Fundamentos y Aplicaciones de la Ingeniería Genética: ADN Recombinante, PCR y Biotecnología
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Ingeniería Genética: Tres Técnicas Fundamentales
La Ingeniería Genética se basa en la manipulación directa del material genético de un organismo. Para ello, se emplean tres técnicas principales:
Tecnología del ADN Recombinante
Es la creación de un ADN híbrido, es decir, que contiene material genético proveniente de varias especies. Para lograr esto, se requieren dos tipos de enzimas:
- Las enzimas de restricción (conocidas como “tijeras moleculares”) que cortan una sección específica del ADN de una bacteria y el ADN de una célula receptora. Esta última será la que reciba la porción del ADN bacteriano.
- Las enzimas que se encargan de unir la porción se llaman ligasas, y gracias a ellas se puede formar el ADN recombinante.
Separación de Fragmentos de ADN por su Tamaño (Electroforesis)
El proceso comienza con la preparación de un molde horizontal utilizando gel de agarosa sobre una placa de metacrilato. Se dejan varios huecos llamados pocillos, donde se introducirán las muestras de ADN y el patrón de ADN correspondiente. Este patrón permite la comparación con las demás muestras para seleccionar el fragmento deseado.
El gel está caliente cuando es líquido y frío cuando es sólido, asemejándose a una cera transparente. El conjunto se introduce en una cubeta con una solución tampón (agua y sal) que contiene cargas positivas y negativas. El ADN siempre está cargado negativamente, por lo que, al aplicar la carga positiva en el fondo de la cubeta, esta “tira” del ADN hacia abajo, permitiendo su migración y separación por tamaño.
Dado que el gel y el ADN son transparentes, es necesario colorear el ADN y exponer el gel bajo una máquina que desprende rayos ultravioleta para su visualización.
PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa)
Consiste en la amplificación o copia de un fragmento específico de ADN todas las veces que se desee, obteniendo así una gran cantidad de copias idénticas.
Aplicaciones de la Biotecnología Médica
La biotecnología ha revolucionado el campo de la medicina a través de diversas aplicaciones:
Obtención de Fármacos
En lugar de extraer o fabricar la insulina a partir de fuentes animales (como el cerdo), esta se cultiva en colonias de bacterias a las que se les ha insertado un gen nuevo que fabrica antibióticos y hormonas (como la insulina humana).
Obtención de Vacunas
Se clona un gen de la proteína para obtener el antígeno no virulento de una enfermedad, estimulando la respuesta inmunológica sin causar la patología.
Diagnóstico de Enfermedades
Se toman muestras en una zona de cultivo y se espera a que los microorganismos se reproduzcan para identificar la enfermedad que desarrollan.
Terapia Génica
Consiste en corregir o reemplazar genes defectuosos para tratar enfermedades a nivel celular.
Organismos Transgénicos
Son seres vivos modificados a través de la ingeniería genética mediante la inserción de nuevos genes, los cuales pueden suprimir o complementar a los genes propios del organismo.