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¿Qué es la Ingeniería Genética?

Para la producción de ADN y proteínas recombinantes se requiere de unas técnicas básicas, agrupadas bajo el nombre de Ingeniería Genética.

La Ingeniería Genética es una rama de la genética que se centra en el estudio de la molécula de ADN, pero enfocándose más bien en la manipulación de ésta. Es decir, nos otorga las herramientas básicas para poder manipular la información genética de los organismos con un propósito determinado.

Cada organismo posee en su secuencia de ADN unos genes distintos, que son los que le confieren sus características propias. Los genes controlan todos los aspectos de la vida de un individuo: características físicas, metabolismo, reproducción, desarrollo… Por tanto, puesto que los genes (en su definición clásica) poseen la información para la síntesis de una proteína, son estas proteínas las responsables de las diferencias entre especies diferentes, y entre individuos de la misma especie. Es aquí donde radica el potencial de la ingeniería genética, pues gracias a ella  somos capaces de identificar el gen que codifica para una proteína dada, aislarlo, manipularlo o incluso insertarlo en otra especie distinta.

Para ello, la ingeniería genética dispone de dos herramientas básicas, las enzimas de restricción y las ligasas.

Las enzimas de restricción son las llamadas tijeras moleculares o tijeras de ADN, pues su función es la de cortar la molécula de ADN. Se trata de enzimas que reconocen una secuencia de nucleótidos concreta (hay cientos de enzimas de restricción diferentes, y cada una reconoce una secuencia distinta) y cortan en sus inmediaciones.

Modo de actuación de las enzimas de restricción

Las ligasas, sin embargo, llevan a cabo la acción contraria. Se trata pues del pegamento de ADNpegamento molecular, pues su modo de acción consiste en reconocer dos secuencias compatibles y catalizar la unión entre ambas. El hecho de que sean compatibles es muy importante, pues la ligasa únicamente va a actuar si los dos fragmentos son capaces de establecer uniones entre sí(1), de forma que serán lo suficientemente estables como para que la ligasa pueda catalizar la unión covalente (permanente) entre ambos.

Ligasa

Modo de acción de una ADN ligasa

De esta forma, gracias a estas dos herramientas, va a ser posible eliminar el gen de una secuencia y restaurar el sitio vacío, o sacar un gen para introducirlo en otro lugar. Las posibilidades que esto ofrece las iremos viendo en sucesivos post.


(1): se trata de una simplificación, pues existen enzimas de restricción capaces de catalizar la unión entre dos extremos romos. No obstante, en la mayoría de casos prácticos se utilizan enzimas que actúan según el modo descrito.

¿Por qué “recombinantes”?

Se conoce como ADN recombinante a aquella molécula de ADN formada por la unión de secuencias provenientes de organismos distintos, normalmente alejados filogenéticamente, gracias al uso de las técnicas de la ingeniería genética.

¿Y qué utilidad tiene? Pues mucha.

Gracias al uso esta técnica cabe la posibilidad de coger un gen cualquiera y, mediante el uso de vectores, introducirlo en un organismo receptor para que exprese este gen. De esta forma, hoy en día somos capaces de utilizar bacterias, gracias a su facilidad de manejo y cultivo, para producir proteínas que de forma natural no son capaces de producir (conocidas como proteínas recombinantes): insulina para el tratamiento de diabéticos, hormona del crecimiento, vacunas, pruebas para la infección del VIH, pruebas de embarazo…

Pero no solo de proteínas vive el hombre. Gracias a la introducción de proteínas recombinantes se puede hacer que ciertos organismos sean capaces de producir sustancias que antes no eran capaces de generar. Es el caso, por ejemplo, del ácido cítrico, ácido láctico, colorantes, adhesivos…

Lo que quiero decir con esta introducción (cuyos conceptos técnicos iré desarrollando a lo largo de diferentes entradas) es que hoy en día las moléculas recombinantes están muy presentes en nuestras vidas, para bien o para mal, las conozcamos o las ignoremos. Este humilde blog tiene el objetivo de concienciar de la importancia de esta tecnología, desde un punto de vista más divulgativo que científico, así como de otras técnicas básicas de la biología molecular y la ingeniería genética.

Aprendamos entre todos.