodo de 30 días, de los cuales 15 días fueron de crecimiento y 15 días de estrés (luz roja, luz azul) ; se llevó a cabo en los medios RM y BBM, los muestreos se realizaron cada tercer día para cuantificación de clorofila y astaxantina, observar morfología y posteriormente realizar análisis moleculares para evidenciar expresión de genes involucrados en la ruta biosintética de astaxantina. En la determinación de expresión de genes se obtuvo un 87,5 % el gen fitoeno sintasa (PSY) y en un 62,5% el gen β-caroteno Hidroxilasa (CHY) presente en el total de las muestras analizadas, se concluyó que el tratamiento óptimo para la producción del pigmento fue nitrógeno al 4.0% con variación del color de luz roja en el medio BBM ya que alcanzó una producción de 7.24 x10-5 μg/cel. de astaxantina.RESUMEN INTRODUCCIÓN 1 OBJETIVOS 3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 3 1. ANTECEDENTES 4 2. MARCO TEÓRICO11 2.1 Haematococcus pluvialis 11 2.1.1Descripción 11 2.1.2Morfología, estructura y fisiología 12 2.1.3 Composición química 13 2.1.4 Distribución 14 2.1.5 Aplicaciones 15 2.2 Medios de Cultivo 15 2.2.1 BBM - nitrógeno al 4.0%, factor de estrés lumínico (luz roja y azul) 16 2.2.2 RM - nitrógeno al 4.0%, factor de estrés lumínico (luz roja y azul) 16 2.3 Factores de estrés en H. pluvialis. 17 2.3.1 Factores ambientales de estrés 17 2.3.2 La luz como forma de producción de Astaxantina. 18 2.3.3. Estrés de H. pluvialis con distintos tipos de luz. 18 2.4 Astaxantina 19 2.4.1. Química de la Astaxantina 19 2.4.2 Ruta metabólica de síntesis de la Astaxantina 20 2.4.3 Usos en la industria de la Astaxantina. 21 2.5 Medición de Astaxantina 22 2.5.1. Genes que intervienen en la ruta metabólica para la producción de astaxantina en H. pluvialis 22 2.6. Clorofila 23 2.7 Reacción en cadena de la polimerasa 24 3. DISEÑO METODOLÓGICO 25 3.1. TIPO DE ESTUDIO 25 3.2 MUESTRA 25 3.3 VARIABLES 25 3.3.1 Variables dependientes 25 3.3.2 Variables independientes 26 3.4 POBLACIÓN 26 3.5 PREPARACIÓN DEL INÓCULO 26 3.6 TRATAMIENTO No 1 VARIACIÓN DE COLOR DE LUZ 28 3.6.1 FASE UNO: Viabilidad y crecimiento celular 28 3.6.2 FASE DOS: Evaluación de estrés mediado por la variación de color de luz azul y roja. 28 3.7 TRATAMIENTO No 2 VARIACIÓN DE COLOR DE LUZ Y NITRÓGENO AL 4.0% 29 3.7.1 FASE UNO: Viabilidad y crecimiento celular en medios de cultivo con concentración de Nitrógeno al 4.0 29 3.7.2 FASE DOS: Evaluación de estrés mediado por la variación de color de luz (azul y roja) y concentración de Nitrógeno al 4.0% 30 3.8 Medición de las concentraciones de Astaxantina y Clorofila por medio de espectrofotometría. 30 3.8.1 EXTRACCIÓN DE ASTAXANTINA Y CLOROFILA CON METANOL 90% 31 3.8.2 CUANTIFICACIÓN DE CLOROFILA Y ASTAXANTINA 31 3.9 DETERMINACIÓN DE GENES EXPRESADOS EN EL PROCESO DE BIOSÍNTESIS DE LA ASTAXANTINA 32 3.9.1 Determinación de las muestras para el análisis 32 3.9.2 OBTENCIÓN DE BIOMASA PARA PCR34 3.9.3 EXTRACCIÓN DE RNA34 3.9.4 CUANTIFICACIÓN DE RNA 35 3.9.5 CONVERSIÓN DE RNA A CDNA 35 3.9.6 PCR para Housekeeping 37 3.9.7 ELECTROFORESIS 38 3.9.8 PCR CON PRIMERS PARA EXPRESIÓN DE GENES 39 4. RESULTADOS 43 4.1 CURVA DE CALIBRACIÓN 43 4.2 VARIACIÓN DE COLOR DE LUZ, COMO FACTOR DE ESTRÉS, APLICADO PARA LA PRODUCCIÓN DE ASTAXANTINA 44 4.3 CONCENTRACIÓN DE ASTAXANTINA POR VARIACIÓN DE COLOR DE LUZ BLANCA, AZUL Y ROJA. 45 4.3.1 Biorreactores sometidos a luz blanca (control) 45 4.3.2 Biorreactores sometidos a luz azul (factor de estrés) 47 4.3.3 Biorreactores sometidos a luz roja (factor de estrés) 50 4.4 VARIACIÓN DE COLOR DE LUZ Y CONCENTRACIÓN DE NITRÓGENO 4.0%, COMO FACTORES DE ESTRÉS. 53 4.5.1 Biorreactores sometidos a luz blanca (control) 53 4.5.2 LUZ AZUL Y NITRÓGENO AL 4.0 % COMO FACTORES DE ESTRÉS. 56 4.5.3 LUZ ROJA Y NITRÓGENO AL 4.0% COMO FACTORES DE ESTRÉS. 59 4.6 ANÁLISIS MOLECULAR 62 4.6.1 DETERMINACIÓN DE Housekeeping 63 4.6.2 EXPRESIÓN DE GENES DE LA RUTA BIOSINTÉTICA DE ASTAXANTINA 67 5.DISCUSIÓN 70 6. CONCLUSIONES 74 REFERENCIAS76 ANEXOS. 81PregradoBacteriólogo(a) y Laboratorista Clínico85p.application/pdfspaUniversidad Colegio Mayor de CundinamarcaFacultad de Ciencias de la SaludBogotá D.CBacteriología y Laboratorio ClínicoUniversidad Colegio Mayor de Cundinamarca, 2019https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/closedAccessAtribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_14cbEfecto del estrés producido por la variación del color de luz y la deficiencia de nitrógeno, sobre la expresión de genes y producción de Astaxantina en Haematococcus PluvialisTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Textinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionGu W, Xie X, Gao S, Zhou W, Pan G, Wang G. 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