Biología para ingenieros/Técnicas y herramientas biotecnológicas

Técnicas y herramientas en biotecnología

A través de la biotecnología, el ser humano usa y transforma organismos, células y moléculas biológicas, con el fin de obtener un producto o beneficios a nivel médico, industrial o comercial, entre otros. Gracias a décadas de investigación sobre el ADN y el ARN, hoy en día se han perfeccionado técnicas biotecnológicas que permiten clonar organismos y modificar sus genomas.

Tecnología del ADN recombinante

El ADN recombinante, es aquel que tiene genes completos o parciales, provenientes de más de un organismo. Este tipo de ADN puede producirse en microrganismos como bacterias, virus o levaduras y posteriormente ser trasferido a otras especies. Además, en la naturaleza también existen mecanismos de recombinación por medio de la reproducción sexual que ayudan a mantener la diversidad genética.

En la tecnología del ADN recombinante se necesita una molécula vectorial apropiada que lleve el ADN hasta una célula huésped, ejemplos de estos vectores son: plásmidos, bacteriófagos y transposones. El siguiente es un esquema general de los pasos seguidos en el laboratorio para crear ADN recombinante: Primero se corta el ADN que va a ser clonado y el ADN del plásmido (vector) usando una enzima de restricción (una enzima de restricción es una “tijera molecular” capaz de romper los enlaces del ADN en posiciones específicas de la secuencia llamadas sitios de restricción). Luego, se mezclan los dos fragmentos bajo condiciones que potencien la unión de los enlaces de hidrógeno entre los extremos complementarios de las hebras. Posteriormente, los fragmentos son unidos covalentemente mediante una enzima llamada ADN ligasa, confiriéndole así estabilidad a la nueva molécula de ADN recombinante.

Figura 1: Representación de un corte de ADN con una enzima de restricción llamada Hindill. Se señala corte en las secuencias palindrómicas que produce los extremos pegajosos complementarios

Clonación

Clonar es producir copias genéticamente idénticas de ADN, células u organismos por medios asexuales. La reproducción de plantas por medio de esquejes o las colonias bacterianas, son ejemplos de clones que pueden darse de forma natural. Sin embargo, en el laboratorio los científicos suelen clonar fragmentos de ADN por diversas razones como determinar variaciones entre un gen normal y uno mutado, o utilizar los fragmentos para producir organismos genéticamente modificados

Mediante un método llamado Transformación, se introducen plásmidos (un plásmido es una molécula de ADN bacteriano que se replica de forma independiente al cromosoma y puede ingresar y salir fácilmente de la célula) con ADN recombinante en células bacterianas, una vez integrado, el plásmido puede replicarse y transmitirse a las células hijas cada vez que ocurra la división celular, de esta forma se pueden crear muchas copias idénticas de este nuevo ADN, lo que significa que este está siendo clonado.

Organismos genéticamente modificados

Como su nombre lo indica, un organismo genéticamente modificado es aquel al que se le modifica su genoma por medio de técnicas moleculares como por ejemplo la Tecnología del ADN recombinante. Es importante diferenciarlos de los organismos transgénicos, que son un subgrupo de organismos genéticamente modificados, a los cuales les han insertado en su genoma un gen de otro organismo de diferente especie.

Los organismos genéticamente modificados se utilizan de manera amplia, pero destacan principalmente en las áreas de la agricultura y la investigación biomédica. Entre las aplicaciones en los cultivos se encuentran la modificación de estos para hacerlos resistentes a plagas o herbicidas, mejorando la producción agrícola a nivel mundial. Compañías de biotecnología han creado ovejas que producen más lana y cerdos con mayor contenido proteico y menor porcentaje de grasa corporal. En cuanto a beneficios para la salud humana, un proyecto británico modificó genéticamente al mosquito portador del Dengue y Chikunguña, el Aedes aegypti, para que al aparearse con hembras silvestres, tengan descendencia que herede un gen letal y muera. Según estudios, la liberación de estos mosquitos modificados podría disminuir la población de la especie entre un $80$ u $96\%$.

Anexos

Notas

Proyecto: Biología para ingenieros

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