Biotecnología molecular: ADN recombinante, electroforesis, sondas y clonación

Resumen

El documento explica las técnicas básicas de la biotecnología molecular: la tecnología del ADN recombinante, la electroforesis en gel de agarosa, la hibridación con sondas y el biochip, y la clonación de fragmentos de ADN mediante plásmidos. Describe el proceso de corte con enzimas de restricción, la transformación bacteriana y la selección por antibióticos, con el fin de comprender cómo se obtienen copias idénticas de un gen.

Puntos clave

El ADN recombinante combina segmentos de ADN de distintas especies, un donante y un vector.
Las enzimas de restricción cortan el ADN en secuencias concretas y generan extremos cohesivos.
En la electroforesis, el ADN (de carga negativa) avanza hacia el polo positivo y los fragmentos pequeños recorren más distancia.
Una sonda es un fragmento de ADN de cadena sencilla, marcado radiactivamente, complementario al gen buscado.
El biochip es una lámina de vidrio con múltiples cuadrículas, cada una con una sonda distinta, que permite buscar miles de genes a la vez.
En la clonación con plásmidos, un gen de resistencia a antibióticos permite seleccionar las bacterias que han incorporado el plásmido recombinante.

Ponte a prueba

Fundamentos y Aplicaciones de las Técnicas Esenciales de la Biotecnología Molecular

1. Tecnología del ADN Recombinante

Un ADN recombinante está formado por segmentos de ADN provenientes de diferentes especies: uno donante y uno vector. Esta tecnología implica cortar el ADN y unirlo con otros fragmentos.

Proceso de Corte: Las enzimas de restricción cortan el ADN por secuencias concretas, generando los denominados extremos cohesivos.

2. Electroforesis de Gel de Agarosa

Esta técnica se utiliza para separar fragmentos de ADN en función de su tamaño y carga eléctrica.

Movimiento: Dado que el ADN posee carga negativa, avanza hacia el polo positivo. Los fragmentos más pequeños avanzan más rápidamente y recorren una mayor distancia.
Visualización: Posteriormente, se toma la lámina de agarosa y se tiñe para visualizar las bandas. Mediante este proceso se puede obtener la huella génica de un organismo.

3. Hibridación Mediante Sondas

La hibridación sirve para buscar un gen concreto dentro de una mezcla compleja de ADN.

La Sonda: Una sonda es un fragmento de ADN de cadena sencilla, marcado radiactivamente, cuya secuencia de nucleótidos es complementaria a la del gen buscado.

El Biochip (Microarray)

El Biochip es una lámina de vidrio dividida en múltiples cuadrículas. Cada cuadrícula contiene una sonda distinta. Esta herramienta permite buscar miles de genes simultáneamente y es fundamental para la detección de enfermedades genéticas.

4. Clonación de Fragmentos de ADN

La clonación de fragmentos tiene como objetivo obtener muchas copias idénticas del mismo ADN. El ADN que se desea clonar es introducido en un vector de clonación, que es un fragmento de ADN capaz de autorreplicarse en el interior de una bacteria. Los principales vectores de clonación utilizados son los plásmidos.

Método de Clonación Mediante Plásmidos

Corte y Unión: El plásmido y el ADN a clonar se cortan con la misma enzima de restricción. Esto genera extremos cohesivos en ambos ADNs, facilitando la formación de plásmidos recombinantes.
Transformación Bacteriana: El plásmido recombinante se introduce en un medio con bacterias. Algunas bacterias lo captan, quedando así transformadas.
Selección: En el plásmido se ha insertado previamente un gen de resistencia a antibióticos. Esto permite seleccionar las bacterias que han incorporado exitosamente el plásmido.
Cribado: Se añade el antibiótico al medio de cultivo. Solo las bacterias supervivientes (las que poseen el plásmido) continuarán creciendo.
Amplificación: Estas bacterias se reproducen, originando una gran cantidad de plásmidos con el fragmento de interés.
Extracción: Finalmente, se rompen las bacterias y se extrae el plásmido que contiene el gen clonado.

Preguntas frecuentes

¿Qué es un vector de clonación?

Es un fragmento de ADN capaz de autorreplicarse en el interior de una bacteria. Los principales vectores utilizados son los plásmidos.

¿Cómo se separan los fragmentos de ADN por electroforesis?

Se separan en función de su tamaño y carga eléctrica. Como el ADN tiene carga negativa, avanza hacia el polo positivo, y los fragmentos más pequeños recorren una mayor distancia.

¿Para qué sirve el biochip?

Permite buscar miles de genes simultáneamente mediante sondas distintas en cada cuadrícula. Es fundamental para la detección de enfermedades genéticas.