Ingenieria Genetica

INGENIERÍA GENÉTICA. MANIPULACIÓN GENÉTICA

TECNOLOGÍA DEL ADN RECOMBINANTE

Bajo la denominación de Genética molecular se engloban procesos y fenómenos relacionado con el material genético como son la replicación, transcripción, traducción, el código genético y las mutaciones. La Genética molecular empieza en 1953 cuando Watson y Crick descubren la estructura del ADN, que es la base de disciplinas absolutamente revolucionarios en la Biología y podríamos decir que en toda la Ciencia.

Más adelante, en 1970 Smith y Wilcox descubren las enzimas de restricción, Temin y Baltimore descubren la retrotranscripción, en 1983 K.B Mullis desarrolla la PCR, se desarrollan técnicas de secuenciación de ADN, y otras muchas más. Todas estas técnicas constituyen la Ingeniería Genética (= Manipulación genética) que permitir manipular el genoma de un ser vivo. Esta manipulación consiste en:

• Introducir genes (normalmente de otro ser vivo) en un genoma.

• Eliminar genes.

• Modificar su secuencia de bases

• Secuenciar genes

• Clonar genes

Realmente habría que denominar a dichas técnicas Tecnología del ADN Recombinante, ya que con ellas se obtienen nuevos ADN que no existían.

Si aplicamos estos métodos y técnicas a los seres vivos para obtener un producto o servicio, hablamos de BIOTECNOLOGÍA, que ha experimentado una auténtica revolución gracias a ellos. Por ejemplo, la insulina o la hormona del crecimiento que se inyectan los diabéticos hoy día es la humana, pero la fabrican bacterias (E. coli), también se puede citar muchas vacunas. Por tanto la Ingeniería Genética se sitúa entre la Genética Molecular y la Biotecnología. Es decir, para poder fabricar insulina con bacterias antes hay que manipular el gen humano (localizarlo, cortarlo, clonarlo e insertarlo en la bacteria, es decir, hacer ingeniería genética).

Genética sirve Manipulación se aplica Biotecnología

Molecular de base para la genética en la

Algunos hechos destacables de la I.G. y la biotecnología son:

• 1977 Herbert Boyer inserta el gen de la somatostatina en el ADN de E. Coli,

• 1978 en EE.UU. se logra producir insulina humana en bacterias y en 1983 se comercializa. 1980 Weismann, en Suiza, sintetiza interferón con bacterias.

• 1982 Se obtienen ratones transgénicos gigantes a partir de óvulos a los que se inyectó el gen de la hormona del crecimiento.

• 1984 Obtención por biotecnología de la vacuna contra la hepatitis B

• 1985 Alec Jeffreys, en Gran Bretaña desarrolla la técnica de la “huella genética” , que permite identificar personas a partir de muestras como pelo, sangre, esperma, etc. En 1995 sirve para exculpar a un jugador de futbol americano del asesinato de su mujer.

• 1990 El médico French Anderson inicia la primera terapia génica en un niña con una inmunodeficiencia. Comienza el P.G.H. de manera oficial.

• 1995 Secuenciación del genoma de la levadura Sacharomyces cerevisiae

• 1997 Secuenciación del genoma de la bacteria Escherichia coli

• 1998 Secuenciación del genoma del gusano Caenorhabditis elegans, y de las bacterias que producen el tifus y la tuberculosis.

• 2000 La empresa Celera Genomics anuncia que ha terminado la secuenciación completa dl genoma humano.

MANIPULACIÓN DEL ADN

El hombre ha manipulado desde siempre el ADN de las especies y así han aparecido variedades de animales domésticos, frutales, cereales, etc., a veces por intercambio entre especies que de forma natural nunca se hubieran cruzado. Ha seleccionado individuos con determinados caracteres y aquellos que les interesaba los ha cruzado de manera selectiva (cruzamientos selectivos.) Es la selección artificial. Es un proceso lento y no siempre se obtenían los resultados esperados.

Desde el descubrimiento de Watson y Crick hasta 1970 la manipulación del ADN fue muy difícil. A partir de 1970 irrumpen con extraordinario éxito unas técnicas que permiten manipular y modificar el ADN de los organismos con facilidad.

Son las TÉCNICAS DE INGENIERIA GENÉTICA o TECNOLOGÍA DEL ADN RECOMBINANTE. Sus ventajas, frente a los procedimientos clásicos son muchas:

 Mucho más rápido y preciso.

 Se transmiten sólo los genes deseados.

 Obtención de productos en mucho mayor cantidad.



Gracias estos métodos podemos obtener fragmentos de ADN idénticos en cantidades ilimitadas (clonación), determinar la secuencia de los genes, alterarlos, insertar genes de una especie en otra distinta, bien en sus células somáticas o germinales.

Algunas de estas técnicas son:

1. Tomar o aislar fragmentos específicos de ADN de un organismo, para ello se cortan en puntos concretos. Es decir, fragmentar o cortar el ADN.

2. Unión de fragmentos de ADN.

3. Clonación del ADN, para tener suficientes copias y estudiarlo mejor, o para que se exprese su proteína en grandes cantidades. Se utilizan VECTORES DE CLONACIÓN. También se puede hacer con la técnica llamada PCR (Reaction Chain Polymerase = Reacción en cadena de la Polimerasa.)

4. Insertar un gen en el ADN de otro ser vivo para que se exprese en él, o incluso en sus células germinales para que se transmita a la descendencia. Es la transformación, y el ADN es recombinante. Así se obtienen ORGANISMOS MODIFICADOS GENÉTICAMENTE ( = O.M.G.) o TRANSGÉNICOS. Para insertarlo en la célula huésped primero se inserta en unos VECTORES DE TRANSMISIÓN = DE EXPRESIÓN.

5. Identificación y secuenciación, y modificación para mejorar el producto, si su producto tiene interés industrial, farmaceútico, agrícola, etc.

Para manipular el ADN se utilizan herramientas fundamentales: las enzimas de restricción o restrictasas (cortan), las ligasas (unen) y los vectores de transmisión (transportan genes y los insertan en ADN distintos, es decir, de otras especies)

1.- OBTENCIÓN DE FRAGMENTOS DE ADN. CORTE DEL ADN

Se puede hacer utilizando dos tipos de enzimas: las enzimas de restricción y las retrotranscriptasa.

Enzimas de retricción

En 1970 se descubrió que las bacterias tienen un sistema de defensa para eliminar el ADN extraño que les infectaba. Eran unas enzimas que cortaban el ADN en unos puntos concretos de la secuencia (dianas de restricción, formadas por cuatro u ocho bases).

Se denominan enzimas de restricción, restrictasas o endonucleasas de restricción.

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