banco de genes

Los bancos de semillas , también conocidos como depósitos de semillas, son grandes depósitos donde se almacenan semillas de diversas especies a temperaturas bajo cero. Se utilizan para preservar la diversidad genética para posibles usos futuros. La temperatura de almacenamiento depende del tipo de semilla y del tiempo de conservación. El almacenamiento a corto plazo se refiere a semillas almacenadas entre 3 y 5 años, generalmente a temperaturas de 5 a 10 °C (41 a 50 °F) . El almacenamiento a medio plazo se refiere a semillas almacenadas entre 10 y 15 años, generalmente a una temperatura de 0 °C (32 °F) . Las semillas en almacenamiento a largo plazo se han almacenado durante más de 50 años y generalmente se encuentran a una temperatura de -18 a -20 °C (0 a -4 °F) . También es importante que, durante el almacenamiento, el contenido de humedad de las semillas y del medio circundante se mantenga bajo, de lo contrario, las semillas no serán viables tras largos periodos a temperaturas bajo cero. ^{[ 1 ]} El banco de semillas más grande del mundo es el Millennium Seed Bank, ubicado en el Wellcome Trust Millennium Building (WTMB), en los terrenos de Wakehurst Place en West Sussex , cerca de Londres . ^{[ 2 ]}      

Un banco in vitro es otro tipo de banco de genes que almacena material genético vegetal o animal. Se trata de un entorno controlado de laboratorio, a diferencia de una bóveda tradicional con condiciones secas o citogenéticas similares a las de los bancos de semillas. Los bancos in vitro se encargan de almacenar material genético como células vegetales, embriones y tejidos. Las muestras se conservan generalmente en un medio nutritivo, como un tubo de ensayo o una placa de cultivo. Por ejemplo, los brotes, protocormos y células meristemáticas se conservan mediante condiciones específicas de luz y temperatura en un medio nutritivo, ya sea en gel o líquido. Esta técnica se utiliza para conservar plantas sin semillas y plantas que se reproducen asexualmente o que requieren conservación como clones, como los cultivares comerciales. ^{[ 3 ]} A menudo, estos especímenes requieren condiciones específicas para su crecimiento, por lo que este banco resulta útil para conservar tejidos vivos en un entorno controlado y artificialmente soportado. ^{[ 4 ]}

En un criobanco, el material biológico como el esperma (en un banco de esperma ), los óvulos y los embriones se conservan a temperaturas muy bajas. Generalmente se conserva en nitrógeno líquido a una temperatura de −196 °C (−320,8 °F) . ^{[ 5 ]} Al congelar las semillas o los embriones a esta temperatura, pueden permanecer viables durante al menos un siglo. ^{[ 1 ]} Los criobancos se utilizan a menudo para la crioconservación de recursos genéticos animales . Este tipo de bancos de genes son útiles para la conservación de especies que se enfrentan a la extinción. ^{[ 6 ]} Un ejemplo de uno de los criobancos de animales más grandes del mundo es el Frozen Zoo del Zoológico de San Diego , en San Diego, California . ^{[ 7 ]} La colección del Frozen Zoo contiene más de 10 000 células vivas, ovocitos, embriones y otro material genético de miles de especies, incluida una especie extinta. ^{[ 8 ]} En los criobancos de animales, la congelación de embriones es el método preferido en lugar de separar el óvulo y el espermatozoide porque son más resistentes al proceso de congelación. ^{[ 9 ]}  

