El ADN recombinante son moléculas formadas por técnicas de recombinación genética de laboratorio para combinar material genético de múltiples fuentes. Es posible porque las moléculas de ADN de todos los organismos tienen la misma estructura química y difieren solo en la secuencia de nucleótidos que contienen.
Creación
La clonación molecular es un proceso de laboratorio utilizado para crear ADN recombinante. Es uno de los dos métodos más utilizados, junto con la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Le permite controlar la replicación de cualquier secuencia de ADN particular elegida por el experimentador.
Hay dos diferencias fundamentales entre los métodos de ADN recombinante. Una es que la clonación molecular involucra la replicación en una célula viva, mientras que la PCR involucra in vitro. Otra diferencia es que el primer método permite cortar y pegar secuencias de ADN, mientras que el segundo se mejora copiando el orden existente.
ADN vectorial
Obtener ADN recombinante requiere un vector de clonación. Se deriva de plásmidos o virus y es un segmento relativamente pequeño. La elección del vector para la clonación molecular depende de la elección del organismo huésped, el tamaño del ADN que se clonará y si se expresarán moléculas extrañas. Los segmentos se pueden combinar mediante varios métodos, como la clonación de enzimas de restricción/ligasa o el ensamblaje de Gibson.
Clonación
En los protocolos estándar, la clonación implica siete pasos.
- Seleccione el organismo huésped y el vector de clonación.
- Obtención de un vector de ADN.
- Formación de ADN clonado.
- Creación de ADN recombinante.
- Introducirlo en el organismo huésped.
- Selección de organismos que lo contienen.
- Selección de clones con insertos de ADN deseados y propiedades biológicas.
Después del trasplante en el organismo huésped, las moléculas extrañas contenidas en la construcción recombinante pueden o no expresarse. La expresión requiere la reestructuración del gen para incluir secuencias que son necesarias para la producción de ADN. Está siendo utilizado por la máquina de traducción del servidor.
Cómo funciona
El ADN recombinante funciona cuando la célula huésped expresa una proteína de genes recombinantes. La expresión depende de rodear al gen de un conjunto de señales que proporcionen instrucciones para su transcripción. Incluyen el promotor, la unión al ribosoma y el terminador.
Surgen problemas si el gencontiene intrones o señales que actúan como terminadores para el huésped bacteriano. Esto conduce a la terminación prematura. La proteína recombinante puede procesarse, plegarse o degradarse incorrectamente. Su producción en sistemas eucariotas suele darse en levaduras y hongos filamentosos. El uso de jaulas para animales es difícil debido a la necesidad de una superficie de apoyo fuerte para muchos.
Propiedades de los organismos
Los organismos que contienen moléculas de ADN recombinante tienen fenotipos aparentemente normales. Su apariencia, comportamiento y metabolismo generalmente no cambian. La única forma de demostrar la presencia de secuencias recombinantes es examinar el propio ADN mediante la prueba de reacción en cadena de la polimerasa.
En algunos casos, el ADN recombinante puede tener efectos nocivos. Esto puede suceder cuando su fragmento que contiene un promotor activo se encuentra junto a un gen de la célula huésped previamente silencioso.
Usar
La tecnología del ADN recombinante se usa ampliamente en biotecnología, medicina e investigación. Sus proteínas y otros productos se pueden encontrar en casi todas las farmacias occidentales, clínicas veterinarias, consultorios médicos, laboratorios médicos o biológicos.
La aplicación más común es en la investigación básica, donde la tecnología es esencial para gran parte del trabajo actual en las ciencias biológicas y biomédicas. El ADN recombinante se usa para identificar, mapear y secuenciar genes, y para determinarlos.funciones Las sondas de ADNr se utilizan para analizar la expresión génica en células individuales y en tejidos de organismos completos. Las proteínas recombinantes se utilizan como reactivos en experimentos de laboratorio. A continuación se dan algunos ejemplos específicos.
Quimosina recombinante
Encontrada en el abomaso, la quimosina es una enzima necesaria para hacer queso. Fue el primer aditivo alimentario modificado genéticamente utilizado en la industria. Una enzima recombinante producida microbiológicamente, estructuralmente idéntica a una enzima derivada de ternera, es más barata y se produce en mayores cantidades.
Insulina humana recombinante
Reemplazó virtualmente a la insulina derivada de fuentes animales (por ejemplo, cerdos y ganado) para el tratamiento de la diabetes insulinodependiente. La insulina recombinante se sintetiza introduciendo el gen de la insulina humana en bacterias del género Eterichia o levaduras.
Hormona de crecimiento
Recetado para pacientes cuya glándula pituitaria no produce suficiente hormona de crecimiento para apoyar el desarrollo normal. Antes de que la hormona de crecimiento recombinante estuviera disponible, se obtenía de la glándula pituitaria de cadáveres. Esta práctica insegura ha llevado a algunos pacientes a desarrollar la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob.
Factor de coagulación recombinante
Esta es una proteína de coagulación de la sangre que se administra a pacientes con formas de hemofilia con trastornos hemorrágicos. son incapaces de producirfactor VIII en cantidades suficientes. Antes del desarrollo del factor VIII recombinante, la proteína se producía procesando grandes cantidades de sangre humana de múltiples donantes. Esto conllevaba un riesgo muy alto de transmisión de enfermedades infecciosas.
Diagnóstico de infección por VIH
Cada uno de los tres métodos ampliamente utilizados para diagnosticar la infección por VIH se desarrolló utilizando ADN recombinante. Una prueba de anticuerpos usa su proteína. Detecta la presencia de material genético del VIH mediante la reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa inversa. El desarrollo de la prueba fue posible gracias a la clonación molecular y la secuenciación de los genomas del VIH.
