1. Enzima de restricción
Un enzima derestricción(o endonucleasas de restricción) es aquella quepuede reconocer una secuencia característica denucleótidos dentrode una molécula deADN y
cortar elADN en esepuntoen concreto, llamado sitioo diana derestricción, o en un sitiono muylejano a este. Los sitios derestriccióncuentanconentre4 y 12 pares
de bases,con las que sonreconocidos.
El mecanismo decortede ADN se realiza a través dela ruptura dedos enlaces fosfodiésteren la doble hebra, lo queda lugar a dos extremos deDNA. Éstos pueden ser
romos (cuandolos enlaces rotos coinciden) o Cohesivos/escalonados.Estos últimos tienen tendencia a volver a unirse demodo espontáneo,ya que los extremos se
pueden unir a otros extremos coincidentes quepueda haberen la cercanía (Apareamiento deWatson& Crick).
Corte de EcoRIdejandoextremos cohesivos.
Restricción deSmaI dejando extremos romos.
Los fragmentos deADN obtenidos deestemodo puedenunirse por otras enzimas llamadas ligasas.
Las enzimas derestricción quea pesar deser distintas y provenirde distintas especies, tienen la misma secuencia de reconocimientoy dejanelmismoextremo cohesivo,
pero no cortanen elmismo sitio, son llamadas isoesquizómeros. Por ejemplo,estánlos isoesquizómeros Asp718 y KpnI.
El Premio Nobel deMedicina de 1978 fueconcedido a los microbiólogos WernerArber, Daniel Nathans y Hamilton Smithpor el descubrimientode las endonucleasas de
restricción loquecondujo al desarrollo dela tecnología deADN recombinante.El primer uso prácticode su trabajo fuela manipulaciónde la bacteria E. colipara
producir insulina humana para los diabéticos.
Uno de los campos enlos quelas enzimas derestricciónhan tenido mayor implicación ha sido eldiagnósticode enfermedades genéticas relacionadas con cambios enla
secuencia delADN, ya sean mutaciones puntuales, inserciones o deleciones de fragmentos. Siéstas seproducen enun sitio de reconocimiento dela enzima de
restricción,alproducirse eliminarán o agregarán nuevos sitios de corte. Al aplicar esta enzima algen deuna persona sana y una enferma se deberían observardistintas
cantidades defragmentos para cada casoen una electroforesis
Tipos de enzimas de restricción[editar]Existen, en general,3 sistemas de enzimas de restricción:
Tipo 1: Una sola enzima (con3 subunidades) tieneactividad derestricción(corta) y modificación(metila). Al reconocer la secuencia específica deDNAcorta alazaren
sitios distintos alsitio dereconocimiento, ya sea corrientearriba o corriente abajo. El cortedeja extremos cohesivos. Necesitan deATP para moverse en elDNA,desde el
lugar de reconocimiento hasta elsitio decorte(unas 1000 pares debases aproximadamente), además de SAM(S-adenosil-metionina) y Mg++como cofactores.
Tipo 2: Solo tienen actividad derestricción. Otras enzimas llevan a cabola metilación. El cortees efectuado en elsitio de reconocimiento, o bien, cerca de él,porlo que
el corte es resistentey predecible. Por esta característica es que sonmuy utilizadas para clonación degenes, ya queal cortar en sitios específicos se pueden recuperar
secuencias conocidas. Sólo requierenMg++como cofactor, no necesitan deATP...

2. Tipo 3: Se utiliza una enzima oligomérica querealiza todas las actividades enzimáticas. Tienen función derestricción y modificación. Cortan de25a 27pares de bases
lejos del sitio dereconocimiento,dejandoextremos cohesivos. Requieren dos secuencias dereconocimientoen orientación opuesta enla misma cadena de DNA.
Necesitan ATP, Mg++y SAM(S-adenosil-metionina) como cofactores.
Hay otros sistemas derestricción descubiertos actualmente, como el sistema tipo4 deE. coli(Eco571) queconsta deuna sola enzima quecorta únicamenteDNA
metilado en una secuencia específica,y que además metila.
1. Fragmentación del ADN
Se basa en la capacidad de ciertas bacterias que contienen enzimas llamadasrestrictasas o endonucleasas de restricción (actualmente
se comercializan más de cien enzimas diferentes) que cortan el ADN por sitios específicos que reconocen, obteniéndose fragmentos de
restricción (cuadro I). Para que se puedan unir después los fragmentos de ADN extraño y el ADN que se utilizará como vector se han
de cortar ambos con la misma restrictasa. Comparando dichos fragmentos se construyen losmapas de restricción, los cuales se usan
para comparar genomas de especies diferentes y establecer cambios evolutivos así como para detectar mutaciones cromosómicas como
delecciones e inserciones.
