Procedimiento general en Ingeniería Genética

1. Obtención del ADN pasajero

Una vez aislado el ADN que contiene el gen o genes deseados, se utiliza sobre él las enzimas de restricción. Estas enzimas, descubiertas en bacterias, cortan el ADN por puntos concretos al reconocer en ellos una secuencia específica de bases llamada: Secuencia palindrómica. De esta manera se obtiene un fragmento del ADN, denominado gen pasajero, que contiene el gen o genes que nos interesan.

1. Clonación del ADN

Mediante la técnica de clonación se obtienen multitud de copias del ADN pasajero aislado, para la cual ha de unirse a otro ADN cortado con la misma enzima de restricción que actuará como vector de clonación. El ADN resultante se denomina: ADN recombinante. Los vectores de clonación son los plásmidos.

1. Integración en un organismo receptor

Si en vez de una bacteria, el receptor final es un órgano eucarionte, la integración es más difícil. En vegetales, puede usarse bacterias infectantes como: Agrobacterium tumefaciens. En animales, se suele emplear la microinyección en el cigoto, ya que todo el órgano y todos sus descendientes llevarán el gen que nos interesa.

Mutaciones genómicas: concepto o clases. Causas que las producen

• Afectan al genoma en conjunto, bien por el cambio en el número de cromosomas (aneuploidías) o en el número de juegos cromosómicos (euploidías).
• Aneuploidías

– Nulisomías: falta una pareja de cromosomas homólogos (2n – 2)

– Monosomías: falta un cromosoma (2n –n)

– Trisomías: hay un cromosoma de más (2n + 1)

– Doble trisomía: hay dos cromosomas de más no homologados (2n + 1 + 1)

– Tetrasomía: dos cromosomas homólogos de más (2n +2)

La causa de todas estas anomalías es una incorrecta segregación de una pareja de cromosomas homólogos sobre la meiosis I, yendo los dos a la misma célula hija y quedándose la otra sin ninguno.

• Euploidías

– Monoploidías: un solo juego de cromosomas en vez de dos.

– Triploidías: tres juegos en vez de dos.

– Tetraploidía: dos juegos de más (4n)

– Poliploidía: cuando hay muchos juegos. Solo son variables en vegetales y en algunas especies animales primitivas.

Mecanismos que intervienen en la evolución genética de las poblaciones

• Los individuos de una misma población comparten un mismo conjunto de genes que forman lo que se denomina el fondo o el acervo genético de esta población.
• Las poblaciones en conjunto también evolucionan y los mecanismos que intervienen son los siguientes:
• Mutación y recombinación genética.
• Inmigración: el acervo genético de una población puede variar y enriquecerse con la entrada de alelos más adaptativos aportados por los individuos inmigrantes.
• Deriva genética: sucede cuando una población se subdivide en subpoblaciones. Si estas resultan con acervos genéticos equivalentes, lo más probable es que su evolución sea paralela, pero si resultan significativamente distintos, es más fácil que la evolución de ambas sea divergente. Cuanto más pequeño sea un grupo, mayores probabilidades existen de que su acervo genético sea distinto de la población madre y de que su evolución futura sea también distinta, es lo que se conoce como efecto fundador.
• Vigor de los híbridos y de los genes polimórficos: cuanta mayor variedad alélica posea un gen, de mayor diversidad genética dispondrá la población. Por la misma razón, los genotipos heterocigotos o híbridos son mayores que los homocigotos, además poseen lo que se denomina mayor eficacia biológica (capacidad para adaptarse y sobrevivir a enfermedades).

Todos estos mecanismos aumentan la variabilidad genética de las poblaciones. En sentido contrario, actúa la selección natural que reduce la riqueza del acervo genético al eliminar los genes menos adaptativos y extender los más aptos, siempre actúa en función de las condiciones ambientales.

Virus

a) Estructura

Se componen de:

• Ácido nucleico que puede ser ADN o ARN, tanto monocatenario como bicatenario en una sola molécula abierta o circularizada.
• Cápsida: es una cubierta proteica con forma geométrica determinada que envuelve y protege al ácido nucleico. Está compuesta por subunidades proteicas llamadas capsómeros.
• Envoltura membranosa: algunos virus, como el de la hepatitis, la gripe o el sida, poseen rodeando a la cápsida una membrana que procede de la última célula parasitada. De esta forma, las glucoproteínas de las membranas serán reconocidas por la próxima célula huésped, produciéndose la penetración del virus más fácilmente.
• En los virus sin membrana, la penetración se produce porque la cápsida del virus contiene ciertas proteínas que son reconocidas por receptores de la célula huésped. En cualquier caso, la especificidad entre los virus y las células que infectan es muy alta.

b) Ciclo lisogénico

• En este caso, el virus penetra en la célula huésped pero no la mata, sino que el ácido nucleico del virus se integra en el ADN de la célula infectada, permaneciendo en estado de vida latente, dejando que la célula viva y se reproduzca. Pero cada célula hija también llevará en su genoma una copia del ácido nucleico del virus. A los virus que se encuentran en este estado se los llama profagos y a la célula infectada se la llama célula lisógena, siendo toda su descendencia una cepa.
• Mientras la célula posea el profago, queda inmune a otras infecciones de otros virus, aunque no a todos. Por causas no aclaradas del todo, se puede producir la activación del profago que matará a la célula, siguiendo el ciclo lítico ya descrito.
• Los virus ARN que infectan lisogénicamente tienen que transformar su ARN a ADN bicatenaria para poder integrarse en el ADN de la célula huésped. Los virus se denominan retrovirus y lo consiguen con una enzima que poseen llamada retrotranscriptasa.
• Los virus lisogénicos pueden ser vectores de transmisión genética cuando se llevan consigo una fracción de ADN de la última célula que infectaron y se introduce en otra también de forma lisogénica, con lo cual la célula gana información genética de su misma especie. Este fenómeno se denomina transducción y se utiliza en ingeniería genética.