ADN recombinante: tecnología, aplicación y fundamentos

Estas ADN recombinante (RDNA o rDNA) es una molécula de ácido nucleico artificial que se genera en el laboratorio integrando atrayentes fragmentos de dos organismos. Debido a sus propiedades híbridas, también se le llama ADN quimérico. Esta clase de ADN no existe en la naturaleza.

El procedimiento básico para generarlo entiende: (a) elegir el ADN diana e insertarlo en otro fragmento de ADN (en general un plásmido bacteriano); (b) ingresar el plásmido en bacterias, (c) seleccionar bacterias a través de antibióticos, y al final (d)) expresión génica.

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Esta tecnología utiliza una sucesión de enzimas que, según el estudioso, pueden copiar y pegar extractos concretos de ADN.

En la mayor parte de los casos, la meta de la tecnología recombinante es expresar proteínas que los biólogos moleculares logren usar en investigaciones futuras o que deseen hacer valor comercial y terapéutico. • Como la insulina humana.

Los argumentos de la tecnología del ADN recombinante y su app en ingeniería genética

Principios básicos de la biología molecular

Todos y cada uno de los organismos que conocemos tienen múltiples características en común. Uno de ellos es la naturaleza del material genético y la forma en que se produce la proteína, un desarrollo llamado dogma, en el corazón de la biología molecular.

Además de unos pocos virus, todos y cada uno de los seres vivos guardan información genética en el ADN (ácido desoxirribonucleico), que se recoge de forma muy compacta y organizada en el núcleo celular.

Para la expresión génica, las moléculas de ADN se transcriben en ARN mensajero, que se traduce al lenguaje de los aminoácidos, los componentes básicos de las proteínas.

¿Cuál es la composición del ADN recombinante?

Entre las décadas de 1970 y 1980, los biólogos moleculares comenzaron a emplear procesos naturales dentro de las células y a transferirlos al laboratorio.

De esta forma, los genes derivados de animales (como los vertebrados) tienen la posibilidad de insertarse en fragmentos de ADN derivados de bacterias, o el ADN bacteriano puede combinarse con ADN viral. Por consiguiente, podemos definir el ADN recombinante como una molécula formada por ADN de 2 organismos distintas.

Cuando se ha creado esta molécula híbrida o recombinante, se puede expresar el gen de interés, es decir, Expresión Queremos referirnos al proceso de traducción de proteínas.

Enzimas de restricción y ligasas: la clave de este proceso

Un factor clave en el desarrollo de la tecnología del ADN recombinante es el hallazgo de enzimas de restricción.

Estas son moléculas de proteínas que tienen la capacidad de recortar el ADN (nucleasa) en secuencias concretas y actuar como tijeras moleculares. Los extractos producidos por estas enzimas se denominan extractos de restricción.

La enzima puede causar escisión simétrica (en dos cadenas de exactamente la misma altura) o escisión asimétrica en la secuencia diana. Un punto elemental del papel de las endonucleasas de restricción es conseguir un borde suelto tras romper la hebra que es complementario al otro borde cortado por exactamente la misma enzima.

Algunos ejemplos son ECOR 1 y Sma 1. Hoy día, se conocen y están libres de manera comercial mucho más de 200 géneros de endonucleasas de restricción.

Para ser útil, las tijeras tienen que ir acompañadas de pegamento. Este bloqueo del ADN (previamente tratado con enzimas de restricción) se realiza a través de ligasa.

Tecnología: ¿De qué forma cambiar artificialmente el ADN de un organismo en el laboratorio?

Ahora vamos a describir los primordiales pasos precisos para la tecnología del ADN recombinante. Todo esto lo hacen expertos del laboratorio de biología molecular.

¿¿¿¿Que es???? ¿¿¿¿Calco????

Antes de pasar al protocolo experimental, cabe indicar que el término "clon" se emplea extensamente en biología molecular y biotecnología. ¿Y el verbo â ???? clonarâ ????. Esto puede resultar confuso.

En este caso, no hablamos de clonación. todo Un organismo (como en el caso de la conocida oveja Dolly) puede clonar un fragmento de ADN, puede ser un gen. En otras palabras, producen muchas copias, la misma secuencia de genes.

1. Separación y extracción de ADN

El primer paso es elegir qué secuencia emplear. Todo es dependiente de los estudiosos y de sus objetivos de trabajo. Luego, el ADN debe separarse y purificarse. Los métodos y procedimientos para lograr este propósito dependen del cuerpo y los tejidos.

