Biotecnología y Clonación Génica: Avances en la Manipulación del ADN

Biotecnología: Una Mirada al Pasado y al Presente

Aunque el término Biotecnología se refiere a un conjunto de técnicas surgidas hace poco más de dos décadas, no se trata en realidad de algo nuevo. Desde hace siglos, los seres humanos han utilizado, aun sin saberlo, procesos biotecnológicos en la elaboración del pan, el vino, el queso y la cerveza. En sentido amplio, la Biotecnología consiste en la utilización de seres vivos (microorganismos, células animales y vegetales) para obtener o modificar un producto, o mejorar una variedad de planta o especie animal, todo ello con fines industriales.

Tecnología del ADN Recombinante o Clonación Génica

La Ingeniería Genética ha desarrollado una serie de técnicas que permiten introducir material genético foráneo en el interior de las células. A estas técnicas se les ha dado diferentes nombres como tecnología del ADN recombinante (ya que se obtiene una combinación de segmentos de ADN que no se encuentran juntos de manera natural), manipulación genética y clonación génica.

Gracias a estas técnicas se han obtenido, mediante microorganismos manipulados genéticamente, productos de gran interés para el hombre. Ejemplo bien conocido es la transferencia del gen de la insulina humana a la bacteria Escherichia coli o el de la hormona del crecimiento humana.

Desde hace tiempo se sabe que la transferencia de material genético entre células se produce en la naturaleza entre algunas bacterias, proceso denominado transformación, pero para que sea operativo debe ocurrir entre bacterias de la misma especie y el material genético ha de integrarse en el cromosoma bacteriano.

Proceso de Transferencia Artificial de Material Genético

Para realizar la transferencia de forma artificial, así como para su análisis, se han desarrollado unas técnicas de ingeniería genética. En esencia son las siguientes:

1. Obtención del fragmento de ADN que contiene el gen que se quiere clonar.
2. Inserción de dicho fragmento en una molécula de ADN apropiada, que sirve como vehículo o vector de clonación.
3. Introducción del vector de clonación con el gen de interés en una célula de otro organismo diferente, a la que se denomina célula hospedadora. O lo que es lo mismo, transformación de células mediante vectores.
4. Detección y selección del gen clonado.

Fragmentación del ADN

El ADN de cualquier organismo puede ser cortado en fragmentos lo suficientemente cortos para ser analizados y manipulados, gracias a las enzimas de restricción o restrictasas. Estas enzimas son endonucleasas presentes en muchas bacterias, y que tienen la propiedad de cortar el ADN extraño que penetra en ellas. Lo cortan por sitios específicos dentro de la secuencia de reconocimiento, formada por 4 pares de bases, que, en la bacteria original, están protegidas (por metilación de algunas bases) para evitar que se destruya su propio ADN.

Estas enzimas, que actúan como auténticas "tijeras biológicas", cortan el ADN de forma que en cada extremo queda un trozo de hebra monocatenaria formado por las bases de la secuencia de reconocimiento (no todas las enzimas cortan de esta manera). Estos extremos se denominan cohesivos o "pegajosos", ya que es por ellos por donde se pueden unir otros fragmentos de ADN cortados por la misma enzima de restricción, al ser sus bases complementarias. Por último, los fragmentos obtenidos se pueden separar por tamaños (según el número de pares de nucleótidos que llevan) mediante electroforesis sobre geles.

Con esta técnica, la mezcla de fragmentos de ADN se mueven sobre un gel, en el que hay un campo eléctrico, de manera que los fragmentos más grandes se mueven más lentamente.

Posteriormente se cortan las bandas de gel y se ponen en distintas soluciones, consiguiendo así la separación de los distintos fragmentos.