1. Transformación bacteriana eprincipios de vectorización xénica<br />Elaborado por: César Luis Terrón<br />1er Punto:<br />El DNA fue aislado y estudiado por primera vez por el suizo Friedrich Miescher en 1869. En su investigación intentaba digerir proteínas de las células del pus, observando que el núcleo de esas células no era digerido, por lo que lo que había allí no eran proteínas, sino otra sustancia a la que llamó quot;
nucleínaquot;
por su localización en el núcleo celular. Más tarde, al comprobarse su carácter ácido, recibió el nombre de quot;
ácido nucleicoquot;
. El alemán Felix Hoppe-Seyler aisló un ácido nucleico de levaduras que difería en sus propiedades del ácido nucleico de Mieschler, al que se denominó ácido timonucleico (por su facilidad para ser extraído del timo de animales) para diferenciarlo del de levaduras. <br />Hacia 1890, el químico alemán Albrecht Kossel, hidrolizó el ácido nucleico, descubriendo la existencia de hidratos de carbono y de unos compuestos o bases nitrogenadas a las que dio los nombres de quot;
adeninaquot;
, quot;
guaninaquot;
, quot;
citosinaquot;
y quot;
timinaquot;
. Kossel recibió el premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1910. <br />En 1911, el bioquímico estadounidense de origen ruso, Theodore Leven, demostró que los hidratos de carbono eran pentosas. Tras este descubrimiento se observó que el ácido nucleico de levadura poseía, como pentosa, la ribosa, mientras que el timonucleico poseía un derivado desoxigenado de la ribosa, la desoxirribosa, recibiendo a partir de entonces los nombres de ácido RIBONUCLEICO (RNA), y ácido DESOXIRRIBONUCLEICO (DNA). Se descubrió también que el RNA no poseía una de las bases que se conocían en la época, la timina, pero a cambio poseía una base nitrogenada nueva, el quot;
uraciloquot;
. <br />En 1934 Levene aisló, a partir de ácidos nucleicos, unas moléculas más sencillas que estaban formadas por una pentosa, una base nitrogenada y una molécula de ácido fosfórico. A este conjunto se le dio el nombre de NUCLEÓTIDO, y Levene pensó que los ácidos nucleicos estaban formados por cuatro nucleótidos, uno con cada una de las bases. Hasta mediados de los años 50 no se certificó que los ácidos nucleicos en realidad estaban formados por miles e, incluso, millones de nucleótidos y no por sólo cuatro. <br />Poco después, el británico Alexander R. Todd sintetizó nucleótidos en situaciones controladas que sólo permitían un único tipo de enlace, observando que los ácidos nucleicos estaban formados por pentosas de nucléotidos contiguos unidos por ácidos fosfóricos, a la vez que a las pentosas se unían también las bases nitrogenadas. Por sus trabajos, Todd recibió el Premio Nobel de Química en 1957. <br />En la década de los 40, diversos investigadores (Feulgen, Caspersson, Mirsky, Sager y otros) desarrollaron técnicas de tinción y análisis que permitieron estudiar en qué lugares de las células aparecían los ácidos nucleicos. Se observó que el DNA solía aparecer casi exclusivamente en el núcleo y en pequeñas cantidades en algún orgánulo celular como las mitocondrias y los cloroplastos, mientras que el RNA aparecía repartido por el citoplasma, sobre todo en los ribosomas, y en cierta cantidades también en el núcleo. Se comprobó también que existía DNA en los cromosomas, unido a proteínas, viéndose cómo la cantidad de DNA era siempre constante y propia de cada especie, lo que llevó a sospechar que tal vez existía relación entre el DNA de los cromosomas y los genes o factores hereditarios. <br />Una primera pista la obtuvo en 1928 F. Griffith, trabajando con dos cepas de neumococos, una de envoltura lisa y otra de envoltura rugosa. Cuando Griffith mezclaba bacterias rugosas vivas con bacterias lisas muertas y esta mezcla se inyectaba en ratones, de éstos se obtenían bacterias lisas vivas, lo cual sólo se podía explicar si algo de las lisas muertas había pasado a las rugosas vivas y las había transformado. La cuestión era averiguar la naturaleza de ese quot;
algoquot;
. <br />No sería hasta 1944 cuando Avery, McLeod y McCarthy repitieron los experimentos de Griffith y demostraron que el quot;
Principio transformantequot;
que convertía a las bacterias rugosas en lisas era, precisamente, el DNA, descubrimiento que marcó un hito importante en la historia de la Genética. <br />Otra cuestión importante era la función exacta del DNA, es decir, cómo el hecho de tener un DNA determinado da unas características y otro DNA da otras características diferentes. <br />El primero en intentar responder a la cuestión fue A. Garrod, en 1909. Al estudiar la alcaptonuria (enfermedad metabólica producida por un error en un gen que impide sintetizar una enzima) propuso la idea de que la enfermedad se debía a la falta de una proteína específica relacionada con la presencia de un gen recesivo, según la terminología de De Vries, Correns y Tschermack, que habían redescubierto los principios de Mendel. <br />Sin embargo la cuestión se mantendría hasta principios de la década de 1940, en que los estadounidenses, George W. Beadle y Edward L. Tatum, trabajando con hongos filamentosos, como Neurospora y Penicillium, descubrieron que los genes dirigían la formación de las enzimas a través de los polipéptidos que las constituyen, de tal forma que cada polipéptido está producido por un gen específico. Este descubrimiento fue el origen de la hipótesis UN GEN = UNA ENZIMA. <br />En 1953, el bioquímico estadounidense James D. Watson y el británico Francis H. C. Crick aunaron sus conocimientos químicos, utilizaron la información de Rosalin Franklin y Maurice Wilkins obtenida mediante difracción de rayos X, así como los trabajos de Chargaff sobre composición química del DNA y elaboraron una hipótesis sobre la estructura del DNA: la DOBLE HÉLICE. <br /> <br /> <br /> <br />En 1955 Severo Ochoa y su equipo sintetizaron, por primera vez, un ácido nucleico gracias a la enzima polinucleótido fosforilasa <br />De 1960 a 1975 los nuevos descubrimientos se sucederán con gran rapidez, sobre todo para el conocimiento de los mecanismos de acción génica: descubrimiento del RNA mensajero, establecimiento del Código genético, regulación de la expresión génica, descubrimiento del DNA recombinante... <br />En 1975 se iniciará lo que se ha dado en llamar la Nueva Genética, basada en la tecnología para la manipulación de los ácidos nucleicos. El Consejo de Asilomar estudiará las implicaciones del recién descubierto DNA recombinante, la primera manipulación genética realizada por el hombre. Es el momento de la secuenciación del DNA, descubrimiento de los intrones, etc. <br />A partir de la década de los 80 se desarrollarán las técnicas de la pcr y hacia los 90 otros tipos de análisis de secuencias tales como rapds, rflps, microsatélites, etc. <br />Desde 1990 la manipulación genética alcanza el nivel de su utilización para la obtención de recursos: plantas y animales transgénicos, inicio de la terapia génica humana, inicio del Proyecto Genoma Humano en 1995, clonación, etc. <br />Los últimos años en los que los medios técnicos permiten vislumbrar unas posibilidades futuras muy esperanzadoras en la obtención de recursos para el hombre y en la cura de muchas enfermedades, entre ellas el cáncer, así como la obtención de órganos para transplantes, se ha visto surgir también una importante corriente bioética de prevención contra las consecuencias del mal uso de estas técnicas. Nos encontramos en el momento actual en una controversia científica y social que tendrá que dilucidarse antes de avanzar en las líneas de investigación del siglo XXI. <br />2ndo Punto:<br />La transferencia de genes horizontal (TGH), también conocida como transferencia de genes lateral (TGL), es un proceso en el que un organismo transfiere material genético a otra célula que no es descendiente. Por el contrario, la transferencia vertical ocurre cuando un organismo recibe material genético de sus ancestros, por ejemplo de sus padres o de una especie de la que ha evolucionado. La mayoría de los estudios sobre genética se han centrado en la prevalencia de la transferencia vertical, pero hay un sentimiento actualmente de que la transferencia horizontal es un fenómeno significante. La transferencia artificial de genes horizontal es una forma de ingeniería genética.<br />TGH PROCARIOTAS<br />La transferencia de genes horizontal es común entre las bacterias, incluso entre aquellas que son distantes. Este proceso se considera como una causa importante en la resistencia a fármacos. Cuando una célula bacteriana consigue esta resistencia, puede transferir rápidamente estos genes a otras especies. Bacterias entéricas intercambian material genético a través del aparato digestivo en el que viven. Existen 3 mecanismos comunes de transferencia de genes horizontal:<br />Transformación, la alteración genética de la célula resultante por la introducción, absorción y expresión del material genético de otra bacteria (DNA o RNA). Este proceso es relativamente común en las bacterias, pero menos común en los eucariotas. La transformación normalmente se usa para insertar nuevos genes en bacterias para experimentos, o para aplicaciones industriales y médicas. Véase también biología molecular y biotecnología. <br />Transducción: Es el proceso por el que el ADN de una bacteria pasa a otra a través de un virus bacteriano (un bacteriófago). <br />Conjugación bacteriana, un proceso por el que una célula bacteriana viva transfiere material genético a través del contacto con otra célula mediante un pili sexual.<br />TGH EUCARIOTAS<br />El análisis de secuencias de ADN sugiere que la transferencia de genes horizontal también ha ocurrido entre los eucariotas, desde su cloroplasto y el genoma mitocondrial hasta el genoma nuclear. Como se afirma en la teoría endosimbiótica, los cloroplastos y las mitocondrias se originaron probablemente como endosimbiosis de un progenitor con una célula eucariota. La transferencia de genes horizontal de las bacterias a algunos hongos está muy bien documentada, especialmente la levadura Saccharomyces cerevisiae. También hay evidencias recientes de que el escarabajo de la judía adzuki ha conseguido material genético de su endosimbiosis (sin beneficio) con la Wolbachia. Sin embargo, esta afirmación es discutida y la evidencia no es concluyente.<br />quot;
La comparación de secuencias sugiere la gran y reciente transferencia de genes horizontal entre muchas especies, incluso a través de las fronteras de los dominos filogenéticos. Así, determinar la historia filogenética de una especie no puede hacerse en todos los casos, sólo determinando los árboles de evolución de cada genquot;
por separado; por lo que igualmente se utiliza la comparación entre los resultados obtenidos de varios genes, para evitar este problema.<br />