INGENIERÍA GENÉTICA
La ingeniería genética es una parte de la biotecnología que se basa en la manipulación genética de organismos con un propósito predeterminado, aprovechable por el hombre: se trata de aislar el gen que produce la sustancia e introducirlo en otro ser vivo que sea más sencillo de manipular. Lo que se consigue es modificar las características hereditarias de un organismo de una forma dirigida por el hombre, alterando su material genético.
El proceso puede utilizarse ya en bacterias y en células eucariotas vegetales o animales. Una vez adicionada o modificada la carga cromosómica, el organismo en cuestión sintetiza la proteína deseada y el aumento del rendimiento de la producción puede obtenerse mediante el aumento en la población portadora. Las bases de la ingeniería genética han consistido en resolver el problema de la localización e inserción de genes y la multiplicación redituable de las factorías logradas.
Las técnicas utilizadas por la ingeniería genética son varias, y cada una atiende un aspecto de la tarea de preparación y solución de los problemas específicos de esta tecnología, sin embargo muchas de ellas ha tenido éxito en otros campos tecno-científicos.
La gel-electroforesis
Esta técnica nos permite encontrar, separar y analizar los fragmentos de ADN correspondiente a un gen específico, puesto que las moléculas migran a distintas velocidades hacia los polos magnéticos: se colocan porciones de ADN sobre un gel de agarosa y se les permite que migren hacia los polos del campo magnético. La senda seguida por el ADN y las manchas formadas se tornan visibles en una película de rayos X como el código de bandas de un producto en el supermercado.
ADN recombinante
Esta técnica permite aislar un gen de un organismo, para su posterior manipulación e inserción en otro diferente. De esta manera podemos hacer que un organismo animal, vegetal, bacteria, hongo, o un virus, produzcan una proteína que le sea totalmente extraña. Se emplea normalmente para la producción de proteínas en gran escala, ya que podemos hacer que una bacteria produzca una proteína humana y lograr una superproducción. De una manera muy simple podemos decir que "cortamos" un gen humano y se lo "pegamos" al ADN de una bacteria; si por ejemplo es el gen que regula la fabricación de insulina, lo que haríamos al ponérselo a una bacteria es "obligar" a ésta a que fabrique la insulina.
Como las bacterias se multiplican muy rápidamente y pueden expresar grandes cantidades de proteínas, es posible lograr una sobreproducción de la proteína deseada. A esto justamente se dedica la biotecnología, es decir a la utilización de organismos vivos o de sus productos con fines prácticos. El desarrollo de la tecnología del ADN recombinante fue posible gracias a varias líneas de investigación el conocimiento de las enzimas de restricción la replicación y reparación de ADN, la replicación de virus y plásmidos, la síntesis química de secuencias de nucleótidos.
Vectores
Cuando se pretende que las “factorías” biotecnológicas (o una célula) produzca un material específico, debe dársele la orden específica, esto es proveerle de los genes necesarios. Para ello se debe agregar a su ADN natural un complemento génico (previamente determinado y aislado), lo que es posible por medio de un vector o transportador. Estos vectores permiten obtener múltiples copias de un trozo específico de ADN, lo que proporciona una gran cantidad de material fiable con el que trabajar. El proceso de transformación de una porción de ADN en un vector se denomina clonación.
Técnica de la PCR
También existen métodos para amplificar una determinada secuencia o fragmento de ADN. La más conocida es la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa PCR. Así se consigue multiplicar un determinado fragmento de ADN millones de veces para poder tener una cantidad suficiente para estudiarlo. Sin esta técnica serían imposibles los estudios de ADN para el reconocimiento de la paternidad o en caso de delito, pues la cantidad de ADN presente en las células es tan pequeña, del orden de picogramos, que se necesitaría una gran cantidad de material celular para tener una cantidad apreciable de ADN.
En 1988 estuvo disponible un nuevo método la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), ideada en 1983 por Kary Mullis. Éste permite mecánicamente, la amplificación de genes en grandes cantidades a partir de muy poco ADN. El sistema implica la adición de un cebador corto (un oligonucleótido) en cada extremo de la secuencia elegida de ADN, separando las dos cadenas de la doble hélice por calentamiento y exponiéndolas a un ADN polimerasa que reconoce a los cebadores dispuestos a cierta distancia entre sí en lados opuestos de la cadena y duplica el número de cadenas de ADN en la muestra. Esta enzima es obtenido a partir de una purificación de una bacteria que prospera en las elevadas temperaturas de las aguas termales y que no se desnaturaliza por temperatura cuando el ADN seleccionado lo es. De este modo en la PCR, ambas cadenas de ADN se copian simultáneamente y si el procedimiento se repite unas veinte veces, se obtendrán un millón de copias a partir de un solo fragmento original.
Todo esto ha servido para el desarrollo de la ingeniería genética, ya que a parte de conocer los aspectos moleculares más íntimos de la actividad biológica, se han encontrado numerosas aplicaciones en distintos campos de la industria, la medicina, la farmacología, la agricultura, la ganadería, etc.
PREGUNTA: ¿Para qué sirve la PCR?