Biotecnología Moderna: Plantas Transgénicas y Producción de Insulina Recombinante
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Plantas Transgénicas
Una planta transgénica es aquella cuyo genoma ha sido modificado mediante ingeniería genética, bien para introducir uno o más genes nuevos o para modificar la función de un gen propio.
El método más común para introducir genes en plantas utiliza una bacteria del suelo llamada Agrobacterium tumefaciens. Esta bacteria presenta un plásmido, llamado plásmido Ti (inductor de tumores), que es utilizado como vector de clonación en plantas.
Transformación
Esta bacteria produce un tumor conocido como "agalla del cuello". Penetra en los tejidos vegetales causando una proliferación celular. La bacteria transfiere parte de su plásmido Ti, conocido como T-ADN (ADN de transferencia), a las células vegetales.
El T-ADN transferido contiene genes oncogénicos, cuya expresión producirá una mayor producción de hormonas de crecimiento que dan origen al tumor.
Regeneración
Este proceso se produce después de la transformación. Se introducen en las células vegetales genes marcadores que les confieren resistencia a herbicidas, antibióticos, etc. Las células que sobreviven son las que portan el gen marcador.
Con esas células seleccionadas, se obtienen plantas completas que llevan el gen de interés en todas sus células.
Las plantas transgénicas se utilizan principalmente para incrementar la producción agrícola, mejorar la resistencia a plagas o herbicidas, o aumentar el valor nutricional.
Producción de Insulina Recombinante
Antes, la insulina se obtenía mediante su extracción directa a partir de tejidos o fluidos corporales de animales (cerdos, vacas).
En la actualidad, se utiliza el ADN recombinante para expresar los genes de ciertas proteínas humanas en microorganismos adecuados para su fabricación comercial. Un ejemplo destacado es la producción de insulina a partir de la levadura Saccharomyces cerevisiae o la bacteria Escherichia coli, en las cuales se clona el gen de la insulina humana.
La insulina fue la primera proteína terapéutica obtenida por ingeniería genética.
Está formada por dos polipéptidos (cadena A y cadena B). Para su producción, es necesario primero sintetizar químicamente las secuencias de ADN que codifican estas cadenas.
Los genes que codifican las cadenas A y B se insertan por separado en plásmidos de E. coli. Para mejorar la estabilidad y expresión, cada gen se fusiona con el gen de una proteína marcadora, como la β-galactosidasa. Se obtienen así plásmidos recombinantes que se introducen en cepas distintas de la bacteria.
Esto resulta en la producción de proteínas de fusión (β-gal-cadena A y β-gal-cadena B), que son más estables en E. coli que las cadenas de insulina solas.
Estas proteínas de fusión se procesan químicamente para separar los polipéptidos de insulina (cadena A y cadena B). Posteriormente, mediante renaturalización y oxidación de los residuos de cisteína, las cadenas A y B se unen para formar la insulina activa y funcional.