TEMA 16. EL ADN Y LA INGENIERÍA GENÉTICA - Biología El Valle

Colegio El Valle Departamento de Biología2. Clonación del ADN. -­‐ Permite la producción de múltiples copias de un gen específico o de un fragmento de ADN en el interior de un organismo que hace las veces de hospedador, el cual presenta las siguientes características: • Tener un crecimiento rápido. Se obtienen muchas generaciones en poco tiempo. • No ser patógeno, para que no produzca infecciones. • Favorecer la entrada del trasgén en su interior e incorporar el gen de interés en su genoma. • Ser un organismo ampliamente conocido y fácilmente manipulable, como la bacteria Escherichia coli. -­‐ Para incorporar el gen de interés en el hospedador se emplean vectores de clonación, que son moléculas de ADN que transportan ADN extraño y se replican en el interior del hospedador. Todos ellos deben tener su propio origen de replicación y deben portar unos genes marcadores que sirvan para ser identíficados fácil y rápidamente. Los vectores más utilizados son: • Plásmidos. • Virus bacteriófagos. Infectan bacterias, y transportan genes bacterianos de una célula a otra, de forma que algún gen de la bacteria huésped puede incorporarse al genoma del bacteriófago, y al infectar a otra bacteria puede transferirle los genes de la primera. El más empleado es el bacteriófago lambda (λ), que puede llevar mayor cantidad de ADN que un plásmido. • Cósmicos. Son vectores híbridos entre el fago λ y un plásmido, de manera que se ADN puede replicarse en una célula como un plásmido, o puede empaquetarse como un fago. Tienen un origen de replicación plasmídico, genes marcadores que le dan resistencia a algunos antibióticos y sitios de restricción donde puede insertarse el ADN foráneo. La ventaja de los cósmidos frente a los plásmidos es que la porción de ADN foráneo que llevan puede ser mucho mayor. Clonación de un gen humano en un plásmido bacteriano. A. Se inserta uno o más genes marcadores en el plásmido que se utiliza como vector. Por ejemplo, el gen amp (que da resistencia a la bacteria al antibiótico ampicilina) y el gen lacZ (codifica la enzima β-­‐galactosidasa, que hidroliza lactosa y un compuesto llamado X-­‐gal, el cual sintetiza un compuesto de color azul). B. Se aísla el ADN humano y el plásmido y se cortan con las mismas enzimas de restricción. El ADN humano se rompe en muchos fragmentos y el plásmido sólo en el gen lacZ, donde se encuentra el sitio de restricción. C. Se mezclan los fragmentos de ADN humano con los plásmidos cortados. Como han sido cortados con la misma enzima de restricción, existen extremos cohesivos que hacen que se unan por complementariedad de bases, dando lugar a los plásmidos recombinantes y muchos otros no recombinantes. D. Se mezclan los plásmidos con bacterias que portan una mutación en el gen lacZ que les impide hidrolizar la lactosa. Habrá bacterias que incorporen plásmidos recombinantes que lleven el gen de interés. Otras incorporan plásmidos sin recombinar. Otras incorporan plásmidos recombinantes con un ADN sin interés. E. Se siembran las bacterias sobre una placa Petri con ampicilina y se incuban las bacterias hasta hacerse visibles. Se apreciarán tres tipos de bacterias: • Bacterias sin el plásmido recombinante. Mueren, ya que son sensibles a la ampicilina. • Bacterias transformadas con plásmidos no recombinante. Crecerán, ya que son resistentes a la ampicilina. Además sus colonias son azules debido a que presentan actividad galactosidasa, y transforman la sustancia X-­‐Gal en un compuesto de color azul. 2