Qué es el ADN recombinante
Para ser útil, la molécula recombinante debe replicarse muchas veces para proporcionar material para el análisis, la secuenciación, etc. La producción de muchas copias idénticas de la misma molécula recombinante se denomina clonación. La clonación puede realizarse in vitro, mediante un proceso denominado reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Sin embargo, aquí examinaremos cómo se realiza la clonación in vivo.
En todos los casos, el ADN recombinante debe ser captado por la célula en una forma en la que pueda replicarse y expresarse. Esto se consigue incorporando el ADN en un vector. Varios virus (tanto bacterianos como de células de mamíferos) pueden servir de vectores. Pero aquí vamos a examinar un ejemplo de clonación utilizando E. coli como huésped y un plásmido como vector.
Los plásmidos son pequeños (unos pocos miles de pares de bases), suelen llevar sólo uno o unos pocos genes, son circulares y tienen un único origen de replicación. Los plásmidos se replican con la misma maquinaria que replica el cromosoma bacteriano. Algunos plásmidos se copian aproximadamente a la misma velocidad que el cromosoma, por lo que una sola célula suele tener una sola copia del plásmido. Otros plásmidos se copian a un ritmo elevado y una sola célula puede tener 50 o más de ellos.
Cómo se utiliza el ADN recombinante para fabricar insulina
La tecnología del ADN recombinante (ADNr) ha supuesto un gran avance en la biotecnología de cultivos y animales. El poder de la tecnología del ADNr proviene de nuestra capacidad para estudiar y modificar la función de los genes manipulándolos y transformándolos en células de plantas y animales. Para ello se utilizan varias herramientas de la biología molecular, como el aislamiento y el análisis del ADN, la clonación molecular, la cuantificación de la expresión de los genes, la determinación del número de copias de los mismos, la transformación del huésped adecuado para su replicación o transferencia a las plantas de cultivo y el análisis de las plantas transgénicas.
La tecnología del ADNr recombinante implica procedimientos para analizar o combinar fragmentos de ADN de uno o varios organismos (Figura 1), incluyendo la introducción de la molécula de ADNr en una célula para su replicación o integración en el genoma de la célula objetivo.
Los avances de la biología molecular a principios de los años 70, incluido el éxito en la creación y transferencia de moléculas de ADN a las células, revolucionaron tanto la ciencia como la industria. Los primeros organismos modificados genéticamente fueron bacterias que fabricaban proteínas simples de interés farmacéutico, por ejemplo, la insulina. A medida que las tecnologías mejoraron, otros organismos, incluidas las plantas, se hicieron susceptibles de ser mejorados mediante la tecnología del ADNr. El cuadro 1 muestra los hitos importantes en el desarrollo y la aplicación de la tecnología del ADNr.
Definición de ADN recombinante
El ADN recombinante (ADNr) es una tecnología que utiliza enzimas para cortar y pegar secuencias de ADN de interés. Las secuencias de ADN recombinadas pueden colocarse en vehículos llamados vectores que transportan el ADN a una célula huésped adecuada donde puede copiarse o expresarse.
Los fragmentos de ADN, como el humano, pueden modificarse de forma que puedan copiarse o replicarse en bacterias o levaduras. Para ello, hay que añadir los elementos adecuados a un fragmento de ADN y transferirlo a una célula bacteriana o de levadura, con lo que esos elementos ordenan a la célula bacteriana o de levadura que copie este ADN junto con el suyo propio. Este proceso se conoce como clonación de ADN, y el ADN clonado resultante suele denominarse ADN recombinante.
Cómo se fabrica y manipula el ADN recombinante
AplicaciónLa clonación de genes tiene una amplia gama de aplicaciones. Ha resultado especialmente útil en la cartografía del genoma humano, la creación de animales transgénicos y el desarrollo de cultivos resistentes a los insectos. También es fundamental para las pruebas genéticas realizadas en la ciencia forense y la arqueología, así como en las pruebas para determinar las enfermedades hereditarias y la paternidad. La tecnología también constituye la columna vertebral de las pruebas de diagnóstico de la hepatitis y del virus de la inmunodeficiencia humana (VIH). La tecnología del ADN recombinante también ha demostrado ser importante para la producción de vacunas y terapias de proteínas como la insulina humana, el interferón y la hormona de crecimiento humana. También se utiliza para producir factores de coagulación para el tratamiento de la hemofilia y en el desarrollo de la terapia génica.