Vectores de Clonación: Tipos, Células Hospedadoras y Proceso Detallado

Vectores de Clonación

Los vectores de clonación son herramientas esenciales en la biología molecular, utilizadas para transportar y replicar fragmentos de ADN en células hospedadoras. A continuación, se describen los principales tipos de vectores:

Tipos de Vectores de Clonación

1. Plásmidos: Moléculas circulares de ADN bicatenario extracromosómico de origen bacteriano con capacidad autónoma de replicación.
2. Bacteriófagos: Virus que infectan bacterias.
3. Cósmidos: Vectores híbridos construidos con parte del cromosoma fago λ y parte de un plásmido bacteriano.
4. Fagenidos: Vectores híbridos compuestos por un plásmido al que se le inserta el origen de replicación de un fago M13.
5. Cromosomas artificiales: Vectores de clonación con capacidad de transportar fragmentos de gran tamaño (BAC, YAC).
6. Vectores lanzadera: Vectores híbridos que contienen orígenes de replicación de dos hospedadores diferentes, uno de plásmido bacteriano y otro de levadura o virus animal.

Células Hospedadoras

Las células hospedadoras son organismos en los que se introducen los vectores de clonación para replicar el ADN insertado. Los principales tipos son:

• Bacterianas: E. coli cepa K12, Bacillus subtilis y Streptomyces.
• Eucariotas:
  • Levaduras: Utilizadas como hospedadores para clonar YAC y plásmidos de levaduras basados en el plásmido 2µ.
  • Células vegetales y animales: Vectores basados en el plásmido Ti de la bacteria Agrobacterium tumefaciens.

Fases del Proceso de Clonación

El proceso de clonación implica varias etapas clave:

Creación de un Vector Recombinante

1. Preparación del ADN que se va a clonar.
2. Preparación del vector de clonación.
3. Inserción del ADN extraño en el vector.

Introducción del Vector en la Célula Hospedadora

Existen diferentes métodos para introducir el vector en la célula hospedadora:

• Transformación bacteriana: Captación e internalización por parte de una bacteria de moléculas de ADN desnudas presentes en el medio externo.
• Transfección: Introducción de vectores recombinantes en células eucariotas no mediada por virus.
• Transducción: Introducción de material genético extraño en una célula por acción de un virus.
• Electroporación: Aplicar cortos pulsos eléctricos de alto voltaje a una mezcla de células hospedadoras en suspensión y vectores recombinantes en solución.

Selección e Identificación de Clones Recombinantes

Para identificar las células que han incorporado el vector recombinante, se utilizan diferentes estrategias:

• Genes de resistencia a antibióticos: (ampicilina y tetraciclina) Se cultivan las células en un medio de cultivo con ampicilina donde crecerán las bacterias transformadas y otro con tetraciclina donde solo crecerán las bacterias transformadas con el vector no recombinante.
• Estrategia cromogénica: Usada cuando se combinan bacterias hospedadoras defectivas lactosa negativa y vectores que contienen un gen de resistencia a antibiótico y el gen LacZ con un polylinker en su interior, obteniéndose las células no transformadas sensibles a antibiótico y Lac-, y el resto resistentes.
• Proteínas fluorescentes: La región polylinker se incluye en el gen de la proteína fluorescente. Las colonias no transformadas presentarán fluorescencia verde y las transformadas con plásmidos recombinantes no tendrán fluorescencia.
• Genes letales: Vectores con un gen de resistencia a antibiótico y otro que codifica para una proteína letal para las bacterias con un polylinker en su interior. Las bacterias transformadas con el vector no recombinante mueren por efecto de la proteína letal.

Bibliotecas Genómicas

Las bibliotecas genómicas son colecciones de vectores recombinantes clonados que representan el genoma completo de un organismo:

• Bibliotecas genómicas: Colecciones de vectores recombinantes clonados que incluyen el genoma completo de un organismo.
• Bibliotecas cromosómicas: Construidas a partir de un cromosoma.
• Bibliotecas de ADNc: Obtenidas a partir de ARNm y representan solo el subconjunto de genes de un organismo que se está expresando en un tipo celular y estado metabólico completos.