Expresión heteróloga

¿Por qué es importante la tecnología en biología?

¿Cómo se alimenta a los 7.400 millones de personas en el planeta Tierra, se guarda su jugo de naranja matutino y, al mismo tiempo, se las arregla para enojar mucho a un puñado de estas personas? ¡A través de la tecnología agrícola!

Al economista Thomas Malthus se le ocurrió por primera vez el concepto de superpoblación, ¡en 1798! Malthus sugirió que la población humana continuaría aumentando hasta que ya no hubiera suficiente comida para alimentar a todos, y se produciría el hambre y el caos. Esto se conoce como una catástrofe maltusiana .

Desde entonces, muchos escritores, científicos y economistas han predicho la catástrofe maltusiana después de la catástrofe maltusiana. Sin embargo, no ha ocurrido una catástrofe maltusiana a escala global. Por qué no? Porque, mientras la población del mundo sigue aumentando, también lo hace la tecnología agrícola. La producción agrícola a fines del siglo XX era aproximadamente 3,3 veces mayor en los EE. UU. Que a principios del siglo XX, a pesar de que tenemos menos tierras agrícolas y menos personas trabajando en las granjas.

Algunas de estas innovaciones implican mejorar equipos como tractores o simplemente mejorar nuestro conocimiento de la agricultura. Algunas de estas innovaciones involucran tecnología genética y expresión genética heteróloga .

Expresión heteróloga

La expresión heteróloga describe el estado en el que un gen se expresa en una especie diferente a aquella en la que se originó. Si expresaras un gen de pez en un tomate, tendrías una expresión heteróloga, ¡pero ten cuidado! A pesar de lo que puedan decirle algunos sitios web orientados a la conspiración, no hay tomates-pescado en su supermercado ni en ningún otro lugar. Hay muchos teóricos de la conspiración enojados con mucho que decir sobre la expresión genética heteróloga. No podemos hablar de todas las teorías de la conspiración aquí, ¡pero recuerde buscar siempre fuentes confiables de información!

¿Qué tiene que ver la expresión heteróloga con la agricultura? Bueno, a veces el gen que necesita para producir el cultivo que desea no existe en las variedades nativas de ese cultivo. Por ejemplo, es posible que desee producir maíz que resista a los insectos o algodón que resista a los herbicidas, pero no puede encontrar un gen del maíz o un gen del algodón que haga lo que desea. Ahí es cuando la expresión heteróloga resulta útil.

Expresión heteróloga que puede utilizar

He aquí un ejemplo. En las décadas de 1980 y 1990, un virus llamado virus de la mancha anular de la papaya estaba devastando los cultivos de papaya en Hawai. Los agricultores estaban abandonando los campos diezmados por el virus. Los científicos universitarios lograron introducir un gen heterólogo del propio virus en un cultivar de papaya. Este gen proviene de la proteína de la cubierta, o cápside , del virus. En realidad, no enferma a los árboles de papaya, pero sí hace que los árboles de papaya sean resistentes al virus. Gracias a este gen heterólogo, los productores de papaya se recuperaron y el mercado de papaya hawaiano sigue siendo bueno.

En este momento, una enfermedad llamada huanglongbing está devastando los árboles de cítricos de manera similar. Los productores de cítricos están realmente asustados, ¡y tú también deberías estarlo si te gusta el jugo de naranja! Huanglongbing comienza con venas amarillentas y manchas decoloradas en las hojas de los árboles de cítricos, pero con el tiempo acabará con todo el árbol. Los científicos están investigando actualmente un gen llamado defensina que proviene de la espinaca como una forma de salvar los árboles de cítricos. Las defensinas proporcionan actividad antimicrobiana, pero se han probado y se ha demostrado que no son tóxicas e hipoalergénicas en humanos.

Los científicos agrícolas no son las únicas personas interesadas en la expresión genética heteróloga. Los biólogos del desarrollo también aman la expresión heteróloga, por razones completamente diferentes. A veces es difícil eliminar un gen del contexto que tiene en su genoma. Tener otro organismo, como la bacteria Escherichia coli , que exprese su gen favorito puede permitirle examinarlo fuera de contextos que no comprende o controla al 100%.

Cómo está hecho

Una forma de generar una expresión genética heteróloga es utilizar una pistola genética . Una pistola de genes dispara pequeñas partículas de oro cubiertas con su gen de interés. Si la partícula de oro aterriza en el núcleo de la célula, los genes se separarán de la partícula de oro y pueden incorporarse al genoma del organismo.

Pistola de genes

Otra forma de generar una expresión genética heteróloga es con un virus. Básicamente, corta el gen de interés y lo inserta en la cápside de un virus. Luego dejas que tu virus falso infecte tu organismo de interés.

Su pistola genética o cápside viral a menudo también contiene un gen marcador , que es un gen adicional que se inserta solo para que el científico sepa si la pistola genética tuvo éxito. Un ejemplo de un gen marcador común es la proteína verde fluorescente, que se toma de una medusa y en realidad se ilumina en verde bajo la luz ultravioleta.

Resumen de la lección

La tecnología agrícola es muy importante, porque es la forma en que podemos seguir alimentando a las personas, aunque la población del planeta está creciendo. Es por eso que aún no hemos tenido una catástrofe global de Malthus , o una hambruna masiva causada por la gran cantidad de personas en la Tierra que exceden la cantidad de alimentos disponibles.

Hay muchos tipos de tecnología incorporados por la agricultura. Uno de ellos es la expresión génica heteróloga , en la que un gen se expresa en una especie diferente a la especie de la que se originó el gen. La expresión de genes heterólogos es importante para la agricultura cuando necesitamos que un gen se exprese en un cultivo determinado, pero no podemos encontrarlo en el stock nativo de ese cultivo. Por ejemplo, la expresión genética heteróloga salvó la cosecha de papaya de Hawai de una enfermedad llamada virus de la mancha anular de la papaya; Los científicos ahora están tratando de utilizar una tecnología similar para salvar a los árboles de cítricos de una enfermedad llamada huanglongbing. La investigación actual sobre huanglongbing está considerando el uso de genes de defensina de la espinaca para dar a los árboles de cítricos una resistencia natural a la enfermedad.

Otros científicos además de los científicos agrícolas también están interesados ​​en la expresión de genes heterólogos. Por ejemplo, los científicos del desarrollo pueden usarlo para aislar genes y estudiar su expresión sin todos los demás contextos y «ruidos» en el genoma de un organismo.

Una forma de crear una expresión genética heteróloga es usando una pistola de genes , que dispara pequeñas partículas de oro cubiertas con el gen de interés dentro del núcleo de una célula. Otra forma es utilizar una cápside viral llena de su gen de interés. Por lo general, los científicos también insertan un gen marcador , como una proteína verde fluorescente, para informarle si su gen favorito ha entrado con éxito en su organismo.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador