Transgénesis
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Transgénesis. Se conoce con este término al proceso de transferir genes de un organismo a otro. La transgénesis se usa actualmente para hacer plantas y animales transgénicos. Existen distintos métodos de transgnénesis como la utilización de pistolas de genes o el uso de bacterias o virus como vectores para transferir los genes.
Sumario
Transgénesis en animales
Aplicaciones del animal transgénico
- La posibilidad de estudiar a nivel molecular el desarrollo embrionario y su regulación.
- Manipular de forma específica la expresión génica in vivo.
- Estudiar la función de genes específicos.
- Poder utilizar a mamíferos como biorreactores para la producción de proteínas humanas.
- La corrección de errores innatos de metabolismo mediante terapia génica.
Estrategias
Transgénesis por microinyección de zigotos
- En la primera fase, se aislan un número grande de óvulos fertilizados. Se consigue sometiendo a las hembras a un tratamiento hormonal para provocar una superovulación.
La fertilización puede hacerse in vitro o in vivo.
- En la segunda fase, los zigotos obtenidos se manipulan uno a uno y con una micropipeta a modo de aguja, se introduce una solución que contiene ADN.
- En la tercera fase, estos óvulos son reimplantados en hembras que actuarán como nodrizas permitiendo la gestación hasta término.
- Por último, tras el destete de los recién nacidos, éstos se chequean, para ver si ha ocurrido la incorporación del transgén.
Transgénesis por manipulación de células embrionarias
- Una estrategia más poderosa para la transgénesis implica la introducción de ADN extraño en células embrionarias totipotentes(células ES) o células embrionarias madres (células EM).
- Estas células se toman del interior de la blástula en desarrollo y se pasan a un medio donde se tratan con distintos productos con lo que se conseguirá que las células no se diferencien, y se mantiene su estado embrionario.
- El ADN extraño se introduce en las células ES mediante diversas técnicas, posteriormente las células transfectadas son reintroducidas en una blástula y ésta reimplantada en una hembra.
- Con esta técnica los neonatos son quimeras ; pero mediante el cruce de éstas se consiguen animales transgénicos con aquellas quimeras que hayan incorporado el transgén en su línea germinal
Transgénesis en plantas
Cómo se da
En plantas, la transgénesis se da mediante la introducción de un transgen que hace parte de un constructo génico denominado vector. Este proceso ocurre mediante la transferencia de ADN de manera directa o indirecta utilizando varias metodologías. La introducción de ADN directo o desnudo se puede hacer por microinyección, electroporación, polietilenglicol, wiskers o agujas plásticas y por bombardeo de micropartículas.
La otra forma general de introducción de ADN es la indirecta, en la que el vector que contiene el transgen o gen quimérico, se introduce en una cepa de Agrobacterium tumefasciens. Esta es una bacteria del suelo que tiene la capacidad de transferir, de forma natural un segmento de ADN denominado ADN de transferencia o T-DNA, a las plantas que produce una enfermedad denominada agalla de la corona. Esta capacidad fue explotada en el laboratorio para transferir segmentos de ADN o genes benéficos.
La transgénesis con biobalística o bombardeo de partículas de oro o tungsteno, cubiertas del ADN de interés o transgen permite la introducción de nuevas características a cualquier tejido que dé origen a un nuevo organismo. El transgen se integra al azar en un cromosoma y luego se expresa.
La transgénesis mediante Agrobacterium tumefasciens ocurre por el reconocimiento y la interacción de la bacteria con las células de la plantas, generalmente por una herida. La bacteria se activa y mediante el concurso de una serie de proteínas, el transgen presente en el vector denominado es transferido a la célula de la planta, el cual se integra al azar en un cromosoma y se expresa.
Este método es más atractivo puesto que generalmente genera una o pocas copias del transgen, comparado con la metodología anterior que puede dar origen a copias múltiples.
Componentes o herramientas
- Selección y aislamiento del gen o genes de interés: construcciones génicas o vectores.
- Sistema de regeneración de plantas o sistema de introducción de genes sin cultivo de tejidos
- Sistemas de transferencia del transgen o ADN de interés: directa e indirecta
- Método de selección y análisis de los transformantes: genes de selección, genes reporteros, presencia, estabilidad y expresión.
- Bioensayos a nivel de planta.
Variables
- El transgen y el constructo o vector a utilizar. El tipo de promotor
- El tipo de cultivo de tejidos, los explantes, medios de cultivo y condiciones in vitro a utilizar. Las células vegetales deben ser competentes para tomar el ADN.
- El sistema biológico a utilizar debe tener la respuesta suficiente para la transferencia de del transgen.
- La técnica de transformación o transferencia del transgen a utilizar: para biobalística se requiere establecer los parámetros adecuados de acuerdo al tipo de tejido a utilizar. En el caso de Agrobacterium, la cepa y las condiciones de co-cultivo son determinantes en relación con la especie de la planta bajo estudio.
- Agentes de selección si se utilizan genes de selección como resistencia a antibióticos y a herbicidas. Genes reporteros con sustrato como gus o sin sustrato como gfp.
