Clonación de ADN: Definición y proceso

¿Qué es la clonación de ADN?

Cuando escuche la palabra ‘clon’, puede pensar en una película de ciencia ficción extraña, o tal vez en algo más realista, como la oveja Dolly. Pero la clonación de ADN va mucho más allá de esto. La clonación de ADN , que es la producción de múltiples copias idénticas de un fragmento de ADN, es responsable de todo tipo de cosas, como plantas resistentes a las plagas, bacterias utilizadas para la limpieza de desechos tóxicos e incluso jeans ‘lavados a la piedra’. Así es; no se utilizaron piedras reales para crear esa apariencia, ¡solo enzimas que se clonaron a partir de bacterias!

Cómo se clona el ADN

Entonces, ¿cómo pasamos de las enzimas bacterianas a los jeans ‘lavados a la piedra’? Bueno, echemos un vistazo a los pasos involucrados en el proceso de clonación. Primero, el científico interesado en la clonación aislará dos tipos de ADN. Uno es el gen que tiene el ADN que se clonará y el otro es un plásmido bacteriano que actuará como portador del ADN de clonación.

Los plásmidos bacterianos son solo pequeñas moléculas de ADN circulares que se copian por separado del otro material de ADN bacteriano. Los plásmidos son ideales para usar en la clonación por dos razones: son muy versátiles y pueden transportar casi cualquier gen, pero también se transmiten de una generación de bacterias a la siguiente, por lo que transmiten ese gen en el futuro.

Después del aislamiento, el científico tratará tanto el plásmido como el gen de interés con una enzima que corta el ADN, llamada enzima de restricción . Estas enzimas reciben su nombre de su función en la naturaleza: impedir que el ADN invasor entre en las células bacterianas cortando el ADN extraño. Este ADN invasor puede provenir de otros organismos o incluso de virus, por lo que es importante mantenerlos fuera. Sorprendentemente, los científicos conocen cientos de enzimas de restricción diferentes, aunque cada una de ellas reconoce solo segmentos de ADN específicos para cortar.

La enzima de restricción corta el plásmido en un lugar para que cree un área a la que se puede unir el ADN objetivo. El gen diana se corta de su cadena de ADN original para que solo el gen de interés se adhiera al plásmido para la clonación. Después de cortar tanto el ADN diana como el plásmido, los dos se unen con una enzima llamada ADN ligasa . Este proceso de pegado da como resultado un plásmido de ADN recombinante , que es una única molécula de ADN combinada de dos fuentes diferentes de ADN. Está literalmente ‘recombinado’, de ahí el nombre ‘recombinante’.

Una vez que las dos piezas de ADN se han pegado, el plásmido se inserta en una célula bacteriana, lo que permitirá que las bacterias se repliquen y produzcan plásmidos «bebés» que son idénticos al plásmido «padre». ¡Así nacen nuestros clones! El gen de interés se puede usar para producir productos como plantas que resisten plagas, proteínas que disuelven los coágulos de sangre en la terapia de ataque cardíaco y, por supuesto, ¡jeans ‘lavados a la piedra’ para usted!

Otros vectores de clonación

Quizás se pregunte si el uso de bacterias para producir clones es peligroso porque muchas bacterias son dañinas. Si bien esto es cierto, hay muchas más bacterias que no son dañinas y pueden usarse fácilmente para el proceso de clonación. Las bacterias también se reproducen muy rápidamente, por lo que pueden producir rápidamente cientos o miles de clones del fragmento de ADN. También es muy fácil trabajar con bacterias en el laboratorio, por lo que los científicos pueden hacer clones en condiciones seguras y controladas.

Si bien las bacterias suelen ser los mejores organismos para usar en la clonación de ADN, a veces otros organismos pueden usarse como ‘portadores’ de genes. La siguiente mejor opción son a menudo las células de levadura, ¡la misma levadura que se usa para hacer pan y cerveza! Al igual que las bacterias, las células de levadura también son bastante fáciles de cultivar y pueden incorporar nuevo ADN por sí mismas. Las células de levadura también tienen plásmidos que pueden usarse como ‘portadores’ de genes. Como vectores de clonación, las levaduras se utilizan en una variedad de productos médicos, como la vacuna contra la hepatitis B y la investigación del cáncer.

A veces, solo se pueden usar células muy específicas en la clonación. Los mamíferos producen una variedad de proteínas, una de las cuales se llama glicoproteína . Esta es una proteína de mamífero con cadenas de azúcares unidas a ella. Solo las células de mamíferos pueden unir los azúcares de la manera correcta, por lo que otras células de mamíferos deben usarse para clonar este tipo de proteínas. Estas proteínas son importantes porque se utilizan para producir tratamientos para cosas como la anemia y las transfusiones de sangre.

Resumen de la lección

Casi no hay límite para los posibles usos de la clonación de ADN , que es el proceso de hacer múltiples copias idénticas de un fragmento de ADN. Al cortar el gen deseado a lo largo de una hebra de ADN con enzimas de restricción y pegarlo en un plásmido bacteriano con ADN ligasa , el gen deseado se puede copiar rápida y fácilmente mediante la reproducción bacteriana.

Los plásmidos de ADN recombinante transmiten la información genética a lo largo de cada generación sucesiva, lo que hace que las bacterias sean ideales para «transportar» genes a través del proceso de clonación. Si bien las bacterias son el vector de clonación más utilizado, también se pueden utilizar otros tipos de células, como células de levadura y de mamífero. El uso de este tipo de células puede permitir la clonación y producción de proteínas que simplemente no se pueden producir con células bacterianas.

Los resultados del aprendizaje

Una vez que termine esta lección, debería poder:

• Definir la clonación de ADN
• Resumir los pasos del proceso de clonación
• Explicar por qué se utilizan plásmidos bacterianos para ayudar en la clonación.
• Enumere algunos de los otros organismos que los científicos usan como vectores de clonación.
• Proporcionar ejemplos de cómo se utiliza la clonación de ADN en diversas industrias.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador