Vectores de clonación y expresión: plásmidos y fagos en biotecnología

Resumen

El documento explica qué son los vectores de clonación y expresión en biotecnología y cuáles son sus características esenciales, como la autorreplicación, los marcadores de selección y los sitios de restricción. Se describen con detalle los plásmidos (tamaño, marcadores, usos y desventajas) y el bacteriófago, junto con definiciones clave de ingeniería genética como inserto, replicón y ADN recombinante.

Puntos clave

Un vector es una molécula de ADN con replicación autónoma que porta fragmentos de ADN ajeno.
Los vectores de clonación tienen los requisitos para una clonación molecular eficiente; los de expresión sirven para expresar un gen clonado.
Un vector debe autorreplicarse, tener marcadores de selección y contar con sitios de restricción.
Los plásmidos son ADN circular de doble cadena de 1500 pb a 300 kb que se replica junto con la célula hospedera.
Los marcadores de selección confieren resistencia a antibióticos (ampicilina, tetraciclina, cloranfenicol, kanamicina) o permiten identificación visual mediante β-galactosidasa.
Los plásmidos tienen limitaciones: baja transferencia, poca capacidad para fragmentos grandes e inestabilidad.
El bacteriófago posee ADN lineal de doble cadena de unos 50 kb con extremos cohesivos (cos) y es un mecanismo eficiente para infectar células.

Ponte a prueba

¿Qué es un Vector?

Los vectores son moléculas de ADN con replicación autónoma que portan fragmentos de ADN ajenos.

Tipos de Vectores

Vectores de Clonación: Tienen los requerimientos esenciales para una eficiente clonación molecular.
Vectores de Expresión: Usados para expresar un gen contenido en el ADN clonado.

Características Esenciales de los Vectores

Capacidad para autorreplicarse.
Tener características de selección para distinguir las células transformadas del resto.
Tener sitios de restricción.

Usos de los Vectores

Producción de cadenas sencillas de ADN.
Expresión de proteínas.
Producción de ARN.

Plásmidos

El plásmido es ADN de doble cadena, circular, que se propaga en una célula. Su tamaño varía de 1500 pb a 300 kb.

Portan genes que proporcionan resistencia a antibióticos o metales pesados, enzimas de restricción o modificación. Su replicación ocurre al mismo tiempo que la célula hospedera.

Características del Plásmido

Tener un marcador para seleccionarlo.
Origen de replicación.
Sitio de clonación: región para introducir el ADN extraño.

Marcadores de Selección

Los marcadores confieren una resistencia a antibióticos o permiten la identificación visual:

Ampicilina
Tetraciclina
Cloranfenicol
Kanamicina y Neomicina
Complementación con el gen de $\beta$-galactosidasa (producto azul).

Uso de Plásmidos

Clonación
Producción de ARN
Producción de proteínas

Desventajas de los Plásmidos

La transferencia del plásmido a la bacteria es baja.
Los métodos de transferencia son ineficientes.
Tienen poca capacidad para portar fragmentos grandes de ADN.
Son inestables (generalmente limitados a 15 Kb).
Pueden presentar eventos de recombinación que eliminan el ADN insertado.

Fago (Bacteriófago)

El fago posee ADN de doble cadena lineal, con una longitud aproximada de 50 kb. Los extremos 5' y 3' son cohesivos (denominados cos). Representa un mecanismo eficiente para infectar células.

Definiciones Clave en Ingeniería Genética

Vector:: Plásmido o fago que se utiliza para transportar ADN extraño.
Replicón:: Molécula capaz de una replicación independiente en una célula huésped. Es la región de ADN que se replicó desde un único origen de replicación. Ejemplo: Plásmidos.
Inserto:: Molécula de ADN introducida en un vector de clonación.
Librerías Genómicas:: Conjuntos de moléculas de ADN recombinantes clonadas, que representan a la totalidad del genoma de un organismo.
Plásmido:: ADN circular de doble hebra, extracromosómico, capaz de replicación autónoma.
ADN Recombinante:: Secuencia de ADN artificial que resulta de combinar dos secuencias de ADN de diferente origen.

Preguntas frecuentes

¿Qué es un vector en ingeniería genética?

Es una molécula de ADN con replicación autónoma que porta fragmentos de ADN ajeno. En el texto se citan como ejemplos los plásmidos y los fagos.

¿Cuál es el tamaño de un plásmido?

Según el documento, un plásmido varía entre 1500 pb y 300 kb. Es ADN de doble cadena y circular.

¿Qué limitaciones tienen los plásmidos como vectores?

Tienen baja eficiencia de transferencia a la bacteria, poca capacidad para portar fragmentos grandes de ADN y son inestables, generalmente limitados a unos 15 Kb. Además, pueden sufrir recombinación que elimine el ADN insertado.