Tecnología del ADN recombinante
Tecnología del ADN recombinante
Todos los organismos de la Tierra evolucionaron a partir de un ancestro común, por lo que todos los organismos utilizan el ADN como su molécula de herencia. A nivel químico, el ADN es el mismo si se toma de una bacteria microscópica o de una ballena azul. Por ello, el ADN de diferentes organismos puede «cortarse y pegarse», dando lugar a un «ADN recombinante». La primera molécula de ADN recombinante fue producida en 1972 por el investigador de Stanford Paul Berg. Berg unió fragmentos de ADN de dos virus diferentes con la ayuda de enzimas particulares: enzimas de restricción y ligasa. Las enzimas de restricción (como la EcoR1 en la figura siguiente) son como «tijeras moleculares» que cortan el ADN en secuencias específicas. Si el ADN de diferentes fuentes se corta con la misma enzima de restricción, los extremos cortados pueden unirse y luego sellarse en una cadena de ADN continua mediante la enzima ligasa. En 1973, Herb Boyer (UCSF) y Stanley Cohen (Universidad de Stanford) crearon el primer organismo con ADN recombinante. Juntos introdujeron un gen de resistencia a los antibióticos en la bacteria E.coli. En particular, también produjeron bacterias que contenían genes del sapo Xenopus laevis , lo que demostró que el ADN de especies muy diferentes podía empalmarse. Paul Berg recibió el Premio Nobel de Química en 1980 «por sus estudios fundamentales sobre la bioquímica de los ácidos nucleicos, con especial atención al ADN recombinante».
La capacidad de cortar, pegar y copiar moléculas de ADN no sólo fue un momento decisivo para la investigación científica, sino que dio lugar a toda una industria basada en la ingeniería genética. Genetech, la primera empresa de biotecnología, fue fundada por Herb Boyer en 1976. En 1982, la FDA aprobó el primer producto exitoso de Genetech, una forma sintética de insulina humana producida por bacterias diseñadas para contener el gen de la insulina.
En la actualidad, la tecnología del ADN recombinante se utiliza ampliamente en los laboratorios de investigación de todo el mundo para explorar innumerables cuestiones sobre la estructura, la función, el patrón de expresión y la regulación de los genes, entre otras. Una de las aplicaciones más utilizadas es la ingeniería genética de animales «knock-out» (normalmente ratones) para que contengan una forma no funcional de un determinado gen de interés. El objetivo de estos experimentos es determinar la función del gen mediante el análisis de las consecuencias del gen ausente. Aunque los ratones knockout se generan para responder a preguntas en muchos campos diferentes, son especialmente útiles en la biología del desarrollo y han permitido comprender algunos de los genes esenciales que intervienen en el desarrollo de un organismo a partir de un único óvulo fecundado.
Las técnicas de ADN recombinante son también una piedra angular de la industria biotecnológica. Un ejemplo es la generación de plantas manipuladas genéticamente para producir una toxina para insectos llamada toxina Bt. El gen Bt procede de una bacteria llamada Bacillus thuringiensis y produce una toxina que altera la función intestinal de las larvas (orugas) de ciertos insectos que son plagas de los cultivos. El gen que produce la toxina Bt se introduce en dichas plantas mediante la tecnología del ADN recombinante, y da lugar a la muerte selectiva de los insectos que se alimentan de los cultivos. Este desarrollo ha tenido un gran impacto económico y ha reducido los gastos de pesticidas utilizados al año y ha aumentado la longevidad y el éxito de varios cultivos.
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