tecnologia de adn recombinante

2. EL NACIMIENTO DE UNA
NUEVA ERA
En 1950: Se descubrió que los genes no eran nada más y nada menos que cadenas de
nucleótidos.
Un descubrimiento que parece tan sencillo se desencadenó, el nacimiento de una nueva
era: LA DE LA TECNOLOGÍA DEL ADN RECOMBINANTE.
Comienzos de los 70: La primera molécula de ADN recombinante fue creada por Paul
Berg.
Para aquella época, los biólogos moleculares habían aprendido a alterar genes
individuales, cortar y pegar pedazos de ADN de diferentes organismos y moverlos de
uno a otro.
Otros pioneros de esta tecnología fueron Stanley Cohen, un genetista estadounidense,
y Herbert Boyer, un bioquímico de la misma nacionalidad.

3. ¿QUÉ ES LA TECNOLOGÍA DEL
ADN RECOMBINANTE?
ADN recombinante es una molécula que proviene de la unión artificial de dos
fragmentos de ADN. Por lo tanto:
La tecnología de ADN recombinante es el conjunto de técnicas que permiten aislar
un gen de un organismo, para su posterior manipulación e inserción en otro
diferente. De esta manera podemos hacer que un organismo (animal, vegetal,
bacteria, hongo) o un virus produzcan una proteína que le sea totalmente extraña.

4. Estas técnicas se emplean normalmente para la producción de proteínas en gran
escala, ya que podemos hacer que una bacteria produzca una proteína humana y
lograr una superproducción, como en el caso de la insulina humana, que
actualmente es producida por bacterias en grandes recipientes de cultivo,
denominados biorreactores.
Como las bacterias se multiplican muy rápidamente y pueden expresar grandes
cantidades de proteínas, es posible lograr una sobreproducción de la proteína
deseada. A esto justamente se dedica la biotecnología, es decir a la utilización de
organismos vivos o de sus productos con fines prácticos.

5. DESARROLLO
El desarrollo de la tecnología del ADN recombinante fue posible gracias a varias
líneas de investigación:
1) El conocimiento de las enzimas de restricción
2) La replicación y reparación de ADN
3) La replicación de virus y plásmidos
4) La síntesis química de secuencias de nucleótidos.

6. ¿CÓMO CORTAR Y PEGAR
EL ADN?
En 1975: Daniel Nathans y Hamilton O. Smith descubrieron un tipo de proteínas -las
enzimas endonucleasas o enzimas de restricción- que actúan como "tijeras
moleculares", cortando la doble cadena de ADN a través del esqueleto de fosfatos sin
dañar las bases.
En 1978: El descubrimiento de estas enzimas condujo a dichos microbiólogos al Nobel
y dio origen a la Ingeniería Genética.
Las enzimas de restricción son producidas por bacterias como método de defensa
contra virus y degradan el ADN extraño.
A su vez, el propio genoma bacteriano está protegido contra sus enzimas de restricción
mediante metilaciones en un átomo específico de ciertos nucleótidos.

7. Estas moléculas son indispensables para la ingeniería genética, ya que producen
fragmentos que se pueden unir entre sí fácilmente (con la ayuda de un
"pegamento molecular": la enzima ligasa).
Las enzimas de restricción cortan dejando extremos cohesivos o romos. Los
extremos cohesivos son generados cuando la enzima corta las dos hebras
asimétricamente, dejando los extremos de cada hebra de simple cadena
complementaria entre sí. Por otro lado, los extremos romos son generados cuando
la enzima corta las dos hebras por el mismo lugar, generando dos extremos doble
cadena.

8. ¿CÓMO INTRODUCIR ADN
RECOMBINANTE EN LAS
BACTERIAS?
Una vez que los biólogos encontraron cómo fabricar ADN recombinante usando
enzimas de restricción y ligasas, el desafío siguiente fue:
¿Cómo producir grandes cantidades de genes y cómo introducirlos en bacterias u otras
células huésped?
El primer problema fue solucionado con el uso de PLÁSMIDOS, pequeñas moléculas
de ADN circular presente en muchas bacterias.

9. PLÁSMIDOS
Contienen uno o más genes de resistencia a antibióticos y son capaces de autorreplicarse, ya
que contienen una secuencia de iniciación. Esto les permite replicarse de manera
independiente del ADN genómico.
Podemos crear una molécula de ADN recombinante usando un plásmido. Este proceso consta
de las siguientes etapas:
 Cortamos el ADN circular del plásmido con enzimas de restricción, para generar extremos cohesivos.
 Cortamos el ADN que queremos multiplicar. Debemos asegurarnos de que los extremos del plásmido
y los del ADN a insertar sean complementarios y puedan unirse.
 Unimos el gen que queremos introducir (inserto) por medio de la enzima ADN-ligasa y luego
introducimos el plásmido con inserto en bacterias.
 Seleccionamos las bacterias que hayan introducido el plásmido con la ayuda de antibióticos. Dado
que los plásmidos contienen un gen de resistencia a antibiótico, al exponer las bacterias a ese
antibiótico, sólo las que hayan incorporado el plásmido (y con él la resistencia) sobrevivirán,
mientras que las que no lo tengan morirán.

