FTIR Como Sexador de Aves

En la publicación Spectroscopy Europe de marzo de 2011 aparece un curioso artículo sobre una aplicación de Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier  (FT-IR), para identificar el sexo en aves a través de la composición molecular de células germinales de la pulpa de la pluma.

En las aves los machos presentan un contenido mayor de ARN que las hembras. Esto hace que al realizar el espectro de de las células germinas se observe una significativa variación del espectro en el rango de entre 1.000 y 1.250 cm-1.

La investigación, realizada en Alemania, consistió en establecer el sexo de 23 machos y 23 hembras a través de sus plumas. La evaluación ha llevado a una clasificación de  hembra y macho con una precisión de más del 95%.

Introducción:
El conocimiento del género en aves es importante para los veterinarios y los criadores de aves de corral, así como para ornitólogos. Por ejemplo, la determinación precisa del género de un ave es esencial para la clasificación adecuada de aves, y saber el sexo de un ave permitirá al veterinario diagnosticar enfermedades específicas de género. Numerosas especies de aves tienen pocas características sexuales externas en sus primeros días.

En particular, la industria avícola está muy interesada en métodos rápidos, objetivos, y de bajo costo para la determinación del sexo de especies de aves de corral como pollos o pavos tan pronto como sea posible.

El sexado por la cloaca se emplea en la determinación del sexo por identificación visual del órgano intracloacal. Este método requiere personal altamente capacitado y especializado, teniendo en cuenta el hecho de que las características sexuales las aves no son fáciles de distinguir.

La Espectroscopia infrarroja por Transformada de Fourier  (FT-IR) proporciona la información molecular sobre el género en aves, además no daña la muestra o afecta los resultados debido al calentamiento o radiación de UV láser de onda corta, es una técnica más rápida y puede proporcionar una relación señal ruido mejor que otras técnicas.

Para la determinación del sexo las aves, se han desarrollado varios métodos bioquímicos. En el caso que nos ocupa las aves a diferencia de los seres humanos y mamíferos, los machos son homogameticos con dos cromosomas sexuales Z, mientras que las hembras son heterogaméticas con un Z y un W cromosoma sexual. Cada cromosoma Z tiene aprox. 75 millones de pares de bases (pb), mientras que el cromosoma W tiene aprox. 260.000 bps. Todos los demás cromosomas son iguales para machos y hembras, por lo tanto la cantidad total de ADN es de aprox. 7% mayor en machos que en las células de las hembras.

Experimental:

Fueron arrancadas plumas y se almacenan a 4 ° C. Dos plumas fueron seleccionados de cada individuo como muestras. Pulpa de las células se extrajo de la base de la pluma ejerciendo una ligera presión con los dedos. Una pequeña cantidad de suspensión de la pulpa de células (menos de 5μg) fue transferida a una ventana transparente CaF2 infrarrojos y secado al aire.

Los espectros fueron recogidos en el modo de transmisión con el FT-IR, realizando media de un centenar de interferogramas, con una resolución de 4 cm-1, los espectros fueron adquiridos en el rango espectral de 950-3,600 cm-1 con apodización.
Espectros de las muestras fueron relacionados  contra una ventana de CaF2 limpia y se transfiere a los valores de absorbancia. Es posible realizar la experiencia también con un accesorio ATR con ventana de cuarzo o diamante.

Resultados y discusión:
El perfil de absorción entre 1000 cm-1 a 1200 cm-1, en particular, la banda de absorción alrededor de 1122 cm-1 es más fuerte para las muestras de los ejemplares machos que para los ejemplares hembras, las diferencias espectrales se pueden atribuir al contenido de ARN.

La variación de intensidad en 1122 cm-1 y 1050 cm-1 es resultado de las diferencias en el contenido de ARN. La alta precisión de la técnica demuestra el potencial de la espectroscopia FT-IR como un rápido y no subjetivo método para distinguir el sexo de las aves, aun cuando no se haya desarrollado la diferenciación sexual externa.
El método proporciona un acceso directo al género ya que la clasificación se basa en los contenidos de ácidos nucleicos.

Debe señalarse que los espectros son muy similares a pesar de que las muestras son de diferentes individuos. Los espectros están dominados por la banda de amida I en 1650 cm-1 y la banda de amida II en 1550 cm-1 y N-H vibraciones de flexión, respectivamente, de los grupos amida que comprende el péptido los vínculos de las proteínas. Absorciones débiles de proteína se incluyen en la amida banda III en 1.308 cm-1. Dos importantes bandas aparecen alrededor de 1400 cm-1 y 1460 cm-1. El pequeño grupo en 1400 cm-1 se debe principalmente a partir de las vibraciones ═ O de los ácidos grasos, mientras que la banda alrededor de 1460 cm-1 se puede asignar a la cadena CH2. Entre 1000 cm-1 y 1.250 cm-1 bandas de absorción debido a la desoxirribosa C-O y PO2- Grupos de ADN y fosfolípidos.

Si bien los perfiles espectrales pueden aparecer en primera vista muy similar a la otra, lo superficial semejanza se debe únicamente a las contribuciones dominantes de componentes de la proteína que abruman a los espectros de todos los espectros de tejidos blandos.

El método también se puede aplicar para determinar el sexo en huevos, basado en el mismo principio.

Equipamiento:

 

MB3000                                                 ATR-

MIRACLE

 

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