2.1. ADN recombinante

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- ¡Qué maravilla, Raquel! Una técnica de ingeniería genética es la del ADN recombinante que nos permite cortar un gen de nuestro interés y pegarlo en un ADN extraño. Pero debe ser muy complejo comprender los mecanismos que se utilizan.
- ¡Qué va! Mira, te lo voy a explicar de manera muy sencilla. ¿Recuerdas los recortables con los que jugabas de pequeña?
- Sí, me entretenían mucho, sobre todo cuando el tiempo estaba malo y no podíamos salir a la calle.
- Pues, salvando las distancias, la ingeniería genética usa mecanismos parecidos a una tijera y pegamento. Las herramientas básicas para la construcción de moléculas de ADN recombinante son las enzimas endonucleasas de restricción (qué serían las tijeras) y las ADN ligasas (que serían el pegamento).
- ¡Corta y pega, corta y pega! esto también lo hacemos con los ordenadores.

Imagen 10. Autor: Desconocido. Autorizado su uso educativo no comercial
 Imagen 11. Autor: Omegatron. Licencia Creative Commons

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Las enzimas de restricción, o endonucleasas, son enzimas que cortan los enlaces fosfodiester del material genético a partir de una secuencia que reconocen. Actúan como "tijeras moleculares", reconocen una zona del ADN —llamado sitio de restricción— y cortan la doble hélice por la zona de fosfatos sin dañar las bases. Recuerda la estructura del ADN con esta animación.

Una vez que se corta, los extremos que quedan reciben el nombre de extremos cohesivos o romos.

Imagen 12. Autor: Desconocido. Licencia Creative Commons  

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Si has comprendido el mecanismo de actuación de las endonucleasas o enzimas de restricción, no te será dificil deducir cómo corta la enzima de restricción EcoR1.

El sitio de reconocimiento de EcoR1 es:

5'GAATTC

3'CTTAAG

Y corta el ADN entre las bases G y A.

Intenta determinar qué fragmentos se producen cuando el siguiente ADN se digiere con dicha enzima:

5'-CTAAGAATTCGATCGCCTGGC-3'

3'-GATTCTTAAGCTAGCGGACCG-5'

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¿Deseas seguir repasando la acción de las enzimas de restricción? Aquí tienes un ejercicio.

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Las enzimas de restricción o endonucleasas fueron descubiertas en 1975 por Arber, Nathans y Smith —por ello se les concedió el premio Nobel en 1978—, al observar que eran utilizadas por bacterias que se defendían de los virus cortando con ellas el ADN vírico. En este vídeo; aparece una doble hélice de ADN circular. Sobre ella se sitúa una enzima de restricción —en color azul—, que recorre el ADN hasta encontrar un sitio de restricción y cortar por él.


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Un vector de clonación es una molécula de ADN que se utiliza para transportar los genes de interés. No puede ser cualquier molécula, si no que debe presentar las siguientes características:

  • Ser una molécula de ADN que sea fácil de aislar.

  • Debe presentar diferentes sitios de restricción, para que sean cortados por enzimas de restricción.

  • Tiene que poder introducirse en la célula hospedadora fácilmente, y replicarse independientemente del ADN de esta célula. Su ADN debe presentar un origen de replicación.

  • Es necesario que posea un gen marcador para poder identificar a las células clonadas. Por ejemplo, un gen marcador puede ser el que da resistencia a un antibiótico.

En las células procariotas, se usan como vectores de clonación fundamentalmente:

  • Plásmidos: son fragmentos de ADN circular bacteriano de doble hélice que poseen su propio origen de replicación.

  • Virus bacteriófagos: Son virus que infectan bacterias e introducen el ADN en ellas.

En células eucariotas se suelen usar retrovirus y plásmidos como vectores de clonación.


Pregunta Verdadero-Falso
Como has visto en el vídeo, una vez que las enzimas de restricción cortan el ADN, continúan dándose una serie de pasos. ¿Puedes decir si son ciertos estos enunciados?


Las enzimas de restricción actúan como tijeras, cortando la hebra de ADN sin afectar a las bases nitrogenadas:

Verdadero Falso


Una vez cortado el ADN, los extremos quedan abiertos y le podemos introducir nuevo material genético:

Verdadero Falso


Se puede insertar el fragmento de ADN de nuestro interés en cualquier ADN:

Verdadero Falso

Una vez que hemos obtenido el ADN recombinante hay que introducirlo en una célula hospedadora. Ésta, al multiplicarse, originará un clon de células portadoras de dicho gen.

Las células hospedadoras, para ser utilizadas en la clonación, deben tener las siguientes características:

  • Poseer un crecimiento rápido.
  • No ser patógenas.
  • Ser capaces de captar del medio moléculas de ADN e incorporarlas en su genoma.

Se suelen utilizar como células hospedadoras bacterias, como Escherichia coli, y levaduras, como Saccharomyces cerevisiae.

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Los pasos que se han dado en la técnica del ADN recombinante son:
 Obtención del gen que se quiere clonar
 ↓
 Inserción del gen en un vector de clonación
 ↓
Introducción del vector de clonación con el gen en la célula hospedadora
 ↓
 Selección de las bacterias transformadas

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Prueba a construir un ADN recombinante uniendo ADN extraño con un plásmido. Pincha en este enlace.

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Veamos si has comprendido la construcción de un ADN recombinante. Completa las palabras que faltan.

Para obtener una molécula de ADN recombinante:

  • Las moléculas de de dos organismos diferentes se cortan con la enzima de .
  • De este modo, se generan fragmentos de con extremos complementarios en cada una de las moléculas.
  • Se ponen en contacto los de ADN obtenidos y se someten a la acción de la enzima ADN , formándose una molécula de ADN , que contiene ADN de los dos organismos.
  

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