DNA RECOMBINANTES Y LA INGENIERÍA QUÍMICA
Transformación genéticas naturales
La transformación genética se puede dar en bacterias y en células eucariotas.
Transformación genética en bacterias
Las bacterias asimilan genes procedentes de bacterias muertas y fragmentadas, sin embargo es más frecuente el paso de genes entre bacterias mediante virus o plásmidos. Tanto en bacterias como en células eucariotas los genes son susceptibles de trasladarse entre células, se llaman transposones.
Ingeniería genética
Introducen artificialmente nuevos genes en bacterias suministrando fragmentos de DNA que tienen genes útiles. Se escoge a bacterias por muchas ventajas. Poseen 1 cromosoma, se reproducen rápidamente, se reproducen asexualmente por bipartición (son clones) sin recombinación de eucariotas con reproducción sexual, y se almacenan, trasladan, alimentan con más comodidad de otro organismo.
OBTENCIÓN DNA RECOMBINANTES
- Reconocimiento de genes deseados
Las células que producen determinadas proteínas son ricas en el mRNA productor de dicha proteína. Una vez se ha purificado el mRNA correspondiente, se identifica el fragmento de DNA que lo ha producido y el mRNA se agrega sobre el DNA que lo ha codificado por afinidad. El DNA complementario es una molécula de DNA sintetizado a partir del mRNA por transcriptasa inversa (encima descubierta en los retrovirus). Estas moléculas de DNA actúan como genes carentes de intrones, promotores y terminadores que no funcionan en la célula eucariota originaria pero sí en una bacteria.
- Aislamiento de genes e inserción en el DNA bacteriano
Los secuenciadores de DNA son aparatos que obtienen rápidamente la secuencia de bases nitrogenadas de una molécula. Las enzimas de restricción son enzimas que cortan las cadenas de DNA por secuencias específicas, además permite cortar la molécula de DNA por los lugares adecuados para que incluyan toda la información del gen y para insertarlos después en la molécula de DNA bacteriana. La inserción del gen inoculado en el DNA bacteriano es necesaria, pues si el fragmento de DNA carece de un factor de iniciación de la replicación no se replicará. Las probabilidades de inserción de los genes inoculados aumenta cuando las bacterias tienen plásmidos.
- Multiplicación de genes seleccionados
Cuando un gen es seleccionado se multiplica y se obtiene una gran masa de ejemplares del gen. Otro procedimiento previo a la inserción en un plásmido o bacteria es la técnica de reacción en cadena de la polimerasa PCR. Consiste en aislar un fragmento de DNA que contenga el gen deseado y unos cuantos nucleótidos más en los dos extremos, desnaturalizar el DNA, calentar la solución del DNA, mezclar la solución desnaturalizada con moléculas de cebador complementarias de los extremos y con moléculas DNA polimerasa I, y duplicar las hebras de DNA a partir del cebador. Este proceso se repite varias veces y se obtiene gran cantidad de DNA que contiene el gen seleccionado. Se puede obtener miles de millones ejemplares en 20 ciclos.
APLICACIONES DE LA INGENIERÍA GENÉTICA
- El desarrollo de la secuenciadores de DNA permite llegar hasta el conocimiento de los genomas completos de muchas especies.
- El desarrollo de la técnica del PCR (reacción en cadena de la polimerasa). A partir de pequeñas cantidades de muestras biológicas, se puede conocer la identidad de los autores de crímenes y violaciones.
- Aplicaciones médicas
Obtención de vacunas, de anticuerpos para luchar contra enfermedades infecciosas, (hormonas como la insulina humana y la hormona del crecimiento), y el diagnóstico de enfermedades de origen genético mediante la multiplicación de los genes que se sospecha que son responsables de las mismas.
- Aplicaciones industriales
Producción masiva de antibióticos o de proteínas alimentarias y obtención de cepas de bacterias que degradan residuos industriales, o movilicen contaminantes.
MANIPULACIONES GENÉTICAS EN EUCARIOTAS
Los eucariotas presentan mayores dificultades para obtener DNA recombinante porque presentación diploide y los genes insertados puede ser recesivos respecto a otras variantes silvestres presentes en los cromosomas. Al presentar reproducción sexual se da la recombinación genética propia de la meiosis que puede hacer que los genes insertados no se transmita toda la descendencia.
- Plantas transgénicas
Las plantas se pueden reproducir por reproducción vegetativa. Puede producir una descendencia idéntica en muy poco tiempo. Las variedades genéticas conseguidas son resistentes a la infección por microorganismos o insectos parásitos, mejoran algunas cualidades de la planta. Las plantas transgénicas son polémicas por motivos de seguridad.
- Animales transformados genéticamente
Es difícil obtener cepas de animales transformados genéticamente por qué no se da la multiplicación vegetativa. Se debe recurrir a embriones crónicos aunque no se han conseguido éxitos. Son conocidos clones de cerdos portadores de un gen que evita el rechazo en el transplante de tejidos humanos. Ratones knockout y ratones in. Los ratones son animales en los que se hayan activado algún gen. El gen transformado es inoculado en células de un embrión en desarrollo. Algunas de sus células lo asimilan en su DNA y algunas células transformadas son germinales, pasan a la descendencia. En la primera generación el gen no se manifestará pues permanece activo el alelo silvestre, pero mediante cruces entre los heterocigóticos se logran individuos homocigóticos para el gen activado.
Terapia génica
Inocular genes productores de sustancias curativas o que remedian deficiencias. Cuando se inocula un gen se usa como vectores virus específicos de dicho tipo celular.