EL ADN Y LA INGENIERÍA GENÉTICA

ADN recombinante Molécula de unión artificial de dos fragmentos de ADN.

Tecnología de ADN Recombinante Técnicas que permiten aislar un gen de un organismo para su manipulación y inserción en otro diferente.

Resultado Un organismo, animal, vegetal, bacteria, hongo o virus, producirá una proteína que le sea totalmente extraña.

Tecnología del ADN recombinante

¿Cómo cortar y pegar el ADN? Enzimas de restricción

Las enzimas de restricción son producidas por bacterias como método de defensa contra virus y degradan el ADN extraño. A su vez, el propio genoma bacteriano está protegido contra sus enzimas de restricción mediante metilaciones (es decir, el agregado de un grupo metilo [-CH3)]) en un átomo específico de ciertos nucleótidos.

Estas moléculas son indispensablespara la ingeniería genética, ya queproducen fragmentos que se pueden unir entre sí fácilmente (con la ayuda de un “pegamento molecular”: la enzima ligasa). Las enzimas de restricción cortan dejando extremos cohesivos o romos.

¿Cómo introducir ADN recombinante en las bacterias?

Los plásmidos contienen genes de resistencia a antibióticos (permite su identificación) y son capaces de autoreplicarse, ya que contienen su propia secuencia de iniciación.

Podemos crear una molécula de ADN recombinante usando un plásmido:

Es una manera relativamente eficaz de obtener millones de copias del ADN incorporado. Dado que todas las copias del gen provienen de una sola molécula multiplicada a partir de una única bacteria que dio origen a la colonia, esta técnica lleva el nombre de clonación.

Clon grupo de células u organismos genéticamente idénticas.

Vector cualquier organismo o virus capaz de mover genes de un organismo a otro

Plásmidos. Son moléculas de ADN circular, con un tamaño menor que el del cromosoma. Se replican con independencia del cromosoma bacteriano ya que tienen su propio origen de replicación.

En esta secuencia de dibujos se puede ver como se realiza la inserción de un gen en un plásmido. En la 1ª figura tenemos un gen (color rojo) que interesa insertar en un plásmido (color turquesa)

En la 2ª figura, vemos como una enzima de restricción ha cortado el gen y el plásmido, quedando unos bordes pegajosos.

La unión del ADN que contiene el gen que se desea clonar con el vector de clonación, se realiza por medio de otras enzimas, denominadas ADN-ligasas, que unen ambos trozos de ADN. El resultado es una molécula de ADN recombinante, ya que contiene fragmentos de ADN de distinta procedencia.

¿Cómo amplificar el ADN? Reacción en cadena de la polimerasa

El proceso comienza con la separación de las cadenas de ADN para que cada una sirva de molde para fabricar una nueva. Se unen unos pequeños fragmentos de ADN (cebadores) a partir de los cuales se sintetiza la nueva cadena.

La reacción en cadena de la polimerasa permite amplificar la muestra de manera espectacular y susensibilidad es tal que alcanza con una molécula para que la reacción genereuna infinidad de copias.

Se utiliza cuando queremos obtener grandes cantidades de un determinado gen y la muestra de ADN es muy escasa.

¿Cómo encontrar el gen adecuado? Imanes biológicos: sondas y anticuerpos

Las sondas son fragmentos de ADN o ARN de simple cadena complementarias a la región de ADN o ARN que queremos encontrar. Contienen alguna “marca” que permite revelar su unión (hibridación) a la secuencia elegida y de esa manera revela presencia de la región buscada.

¿Cómo se marcan?

-Las sondas pueden ser “coloreadas” durante su síntesis utilizando nucleótidos marcados con isótopos radiactivos.

-Mediante la unión con una molécula que pueda ser detectada posteriormente como fluorescente, un marcador químico que puede ser detectado por un anticuerpo, o una enzima cuya actividad produce el cambio de color de su sustrato.

Una de las técnicas más empleadas para localizar fragmentos determinados del genoma es la hibridación in situ.

VIDEO ADN RECOMBINANTE

http://www.youtube.com/watch?v=_Q0ScibrEns

El 14 de abril de 2003 se anunció que el Proyecto Genoma Humano había concluido y la secuencia del genoma humano había sido descifrada completamente.

GENÓMICA Y PROTEÓMICA

El objeto de estudio de la genómica es el conocimiento del genoma completo y de las interacciones que tienen los genes que lo componen.

El futuro de la genómica: proteómica.

El término proteoma se utiliza para designar el conjunto de proteínas de un genoma, una célula o un tejido.

La proteómica es la disciplina que estudia el conjunto completo de proteínas codificadas por el genoma de un organismo.

La proteómica tiene gran cantidad de aplicaciones en ciencias como la medicina, farmacología o veterinaria, ya que las proteínas, y no los genes, son las que desempeñan las actividades en las células.

VIDEO PROYECTO GENOMA

http://www.youtube.com/watch?v=IoVBO21ZBBg