10. Esta es una manera relativamente eficaz de obtener millones de copias del ADN
incorporado. Dado que todas las copias del gen provienen de una sola molécula
multiplicada a partir de una única bacteria que dio origen a la colonia, esta
técnica lleva el nombre de CLONACIÓN.

11. ¿CÓMO ENCONTRAR EL
GEN ADECUADO?
De manera análoga, hoy día podemos encontrar genes o proteínas usando,
respectivamente, sondas y anticuerpos, que actúan como imanes moleculares.
LAS SONDAS: Son fragmentos de ADN o ARN de simple cadena complementarias a la
región de ADN o ARN que queremos encontrar. Contienen alguna "marca" que permite
revelar su unión (hibridación) a la secuencia elegida y de esa manera revela presencia
de la región buscada.
¿Cómo se marcan esas sondas o fragmentos de ácidos nucleicos?
Las sondas pueden ser "coloreadas" durante su síntesis utilizando nucleótidos
marcados con isótopos radiactivos.
Mediante la unión con una molécula que pueda ser detectada posteriormente como
fluorescente
Un marcador químico que puede ser detectado por un anticuerpo
Una enzima cuya actividad produce el cambio de color de su sustrato.

12. HIBRIDACIÓN IN SITU
Durante este proceso se incuba el ADN con una sonda (de ADN o ARN)
complementaria a la secuencia buscada, y marcada radiactiva o
químicamente.
1. La sonda "navega" por el interior de la célula hasta encontrar una secuencia
complementaria a ella.
2. Una vez que esto ocurra se formará una doble cadena que permitirá no sólo
detectar la presencia de esta secuencia, sino indicar el lugar específico que ocupa
dentro de la célula.
3. Para revelar la presencia de hibridación de la sonda, la muestra debe exponerse a
una placa radiográfica; mediante el uso de moléculas fluorescentes o que puedan
ser detectadas por colorimetría (utilizando una enzima que provoque el cambio de
color de un sustrato).

13. Se puede también utilizar colonias de bacterias con ADN recombinante con una
técnica similar, pero que usa ANTICUERPOS en vez de sondas.
1. Se comienza por una colonia de bacterias que contengan y expresen el gen de
ADNc.
2. Luego se trata las bacterias con un anticuerpo marcado, que se unirá a la
colonia que sintetice la proteína deseada.
3. De esta manera se puede localizar el gen en cuestión y clonarlo para obtener
múltiples copias.

14. ¿CÓMO ESTUDIAR LA
EXPRESIÓN DE DIVERSOS
GENES?
Si visitamos un laboratorio de biología molecular, probablemente encontraremos
una cuba con un gel al cual se le aplica una corriente eléctrica. Este método,
llamado ELECTROFORESIS EN GEL, es muy usado para separar moléculas de
diversos tamaños y es la base de las técnicas que describiremos para identificar
ADN, ARN, y proteínas.

16. TÉCNICA DE ADN
RECOMBINANTE UTILIZADOS
EN LA MEDICINA

17. GRANJAS FARMACÉUTICAS
La Biotecnología ha aplicado estas técnicas experimentales de transgénesis y ya
hoy se están estableciendo las primeras granjas farmacéuticas en las que se crían
ovejas, cabras, vacas o cerdos transgénicos que producen en su leche proteínas
terapéuticas humanas. En estos casos la manipulación genética de un mamífero
doméstico transgénico consiste, en primer lugar, en preparar el fragmento de ADN
que contiene el gen humano, uniéndolo a otro fragmento de ADN correspondiente
a un elemento regulador (promotor) procedente de un gen que promueve la
síntesis de una proteína de la leche.

19. PREGUNTAS
1. ¿Qué es tecnología del ADN recombinante?
2. ¿Cuáles son las líneas de investigación?
3. ¿En qué año se dio origen la Ingeniería Genética?
4. ¿Qué son los plásmidos?
5. ¿Qué es clonación?
6. ¿Qué son las sondas?
7. ¿Cómo se llama el método muy utilizado para separar moléculas de diferentes
tamaños?
8. Mencionar 5 productos utilizados por la tecnología del adn recombinante en la
medicina
9. ¿Qué tipo de proteínas producen las Granjas farmacéuticas?
10. ¿Uso de anticoagulantes?