En la mayoría de los casos, se toma un trozo de tejido y se trata en tampón de lisis que contiene proteinasa K (una enzima proteolítica) y luego se quita el ADN. Entonces, el material genético se divide en pequeños trozos.

2. Vector de clonación

Después de los pasos preparatorios, los investigadores intentan insertar los extractos de ADN de interés en el vector de clonación. Ahora llamaremos a este fragmento de ADN ADN objetivo.

Plasmidos

Entre los vectores mucho más usados en plásmidos bacterianos. Los plásmidos son moléculas circulares de ADN de doble cadena que se encuentran naturalmente en las bacterias. ¿La entidad es ajena al cromosoma bacteriano? ? ? ? O sea, son extracromosómicos y suceden naturalmente en estos procariotas.

Los elementos básicos del vector son: (a) el origen de la replicación, que deja la síntesis de ADN; (b) medios de selección para detectar organismos que llevan plásmidos con un ADN diana, por servirnos de un ejemplo, resistencia a ciertos antibióticos; (c) Sitio policlonal en el que la secuencia puede ser conocida por la enzima de restricción.

El primer ADN recombinante de forma exitosa en el laboratorio se convirtió desde bacterias en el plásmido pSC101. clonado Escherichia coli. Aparte del origen de la replicación, también contiene un lugar de restricción para la enzima de restricción EcoRI y un gen de resistencia a antibióticos.

Utilice las herramientas moleculares de ligasa y enzima de restricción descritas en la sección previo para insertar el ADN diana en el plásmido.

Tipo de vector sobrante

Aparte de los plásmidos, el ADN también se puede insertar en otro vector como el bacteriófago lambda, cósmido, YAC (cromosoma de levadura artificial), BAC (cromosoma artificial bacteriano) y fagémido.

3. Introducción de ADN recombinante

En el momento en que se obtiene la molécula de ADN recombinante (el gen de interés en un plásmido u otro vector), se introduce en el hospedador o en el organismo hospedador, que puede ser una bacteria.

Para ingresar ADN extraño en las bacterias, se usa una técnica llamada transformación bacteriana, en la que los organismos se tratan con cationes divalentes para facilitar la captación de ADN.

En concepto de procedimiento, no podemos asegurar que el 100% de las bacterias de nuestro cultivo hayan absorbido nuestras moléculas de ADN recombinante. Aquí es donde entra la parte del plásmido que tiene dentro resistencia a los antibióticos.

Por tanto, las bacterias que han ingerido el plásmido se vuelven resistentes a ciertos antibióticos. Para seleccionarlos, es suficiente con darle el antibiótico y llevárselo al superviviente.

4. â ???? Harvestâ ?? proteína

Después de seleccionar bacterias con nuestro ADN recombinante, continuamos utilizando la maquinaria enzimática del anfitrión para generar el producto proteico de interés. En el momento en que las bacterias se multiplican, el plásmido se transmite a su descendencia a fin de que no se pierda a lo largo del proceso de división.

Esta aplicación utiliza bacterias como una especie de proteína vegetal. Como observaremos mucho más adelante, este es un proceso muy importante para desarrollar métodos médicos efectivos.

Una vez que se completa el cultivo y las bacterias generan mucha proteína, lisan o descomponen las células. Hay una variedad de técnicas bioquímicas que se tienen la posibilidad de usar para purificar proteínas en función de sus propiedades físicas y químicas.

En un ambiente experimental diferente, es posible que no estemos interesados ​​en fabricar proteínas, sino más bien en obtener secuencias de ADN. uno mismoSi es de este modo, el plásmido se utiliza para Realice múltiples copias del fragmento objetivo para que haya suficiente ADN propósito para los experimentos asociados.

solicitud

La tecnología del ADN recombinante ha abierto ocasiones sin límites en biología molecular, biotecnología, medicina y otros campos relacionados. Sus usos mucho más visibles son los siguientes.

Análisis genético

La primera aplicación está de manera directa relacionada con el laboratorio de biología molecular. La tecnología del ADN recombinante deja a los estudiosos entender la función habitual de los genes y la proteína final se puede utilizar para futuras investigaciones.

Industria farmaceutica

Las proteínas producidas por métodos de ADN recombinante tienen usos en medicina. 2 ejemplos muy relevantes en este campo son la insulina humana y la hormona del crecimiento, que se usan en pacientes deficientes en esta proteína.

Usando ADN recombinante, estas proteínas se tienen la posibilidad de producir sin tener que tomarlas de otra persona, lo que crea adversidades metodológicas y peligros adicionales para la salud. Esto ayuda a mejorar la calidad de vida de incontables pacientes.

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