06 TECNOLOG A DNA RECOMBINANTE

El desarrollo de la tecnología de DNA recombinante o ingeniería genética, ha cambiado el concepto de la biología dado que ha permitido, no solo comprender a nivel molecular los seres vivos, sino modificar en forma controlada su información genética.
Los trabajos de Watson y Crick que permitieron descifrar la estructura del DNA en los años -50 fueron el punto de partida para el desarrollo de estanueva rama de la biología. Al mismo tiempo se han dado importantes desarrollos científicos que son fundamentales en la tecnología del DNA recombinante:
1. La capacidad de introducir DNA en una célula, proceso conocido como transformación, asi como la selección de las células transformadas.
2. Purificación de DNA con altos rendimientos.
3. Descubrimiento y purificación de enzimas de restricción yenzimas de modificación del DNA.
Básicamente con estos tres procedimientos se han podido modificar genéticamente organismos como bacterias, plantas y animales con el objetivo que, tras la introducción de un gen foráneo no presente en su genoma, el organismo sea capaz de expresar la proteína codificada por dicho gen.
Si bien existen numerosos ejemplos de las aplicaciones biotecnológicas derivadasde la tecnología del DNA recombinante, solo vamos a hacer referencia a los procedimientos más usados para generación de plantas transgénicas.
El principal objetivo de la biotecnología vegetal es la generación mediante ingeniería genética de nuevas variedades de plantas que presentan alguna característica que mejore su valor frente a la especie ya existente. Por ejemplo, plantas resistentes alataque de diferentes patógenos y/o resistentes a determinados herbicidas, asi como plantas capaces de tolerar a condiciones adversas de cultivo.
Un ejemplo particular del uso de las técnicas de DNA recombinante es el desarrollo de líneas de maíz transgénico. Estas plantas transgénicas tienen la capacidad de producir moléculas con acción insecticida en forma endógena y se denominan maíz Bt. Laresistencia al ataque de insectos como los taladros fue lograda por la introducción en el genoma del maíz del gen que codifica para la proteína CryIAb. La fuente natural de está proteína es una bacteria, Bacillus thuringensi, que ha sido empleada en forma de aspersión para el control de estos insectos en el cultivo de maíz desde hace más de 30 años.
Introducción del gen de interés en un vector.
PlásmidosLos plásmidos son DNA extracromosómico que se encuentran con frecuencia en bacterias y levaduras. Estas moléculas de DNA circular confieren a las células características como resistencia a antibióticos, metales pesados y a sustancias aromáticas.
Los plásmidos son usados por la ingeniería genética como vectores de clonación para introducir el gen de interés, obteniéndose un plásmido recombinante.Posteriormente el plásmido recombinante se usa para ser transferido a la célula hospedadora.
Introducción del gen de la proteína Bt en un plásmido
Para llevar adelante la introducción del gen Bt es necesario:
a) cortar el DNA de interés con enzimas de restricción
b) cortar el plásmido vector con enzimas de restricción
c) unir el DNA de interés al plásmido vector
Las enzimas de restricción oendonucleasas son enzimas de origen bacteriano, que reconocen secuencias específicas en el DNA e hidrolizan el enlace pentosa-fosfato, produciendo asi un corte en la molécula de DNA. El esqueleto pentosa-fosfato se rompe entre dos bases en una hebra y en otras dos bases equivalentes en la otra hebra lo que puede generar un corte a distinta altura en cada hebra y formar extremos cohesivos como se ve enla figura. Otras enzimas de restricción realizan cortes rectos produciendo extremos romos, que también se muestran en la figura.
En la actualidad se conocen cientos de enzimas de restricción y en la mayoría de los casos la secuencia que se reconoce es un palíndromo o secuencia simétrica de 4, 5, 6 ó más nucleótidos. Algunos ejemplos se muestran en la Tabla siguiente.
Si se digiere el DNA de...