El polen se almacena mediante una técnica de criopreservación llamada vitrificación . La vitrificación, en este contexto, se basa en la congelación de los granos de polen sin la formación de cristales de hielo que dañarían gravemente el polen. ^{[ 6 ]} El polen, que se almacena en nitrógeno líquido , se mantiene a temperaturas de −180 a −196 °C (−292,0 a −320,8 °F) . El Laboratorio Nacional de Almacenamiento de Semillas en Fort Collins , Colorado, utiliza actualmente esta técnica para almacenar polen. ^{[ 10 ]} El polen también se puede liofilizar y almacenar a temperaturas de 5 a −18 °C (41 a 0 °F) . ^{[ 1 ]} Un elemento importante que debe considerarse son los niveles de humedad en el polen. Si los granos de polen tienen un bajo contenido de humedad, esto ayuda a aumentar la duración del polen. Los bajos niveles de humedad ayudan a que el polen se congele sin crear hielo ni cristales de hielo, lo que ayuda a preservar la vida útil del polen mientras está almacenado. ^{[ 11 ] [ 12 ]} Los niveles ideales de contenido de humedad que se deben permitir en el polen dependen del tipo de planta. El polen de diferentes especies de plantas se puede dividir en dos grupos. Uno es el polen binucleado , que tiene una exina más gruesa, y el segundo es el polen trinucleado , que tiene una exina más delgada . El polen binucleado tiene una vida útil más larga cuando se congela con un bajo nivel de humedad. El polen trinucleado, sin embargo, tiene una vida útil más larga cuando se congela con un alto nivel de humedad. ^{[ 11 ]} El nivel de humedad en el polen se puede disminuir exponiéndolo a soluciones salinas diluidas, gel de sílice y aire seco o mediante un tratamiento químico con soluciones de vitrificación. ^{[ 13 ]}    

Los bancos de genes de campo se basan en la gestión de especímenes vivos, como árboles frutales y otras plantas, que requieren condiciones específicas para su crecimiento. A diferencia de un banco de semillas , un banco de genes de campo se centra en facilitar la conservación de germoplasma , generalmente en forma de semillas. Estos bancos son vulnerables a desastres naturales, plagas y enfermedades. Por ello, suelen utilizarse como último recurso si una especie no puede conservarse por medios convencionales, como por ejemplo si no produce semillas . Este método también consume más tierra, energía y agua que otros, lo que lo convierte en una opción menos ideal.

Un ejemplo de banco de genes de campo es el Instituto Internacional de Investigación del Arroz (IRRI), ubicado en Filipinas . Esta organización contribuye a la preservación de miles de especies de arroz mediante el mantenimiento de bancos de genes de campo de las variedades de arroz. ^{[ 14 ]} Estas especies de arroz suelen tener características especiales, como resistencia a plagas, enfermedades y sequía . Cada variedad es importante para el desarrollo futuro de especies nuevas y más resistentes que permitan afrontar los desafíos relacionados con la seguridad alimentaria en países con altos índices de pobreza y hambre.

En un banco de recursos genéticos animales, el material genético se almacena para garantizar su conservación a largo plazo y su accesibilidad para posibles usos futuros. El ADN que se encuentra aquí proviene de diversas especies animales, desde ganado y aves de corral hasta otros organismos como insectos y animales acuáticos. ^{[ 15 ]} Más específicamente, los óvulos, embriones , espermatozoides y otros tejidos se almacenan a temperaturas muy bajas mediante técnicas avanzadas de criopreservación . Estos bancos son cruciales para salvaguardar la diversidad genética de estas poblaciones, lo cual es esencial para su supervivencia y adaptabilidad a largo plazo.

Estas instalaciones son particularmente importantes para la conservación de material genético de especies en peligro de extinción, con el fin de apoyar programas de reproducción que buscan salvarlas. Para las especies que corren riesgo de extinción, el ADN en estos bancos proporciona una forma de seguro genético. Permite la posibilidad de recuperar la diversidad genética de la especie si fuera necesario. El material genético puede utilizarse para reintroducir la diversidad en una población silvestre que enfrenta amenazas, como la deriva genética o la endogamia . ^{[ 16 ]} En una situación en la que un animal no puede reproducirse naturalmente debido a una enfermedad o cambios ambientales, el material genético puede utilizarse para ayudar a los esfuerzos reproductivos naturales de la población mediante el rescate genético. ^{[ 17 ]} Este tipo de preservación permite una amplia gama de estrategias de manejo para futuras intervenciones.