Cuadro I:
Fragment
os de
restricció
n
originado
s por la
enzima
EcoRl
C
lonación
La obtención de individuos "clónicos" -exactamente iguales entre sí- se conseguiría mediante la reproducción asexual de un único
progenitor que aportase los núcleos de sus células somáticas.
Hace ya tiempo se desarrolló este procesode donación con éxito en anfibios: mediante la extracción del núcleo de un huevo fecundado y
sustitución por el núcleo de una célula somática (así, elindividuo obtenido es genéticamente idéntico aldonante delnúcleo de la célula somática, y
no hereda los caracteres de quienes formaron los gametos que produjeron el huevo).
Como el genoma de mamíferos sufre modificaciones irreversibles durante el desarrollo embrionario (las células se "especializan"
rápidamente y pierden la totipotencia), parecía que había una barrera insalvable para realizar con éxito en laboratorio la práctica aberrante de
un clonaje humano (pues el mensaje genético de las células de un progenitor adulto no estaría en condiciones de ser expresado de nuevo a l
trasplantarlo a un cigoto). El éxito de Illmensee y Hóppe -al obtener en 1980 clones de un embrión precoz de ratón- rompió esa barrera
natural. Posteriormentese ha repetido el experimento con otros animales. Y tenemos el llamativo caso de la oveja Dolly, dado a conocer en 1997.
En 1976, Schettlestrasplantó elnúcleode una espermatogonia de un adulto (dotación de 46 cromosomas) a un óvulo desnucleado. El autor
permitió el desarrollo delnuevo individuo hasta la fase de blastocisto, y destruyó el embrión en esta fase por miedo al resultado final si se hubiese
completado su desarrollo embrionario una vez implantado en el útero (cosa poco probable conlos medios técnicos de los quese disponía entonces).
También se plantea la posible donación humana mediante la separación de unas células de mórula. En este caso, si se tratase de
una mórula de sexo femenino, cabría la posibilidad de desarrollar unas células hasta blastocistos y congelarlas, de forma que 15 ó 20 años
después podrían serimplantadas en elútero de... su propia hermana gemela). Ya se ha llegado a practicar no sólo la FIV sino la donación para hacer
trasplantes: "fabricar" unniñopara poseerunórgano o un tejido suyo compatible con otra persona a la que se le quiere hacer un trasplante (¡vamos,
como si estuviésemos hablando de un "desguace"!: ¿no es "conmovedor"?...
Son ejemplosde las múltiples aberracionesa las que sepuedellegarconelcriteriode que todo lo que sea técnicamente posible llevar a cabo no
debe estar prohibido en la experimentación. Y es una muestra más de cómo puede degradarse el ser humano cuando pierde de vista la dignidad
sagrada de cada persona humana, en cualquier momento de su desarrollo.
En el caso de que la técnica avance hasta elpunto de hacer posible la clonación de personas -parece que técnicamente ya lo es, aunque se
intenta desarrollar leyes (sobre todo en Europa) que eviten esa práctica-, yo me pregunto: ¿para qué?
-Es que con ese sistema podríamos tener otro Einstein, otro Walt Disney, otro Indurain...
-No, contestoyo. Las cualidades físicas o intelectuales de una personano dependensólode sus genes, sino de las circunstancias en las que esa
persona se ha desarrollado (y lascircunstancias -como la historia- nunca son iguales). Además, sólo el uso responsable de su libertad hace que
esas personas tengan, juntoa unas cualidades físicas o intelectualesnotables, unas cualidadesmorales sobresalientes. Y la libertad notienequever con
la genética: nunca dos personas clónicas serán tan semejantes entre sí como dos gemelosunivitelinos (que coinciden hasta en el ADN de sus
mitocondrias), y sin embargo... ¡qué diferentes pueden llegar a ser dos gemelos en sus cualidades morales!
Los que "justifican" una posible clonación humana pueden querer la inteligencia de Einstein, elarte de Disney o la fortaleza de Indurain...;
pero no quieren a Einstein, ni aDisney, ni a Indurain. Porque no les importan las personas.
Debemosreaccionar. Nosóloesaberrantela futura clonaciónhumana.Tambiénla actual fecundación "in vitro", donde el hijo no es fruto
natural del amor humano (y donde se obtienen numerosos embriones mal llamados "sobrantes"); también la implantación del embrión en
el útero de su abuela; y las madres de alquiler; y la fecundación hecha con semendonadoporalguien ya difunto; y los embriones congelados como
pescadillas, prestos para la experimentación o para la muerte...
Pienso que los embriones -esas pequeñas personas- son como niños esclavos, sujetos al capricho de un tirano sin escrúpulos (el
científico loco en su laboratorio). Y siento miedo...
Ingeniería genéticaen bacterias[editar]
Son los seres vivos más utilizados enIngeniería Genética. La más utilizada es la Escherichia coli. Se usa prácticamenteen todos los procesos deI.G.
