4.2.5.1   Plantas transgénicas

4.2.5.2   Animales transgénicos

Como hemos visto, en los últimos años la biología celular moderna creó sistemas para alterar genéticamente los organismos vivos. La transgénesis se realiza en dos etapas esenciales. En la primera, el ADN foráneo debe ser introducido en la célula. Este proceso puede ser llevado a cabo en eucariotasmediante distintos mecanismos.

Por ejemplo, las células de levaduras tienen capacidad de incorporar ADN del medio cuando la gruesa pared que las rodea es eliminada mediante enzimas específicas que la digieren. En esas condiciones, la inclusión de ciertos iones metálicos favorece la incorporación del ADN externo. Las células de plantas, de animales y de levaduras pueden ser sometidas a un golpe eléctrico muy breve pero de alto voltaje.

Como resultado, la membrana celular se vuelve permisiva al paso de ADN por la aparición de pequeños poros que luego se cierran, permitiendo la sobrevid de la célula. También es posible inyectar ADN dentro de una célula mediante micromanipulación y obtener resultados similares. Un método de introducción de ADN violento pero efectivo es la biobalística. Se utiliza un gas inerte para acelerar partículas microscópicas de oro o tungsteno que han sido previamente recubiertas con ADN. Estas microbalas pasan a través de la pared celular y de las membranas y liberan dentro de la célula el material genético que llevan.

Generalmente, el ADN incorporado por la célula se integra al genoma mediante un mecanismo conocido como "recombinación no homóloga".

Este proceso es muy frecuente en determinadas líneas celulares y el ADN se inserta al azar en una o más regiones del genoma de la célula huésped, haciendo relativamente fácil la obtención de líneas celulares transgénicas. Esta modificación puede realizarse sobre cigotos, que luego son transferidos a una madre portadora que ha sido preparada hormonalmente para recibir el cigoto. En ratones, entre el

10 % y el 30 % de la descendencia obtenida posee el transgén inyectado. Posteriormente, por cruza y selección puede obtenerse una progenie homocigota para el transgén. La obtención de plantas transgénicas puede realizarse imitando a la naturaleza. La bacteria Agrobacterium tumefaciens naturalmente infecta dicotiledóneas a través de heridas, transfiriendo una región de un plásmido que posee, conocido como "Ti". Esta región, que se incorpora al genoma de la célula vegetal, contiene genes que codifican proteínas importantes para la infección. Este sistema natural ha sido modificado de manera de disminuir las alteraciones que produce durante la infección y posibilitar el transporte de genes foráneos. Así, pueden construirse sistemas que integran un gen deseado al genoma de una célula vegetal para obtener en forma simple plantas transgénicas. Los científicos dedujeron que otro camino posible era alterar genes individuales propios del organismo para observar el efecto que esto producía en el vegetal o el animal bajo estudio, para solucionar una enfermedad o para ganar alguna ventaja genética.

Esta metodología, conocida como knockout resulta de sustituir el gen de interés (funcional) por otro similar que ha sido alterado (convirtiéndose en no funcional).

El gen modificado es introducido en células embrionarias. Una vez que el

ADN ha alcanzado el interior de la célula, probablemente la propia maquinaria encargada del mantenimiento del genoma corta y pega el nuevo gen alterado en zonas homólogas del material genético de la célula. Estas células con un alelo alterado son introducidas en embriones tempranos, que darán como resultado animales "quimeras" conteniendo células modificadas y células no modificadas. Mediante cruza puede investigarse si la mutación se ha incorporado a células germinales y también obtener animales con todas sus células modificadas, tanto heterocigotas (un solo alelo alterado) u homocigotas (ambos alelos del gen en estudio alterados). Alterar un gen puede dar como resultado diferentes efectos en el organismo estudiado. En algunos casos, un animal knockout en un determinado gen es incapaz de sobrevivir o de ser gestado correctamente. En otros casos, sólo se detecta la aparición de un fenotipo diferente. También puede ocurrir que la alteración genética introducida no muestre ningún cambio fenotípico aparente.

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