TECNOLOGÍA DEL DNA RECOMBINANTE

En esta entrada voy a hablaros sobre las técnicas usadas en ingeniería genética para manipular el genoma de un organismo. 

Este conjunto de técnicas, conocido como tecnología del DNA recombinante, comenzó a desarrollarse a partir de la década de 1970 y permitió investigar la estructura y función de los genes, en especial, de los genes de eucariotas. 

Herramientas utilizadas en ingeniería genética

Los biólogos moleculares necesitan de una gran variedad de enzimas (polimerasas, enzimas de restricción, ligasas,  etc.) que les permiten manipular los ácidos nucleicos. También es necesario el uso vectores que permiten introducir el DNA de interés en las células hospedadoras donde se realiza la replicación.

Técnicas para manipular los ácidos nucleicos

Hibridación de ácidos nucleicos 

Permite localizar fragmentos concretos de DNA o mRNA en el genoma de un organismo. 

Primero se desnaturaliza el DNA, es decir, se somete a una alta temperatura o a un pH alto para romper los puentes de hidrógeno que mantienen unidas las dos cadenas complementarias de DNA. 

Después se mezclan los DNA desnaturalizados de dos muestras distintas que se hibridan al azar por complementariedad de bases. 

Secuenciación del DNA

Hoy es posible secuenciar el genoma de un organismo pero para ello necesitamos analizar porciones pequeñas y luego integrar los resultados. Para obtener pequeñas secciones de DNA se utilizan enzimas de restricción que posteriormente se separarán mediante electroforensis en gel. Estos fragmentos se pueden ensamblar para definir la secuencia completa de la molécula del DNA. 

Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)

Es un método que permite, a partir de una muestra muy pequeña de DNA, obtener millones de copias idénticas, en pocas horas y sin necesidad de usar células vivas. Se requiere sintetizar dos cebadores al comienzo y al final de la secuencia. La muestra de DNA se coloca en una solución que contiene DNA polimerasa, los cuatro nucleótidos en cantidad y los cebadores mencionados.

Aplicaciones biotecnológicas

• Estudios de regulación genética
• Animales y plantas transgénicas
• Secuenciación de genomas
• Expresión de proteínas recombinantes

¿POR QUÉ NO TODOS PODEMOS DOBLAR LA LENGUA?

Durante mucho tiempo se había creído que la explicación a este fenómeno era la presencia de un gen dominante que permite que se pueda doblar la lengua y otro gen recesivo que lo impide. Así es como siempre nos lo han explicado en clase de biología. Pero se han realizado estudios que cuestionan esta idea.

El hecho más significativo es la diferencia que se ha encontrado en los gemelos. Al parecer no todos los pares de monocigóticos tienen la capacidad de enrollar sus lenguas, aun cuando comparten la misma dotación genética. Si esta característica fuera absolutamente hereditaria, ambos hermanos deberían siempre tenerla; no obstante, la realidad prueba lo contrario.

Otro hecho que prueba que el fenómeno no tiene una explicación tan sencilla es que muchos niños que no pueden doblar sus lenguas desde pequeños, aprenden a hacerlo en edad escolar. Además, hay personas que pueden enrollar los bordes de la lengua pero no hacerlo completamente, de modo que no pueden ser incluidos en el grupo que tiene el rasgo.

Los resultados de estudios familiares arrojan que es más probable que los hijos de padres con dicha habilidad también la tengan, pero la misma lógica indicaría que no deberían hallarse hijos de personas sin el rasgo que pudieran enrollar sus lenguas. Sorprendentemente, todos los estudios realizados tienen sujetos con tales comportamientos.

No hay dudas que tras estas diferencias fenotípicas debe haber determinado funcionamiento genético. Algunas hipótesis sugieren que hay otros genes actuando simultáneamente. Otras, que las influencias medioambientales también desempeñan un rol en la adquisición de esta habilidad. Al parecer la posición más acertada es entender el fenómeno como una relación entre la dotación genética particular y los factores externos influyentes. 

EL REGRESO DEL MAMUT LANUDO

Seguro que has visto películas como la saga de parque jurásico en las que aparecen animales extintos que han vuelto a la vida tras ser clonados. Todo esto hasta el momento ha sido producto de la imaginación del ser humano, pero, ¿y si estuviéramos cerca de conseguirlo?   

Científicos rusos, en colaboración con expertos de Corea del Sur, llevarán a cabo la clonación de un mamut lanudo, una especie que existió hace 4,8 millones de años y se extinguió hace unos 4.000 años. 

Los mamuts son miembros de la familia Elephantidae.  Sus parientes vivos más cercanos son los elefantes africanos (Loxodonta africana y Loxodonta cyclotis) y el elefante asiático (Elephas maximus). Se han hallado fósiles de mamut en Europa, Norteamérica y África. 

Se recurrirá a la clonación somática, el mismo método que se utilizó para clonar a la oveja Dolly en 1996. El procedimiento consistirá en introducir en un óvulo de un elefante material genético de un mamut que vivió hace varios miles de años en Yakutia (Siberia). Después, el óvulo se implantará en el útero de una hembra de elefante que gestará al feto durante 22 meses y podrá, si todo sale bien, parir a una cría de mamut viva. 

En este vídeo se explica la clonación somática de animales:

Las muestras genéticas de mamut se seleccionarán en Yakutia y después se entregarán a los integrantes surcoreanos del equipo que ya tienen experiencia en la clonación de grandes mamíferos. Así, uno de ellos, Hwang Woo-Suk de la fundación Sooam Biotech Research, es uno de los pioneros en la materia y el artífice de la clonación del primer perro en 2005. 

Según las estimaciones de los investigadores, si se cumplen las expectativas, el primer mamut clonado podría nacer dentro de 10 años. Uno de los propósitos de su clonación será descubrir las causas por las que los mamuts se extinguieron.