Restrictasa
(Bacteria origen)
Secuencia
reconocida
Fragmentos
de restricción
EcoR1
(Escherichia coli)
...G-A-A-T-T-C...
...G-T-T-A-A-G...
A-A-T-T-C...
G...
G...
...C-T-T-A-A

3. Ingenieríagenéticaen levadurasy hongos[editar]
Son junto con las bacterias los sistemas más utilizados. El Saccharomyces cerevisiae fue elprimer sistema eucariota secuenciadocompletamente. Otra levadura
importantees P. pastoris, utilizada para conseguir proinsulina en cultivo discontinuoy quitinasa en cultivo continuo.En el campode los hongos destaca por su labor
médica el Penicillium.
Ratones knockout.
IngenieríaGenéticaen animalesLa manipulación genética delos animales persigue múltiples objetivos: aumentar elrendimiento delganado,producir animales con
enfermedades humanas para la investigación, elaborar fármacos, etc.
Producción animalpor ingeniería genética:
Peces transgénicos: las principales aplicaciones enanimales sehan realizado enpeces,debido a quela fecundación es externa,lo cual permite la introducción delgen en
el cigoto antes de queseunan el núcleodelespermatozoide y eldel óvulo. Se han producidocarpas transgénicas que crecen muchomás rápido, debidoa la
incorporacióndelgende la hormona del crecimiento dela trucha, y salmones transgénicos, que resistenmejor las bajas temperaturas. Mamíferos: se hanobtenido
ratones transgénicos, condistintos genes modificados. Sinembargo,todavía su aplicación para la mejora deespecies es preliminar, enfocándose elestudio desdeun
punto de vista más bien puramentecientífico.
IngenieríaGenética en plantase
Actualmente se handesarrolladoplantas transgénicas demás decuarenta especies. Medianteingeniería genética sehan conseguido plantas resistentes a enfermedades
producidas porvirus,bacterias o insectos. Estas plantas soncapaces de producir antibióticos, toxinas y otras sustancias que atacana los microorganismos.Tambiénse
han conseguidootrotipo demejoras,como la producciónde distintas sustancias en los alimentos queaumentan su calidadnutricional, mejorar las cualidades
organolépticas deun productoo queciertas plantas sean más resistentes a determinados factores ambientales, comoel frío.
Las técnicas de ingeniería genética tambiénpermiten el desarrollo deplantas quedenfrutos demaduraciónmuy lenta. Así, es posiblerecoger tomates maduros dela
tomatera y que lleguen al consumidor conservando intactos susabor,olor, colory textura. La mejora de la calidad delas semillas es también un objetivo.
Las aplicaciones farmacéuticas sonotrogranpunto deinterés. La biotecnología permitedesarrollar plantas transgénicas que producen sustancias deinterés
farmacológico,como anticuerpos,ciertas proteínas y hormonas,comola hormona delcrecimiento
INTRODUCCIÓN: La ingeniería genética
La ingeniería genética esta formada por unconjuntode técnicas incluidas dentro delcampode la biotecnología. Estas técnicas consistenen la manipulación delADN o el
ARN celulares, demanera que los organismos modificados estén más capacitados para las tareas quetienenquellevara cabo.
La idea sebasa enintroduciruna cierta cantidadde materialgenético(normalmente ungen a más) de ADN o ARN en unorganismo para quepueda desenvolver los
procesos derivados codificados con los nuevos genes queposeen. El material genéticosobreelquese trabaja puedeprovenir decélulas animales, vegetales o deun
microorganismo; una vez extraído, seaísla el geno genes deinterés, se manipulan o no y posteriormente seinsertanen el mismo servivodelqueseextrajo o en otro
diferente.
Los seres vivos que llevan transplantado unoo más genes en su ADN sellaman transgénicos. Para la obtención deestos individuos sesiguen los siguientes pasos:
Se extraen deuna célula determinada fragmentos de ADN dondeestáninsertados los genes quesenecesitan. Mediante el uso deenzimas se aísla elgen entrelos
fragmentos deADN.
Se inserta el gen enun vector(virus o liposoma).
Se produce la infeccióndelvector sobrela célula que se quieretransformar y se inserta, por mecanismos propios dela célula, el genensu materialgenético.
La célula transgénica, al expresar su código genético, sintetiza el producto codificadopor el nuevo gen.
La inserciónde estos genes enelnuevo materialgenéticodelindividuo huéspedno siempreseproduce con éxito. Cuandose detecta unindividuo resultante quees
trasgénico hay quehacer el mayor número decopias exactas para asegurar persistencia delgen que seha inscrito. Deesteproceso se encarga la clonación, que es una
técnica queseutiliza para podergenerar copias de seres vivos iguales genéticamente.