Ingeniería Genética y Manipulación del ADN: Técnicas y Aplicaciones

La aparición de células cancerosas y su relación con el material hereditario

La aparición de células cancerosas está relacionada directamente con cambios en el material hereditario. Sin embargo, el proceso por el cual una célula normal se transforma en célula cancerosa no se conoce completamente. En este proceso, intervienen dos tipos de genes:

Oncogenes

Los oncogenes proceden de otros genes llamados protooncogenes, que codifican para proteínas que intervienen en la división celular.

Agente mutagénico

                        ↓

Protooncogen  ▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬►  oncogen

              ↓                    se transforma en…              ↓

         Proteínas normales                          Genera señales que estimulan

                                                        La proliferación descontrolada

Genes Supresores de Tumores

En condiciones normales, los genes supresores de tumores codifican para proteínas inhibidoras de la división celular. Cuando estos genes mutan, se produce un aumento del ritmo reproductor de las células.

Técnicas de Manipulación del ADN

Ingeniería Genética

La ingeniería genética se define como un nuevo campo de la Biología aplicada, que surge de la tecnología de manipulación del ADN. Su objetivo es la alteración artificial y deliberada del genoma de un ser vivo, modificando directamente su ADN. Para ello, se aplican una serie de métodos y técnicas que, en conjunto, reciben el nombre de Tecnología del ADN Recombinante. Estas técnicas permiten, por ejemplo, introducir nuevos genes en un individuo (seres transgénicos), modificar la información contenida en un gen determinado, cambiar pautas de la expresión génica, clonar seres vivos o tejidos, etc.

La ingeniería genética ha permitido obtener, mediante microorganismos manipulados genéticamente, productos de gran interés para el ser humano, como la insulina humana, la hormona del crecimiento humana, vacunas, interferones, etc. Asimismo, también ha hecho posible la creación de especies animales y plantas transgénicas para mejorar la productividad agrícola y ganadera.

Secuenciación del ADN

En la actualidad se conoce la secuencia completa de miles de genes, y el genoma completo de bastantes seres vivos: diversas bacterias, la levadura de la fermentación alcohólica Saccharomyces cerevisiae, la mosca Drosophila melanogaster y, desde 2003, el genoma humano.

Cuando se conoce la secuencia de bases nitrogenadas de un gen se pueden identificar las regiones que son secuencias codificadoras de proteínas, y las regiones que corresponden a secuencias reguladoras de la expresión del gen. Conociendo la secuencia codificadora del gen se puede deducir la secuencia de aminoácidos de la proteína codificada.

Proyecto Genoma Humano

En cuanto al Proyecto Genoma Humano, podemos destacar los siguientes aspectos:

• Se llevó a cabo por varios equipos de investigación internacionales perfectamente coordinados.
• El objetivo era conocer la secuencia de bases de todo el ADN humano, así como localizar los diferentes genes en sus posiciones exactas en los cromosomas, conocer la relación entre estos genes y descubrir nuevos genes.
• La secuenciación se completó en abril de 2003 y desde entonces está disponible en internet.
• Se constató que:
  1. el ADN humano contiene 3.000 millones de pares de bases en el genoma haploide.
  2. sólo una pequeña fracción del ADN humano codifica proteínas o ARN.
  3. más del 90% del ADN humano tiene una función desconocida por ahora.
  4. el 99.9% de los genes de todas las personas son iguales; el 0,1% restante es la causa de las diferencias entre los seres humanos.

PCR (Polymerase chain reaction) o Reacción en Cadena de la Polimerasa

Esta técnica permite conseguir muchas copias de un fragmento de ADN aunque haya muy poca cantidad de muestra y sin tener que utilizar células vivas. La PCR tiene una gran sensibilidad y una enorme capacidad de amplificación.

Las enzimas ADN polimerasas duplican el ADN copiando las dos cadenas (hebras) de la doble hélice. Debido a la acción de estas enzimas, a partir de una molécula de ADN bicatenario se obtienen dos moléculas de ADN bicatenario exactamente iguales.

Esta técnica se lleva a cabo de la siguiente manera:-