La ingeniería genética es la tecnología del control y transferencia de ADN de un organismo a otro, lo
que posibilita la creación de nuevas especies, la corrección de defectos
genéticos y la fabricación de numerosos compuestos.
Un modelo
de experimento genético podría ser:
1.
Se corta por separado el
ADN del organismo a estudiar y el ADN del vector con la misma restrictasa, de
modo que se generan extremos compatibles entre sí (mutuamente cohesivos).
2.
Se juntan ambos ADN y se
les añade ADN-ligasa: de esta forma, las uniones entre ADN pasajero y ADN del
vector se sellan mediante un enlace covalente, generándose moléculas híbridas
(quiméricas o recombinantes).
3.
Ahora hay que introducir
las moléculas generadas en los organismos huésped. En el caso de bacterias se
recurre a una técnica sencilla denominada transformación, que permite la
entrada del ADN a través de las envueltas del microorganismo.
4.
Finalmente, hay que
localizar las bacterias que han captado el ADN que ha entrado. A menudo este es
el paso más laborioso, pero el hecho de que el vector posea uno o varios genes
de resistencia favorece al menos la eliminación de las bacterias que no han
recibido ADN del vector: basta añadir al medio de cultivo el antibiótico para
que el vector confiera resistencia. Para localizar los transformantes
recombinantes, muchos vectores incorporan un gen marcador que produce alguna
sustancia coloreada. Si insertamos el gen a aislar dentro de ese marcador, lo
rompemos, por lo que las colonias bacterianas no producirán la sustancia
coloreada, sino que permanecen incoloras o blancas.
5.
El resultado del
experimento es la obtención de al menos una colonia (clon) de bacterias que
portan la combinación buscada de vector con el inserto de ADN pasajero. Se dice
entonces que hemos clonado dicho ADN
Tecnicas
La ingeniería
genética incluye un conjunto de técnicas biotecnológicas, entre las que
destacan:
·
La tecnología del ADN
recombinante;
·
La secuenciación del ADN;
·
La reacción en cadena de la
polimerasa (PCR).
·
Plasmotosis
Fundamentalmente hablaremos
de dos más a fondo, la tecnología del ADN recombinante y la secuenciación del
ADN.
La tecnología del ADN
recombinante
Con la que es posible aislar y
manipular un fragmento de ADN de un organismo para introducirlo en otro.
Si se quieren unir dos ADNs, cada uno
de los cuales procede de una especie diferente podemos utilizar dichas enzimas
como herramientas. Cada ADN se trata con una endonucleasa de restricción que origina en este caso un corte
escalonado en las dos hebras dobles de ADN. Los extremos escalonados del ADN1 y
el ADN2 son complementarios, con lo cual, una condición que tiene que tener los
dos ADNs que se quiere unir es que tengan un pequeño fragmento igual en sus
secuencias. Los dos DNAs así cortados se mezclan, se calientan y sé enfrían
suavemente. Sus extremos cohesivos se aparearán dando lugar a un nuevo ADN
recombinado, con uniones no covalentes. Las uniones covalentes se consiguen
añadiendo ADN ligasa y una fuente energética para formar los enlaces.
El ADN vector es el vehículo de
clonación, ya que transporta el inserto de ADN a una molécula hospedadora,
donde puede ser replicado. Los vectores o transportadores más utilizados son
los plásmidos y el ADN del fago lambda.
Plásmidos: Estos son pequeños ADNs de
cadena doble y circular, que se encuentran en el citoplasma de la mayoría de
las bacterias. Cadaplásmido contiene varios genes que se replican,
transcriben y traducen independientemente de los genes del cromóforo
bacteriano, pero simultáneamente en el tiempo.
La secuenciación del ADN
Técnica
que permite saber el orden o secuencia de los nucleótidos que forman parte de
un gen.
Abreviadamente,
éste sería el método a seguir:
·
Como la técnica se basa en
la síntesis de ADN, para hacer la reacción de secuenciación se necesita:
·
Como "molde" se
utiliza una de las cadenas del fragmento de ADN que se va a secuenciar.
·
Como "cebador"
para iniciar la síntesis, se necesita un corto oligonucleótido complementario
del extremo de la cadena.
·
Desoxinucleótidos de las
cuatro bases: dAMP, dTMP, dGMP, dCMP.
·
Didesoxinucleótidos de una
base en cada una de las cuatro reacciones de secuenciación.
Al añadir
la ADN-polimerasa, comienza la polimerización en el cebador, pero
cesa al incorporarse un didesoxinucleótido. Se produce un conjunto de cadenas
dobles cuyas longitudes dependen de la situación del didesoxinucleótido
incorporado. Deben prepararse cuatro reacciones de secuenciación, cada una con
un didesoxi distinto. Los fragmentos resultantes se separan por tamaño mediante electroforesis, se autorradiografía, y la
sucesión de bandas de cada una de las cuatro reacciones, comparándolas entre
sí, dan la secuencia del ADN
