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DNA recombinante: Las Herramientas del Oficio

Aislamiento de fragmentos
específicos de DNA

Obtención de
múltiples copias de DNA

Localización de
fragmentos específicos de
DNA: hibridación

Secuenciación del DNA
Biotecnología
Transferencia de genes

Capítulo 16. DNA recombinante: Las Herramientas del Oficio

Biotecnología

El término biotecnología fue creado en 1917 por el ingeniero húngaro Karl Ereky para describir procesos en los que se formaban productos a partir de materiales crudos, con la ayuda de la actividad metabólica de organismos vivos. Hoy el término biotecnología engloba todo tipo de producción industrial de “bienes y servicios” por medio de procesos que utilizan organismos, sistemas o procesos biológicos.

Las técnicas de DNA recombinante § permiten la construcción de vectores §, portadores de genes § específicos, que son introducidos en células bacterianas, las cuales sintetizan las proteínas § codificadas por los genes.

La primera síntesis de una proteína de mamífero en una célula bacteriana fue realizada usando el gen para la hormona somatostatina, una proteína pequeña de sólo 14 aminoácidos § que podía ser detectada en cantidades muy pequeñas.

Más recientemente, se ha logrado introducir en células bacterianas genes para otras proteínas útiles en medicina, que han funcionado correctamente para la síntesis de las proteínas codificadas. Los plásmidos § utilizados para la expresión de proteínas foráneas se conocen con el nombre de vectores de expresión. Un ejemplo es el gen para la insulina humana. Otro es el gen para la somatotropina u hormona de crecimiento, que se utiliza para tratar cierta forma de enanismo en los niños.

Desde el punto de vista económico, la síntesis bacteriana de otras proteínas es de importancia creciente. Por ejemplo, la enzima § renina, que se extrae del estómago de terneros y se usa en la industria láctea para elaborar queso, ha sido producida por tecnología de DNA recombinante. Más recientementese ha logrado inducir la síntesis bacteriana de la enzima celulasa, producida en la naturaleza por ciertos hongos. Esta enzima convierte a la celulosa, que no es digerible por la mayoría de los organismos, en glucosa, la molécula alimenticia de gran importancia.

Las vacunas contra enfermedades virales son otro producto importante de la biotecnología. Todos los virus, como se sabe, consisten en ácido nucleico envuelto por una cubierta proteínica. Son las proteínas exteriores del virus las que determinan si el virus puede unirse o no a la célula blanco y penetrar en ella. En el torrente sanguíneo de los animales, estas proteínas del virus, reconocidas como extrañas por células del sistema inmune, generan la formación de anticuerpos, moléculas que desempeñan un papel central en la inmunidad futura contra el virus. La mayoría de las vacunas se hacen utilizando partículas virales inactivas o modificadas. Las vacunas producidas exclusivamente a partir de las proteínas virales externas sintetizadas en bacterias son más seguras dado que, sin el ácido nucleico viral, no puede ocurrir contaminación de la vacuna por partículas infectivas.

El proyecto de la somatostatina.

Un gen para somatostatina sintetizado artificialmente se fusiona con el gen para la beta-galactosidasa de un plásmido bacteriano. Introducido en E. coli, este plásmido dirige la síntesis de una proteína híbrida, que comienza como betagalactosidasa, pero termina como somatostatina. El bromuro de cianógeno escinde la proteína en el sitio de la metionina, liberando así la hormona intacta, junto con muchos fragmentos de beta-galactosidasa, de los que puede ser separada. Leyendo en el sentido del movimiento de las agujas del reloj, la secuencia de nucleótidos que se muestra en este diagrama es la secuencia 5' a 3' de la cadena inactiva de la doble hélice de DNA. Es complementaria de la cadena molde a partir de la cual se transcribe el mRNA y, con excepción de la sustitución de la timina por uracilo, es idéntica a la secuencia 5' a 3' de la molécula de mRNA transcripta.

 

Autoevaluación del capítulo 16

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