RECOMBINACION GENETICA

RECOMBINACION GENETICA

Dr. Pedro F. Mateos González

I. OBJETIVOS

La recombinación genética es un proceso que lleva a la obtención de un nuevo genotipo a través del intercambio de material genético entre secuencias homólogas de DNA de dos orígenes diferentes. La información genética de dos genotipos puede ser agrupada en un nuevo genotipo mediante recombinación genética. Por lo tanto la recombinación genética es otra forma efectiva de aumentar la variabilidad genética de una población.

Las ventajas de la recombinación genética son:

(i) Diferentes cepas superproductoras pueden ser reunidas en una sola cepa, de forma que el efecto acumulativo de estas mutaciones puede ser mayor que el efecto de una sola mutación. Sin embargo, la esperanza inicial de obtener un aumento significativo en el rendimiento por simple recombinación de dos mutantes de alta producción sólo ha sido conseguida en unos pocos casos. En la mayoría de los casos, la productividad de los recombinantes generalmente es intermedia entre los valores de las cepas parentales.

(ii) En el curso del desarrollo de cepas existe frecuentemente un descenso en el aumento del rendimiento después de cada etapa de mutación. Además de los mutantes que son enriquecidos selectivamente debido a su aumento en la productividad, existe un desarrollo de mutaciones que no se detectan que impiden un aumento adicional en la producción de metabolitos a través de influencias pleiotrópicas. Con cruces genéticos, estos alelos mutantes desfavorables pueden ser reemplazados por alelos de uno de los padres del cruce.

(iii) Las cepas de alta producción pueden realmente aumentar el coste de la fermentación debido al cambio de las propiedades fisiológicas (mayor producción de espuma, cambio en los requerimientos del medio de cultivo, etc.). Cruzando de nuevo la cepa con la cepa silvestre pueden obtenerse cepas de alta producción con propiedades mejoradas de fermentación.

II. RECOMBINACION GENETICA

Como ya hemos dicho, la recombinación genética es un proceso que lleva a la obtención de un nuevo genotipo a través del intercambio de material genético entre secuencias homólogas de DNA de dos orígenes diferentes. Las secuencias homólogas de DNA tienen la misma secuencia o casi la misma; por consiguiente, puede ocurrir apareamiento de bases en una longitud extensa de las dos moléculas de DNA. Los cromosomas homólogos tienen los mismos genes ubicados en el mismo sitio. Sin embargo, los genes, aunque similares, pueden no ser necesariamente idénticos como ocurre cuando existe una mutación en un gen.

Para que aparezcan nuevos genotipos como consecuencia de la recombinación, es esencial que las dos secuencias homólogas sean genéticamente diferentes. Tal es el caso en una célula eucariótica diploide, que tiene dos juegos de cromosomas, uno procedente de cada padre. El punto donde los cromosomas se cruzan se denomina kiasma y el proceso de intercambio se llama entrecruzamiento.

En las células procariotas sólo existe un único cromosoma. Por lo tanto, antes de que pueda ocurrir la recombinación, un cromosoma homólogo (normalmente una parte de este) debe primero ser transferido desde una bacteria donadora a una bacteria receptora. Debido a que el cromosoma del donador debe ser homólogo con el receptor, las bacterias donadoras y receptoras generalmente pertenecen a la misma especie o a especies muy relacionadas.

La recombinación homóloga ocurre después de la transferencia es decir, cuando el fragmento de DNA del donador está en la célula receptora. Si no se produce recombinación, el fragmento de DNA del donador se perderá, debido a que no puede replicarse independientemente.

III. RECOMBINACION GENETICA EN BACTERIAS

La recombinación genética en bacterias tiene lugar cuando se transfieren fragmentos de DNA homólogo desde una célula donadora a una célula receptora por uno de estos tres procesos:

1.- Transformación: supone que el DNA donador se encuentra libre en el medio.

2.- Transducción: donde la transferencia del DNA donador está mediada por un virus.

3.- Conjugación:

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