Biotecnología y Herramientas Biotecnológicas: ADN Recombinante, Ingeniería Genética y Más
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Biotecnología: Conceptos y Herramientas Clave
La biotecnología se define como la manipulación del material genético (ADN) de los organismos para desarrollar otros 'nuevos', con la intención de mejorar cultivos, desarrollar microorganismos para luchar contra plagas, optimizar la sanidad animal, perfeccionar tratamientos en medicina, crear nuevas vacunas y fármacos, y cuidar el medio ambiente, entre otras aplicaciones.
Herramientas Biotecnológicas Fundamentales
- Tecnología del ADN recombinante: Permite aislar cualquier zona del ADN, crear copias y determinar la secuencia de los nucleótidos.
- Ingeniería genética: Posibilita la transferencia de genes entre organismos, generando organismos transgénicos (organismos genéticamente modificados, OGM).
- Clonación celular: Facilita la reparación de tejidos y órganos.
- Cultivo de células y tejidos: Permite mantener in vitro células y órganos durante periodos prolongados.
Tecnología del ADN Recombinante: Proceso y Componentes
La tecnología del ADN recombinante consiste en generar ADN formado por la unión de segmentos de ADN de diferentes orígenes. El proceso requiere varios pasos y elementos:
Enzimas Celulares
Las enzimas de restricción cortan fragmentos específicos de ADN, mientras que las enzimas ligasas unen estos fragmentos con la secuencia de ADN de otro organismo, creando así ADN recombinante.
Análisis de Fragmentos de ADN
Una vez cortados, los fragmentos de ADN se separan mediante electroforesis en gel de agarosa. Los fragmentos más pequeños migran más rápidamente hacia el polo positivo, dado que el ADN posee carga negativa. Posteriormente, la muestra se tiñe con bromuro de etidio para visualizar los fragmentos por fluorescencia, revelando la huella genética del organismo, lo que permite identificar a un individuo.
Hibridación del ADN
Dos hebras de ADN de cadena sencilla, una de las cuales actúa como sonda de ADN, se unen por complementariedad, formando una cadena doble de ADN. Esta técnica se utiliza para identificar la presencia de un gen específico. Para analizar miles de genes simultáneamente, se emplean biochips o chips de ADN, láminas de vidrio donde se llevan a cabo reacciones de hibridación en cada una de sus celdillas. Esta tecnología ha permitido identificar mutaciones genéticas causantes de enfermedades, personalizar medicamentos y desarrollar nuevos tratamientos.
Clonación de ADN
La clonación de ADN implica la producción de copias idénticas de fragmentos de ADN. Para ello, el fragmento de ADN se inserta en una molécula transportadora (vector de clonación), capaz de introducirse en una bacteria y autorreplicarse dentro de ella, generando clones de bacterias transformadas.
Amplificación del ADN
Mediante la Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR), se generan millones de copias de un segmento específico de ADN. El proceso consta de un ciclo de tres fases que resulta en la obtención de una gran cantidad de copias.
Secuenciación del ADN
La secuenciación del ADN permite conocer la secuencia de miles de genes y genomas completos de numerosos organismos.