Los Temas selectos de biología.

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Vectores bacteriófagos.

Por las reducidas dimensiones de su genoma y su facilidad de crecimiento in vitro, los fagos se han tomado como modelo en numerosas investigaciones y han contribuido en gran medida a incrementar los conocimientos de la genética moderna. Uno de los bacteriófagos más famosos es el fago lambda de la bacteria E. coli. Su genoma está constituido por una única molécula de ADN circular con doble hélice, integrada por 49.000 pares de bases, cuyos genes han sido identificados. Este virus suscita un gran interés por la complejidad de sus mecanismos. Cuando un fago lambda infecta una célula bacteriana puede comportarse de dos maneras distintas: puede ocurrir que se produzca su replicación, dando lugar a una numerosa progenie que destruya la célula hospedadora provocando su explosión, en cuyo caso se dice que el fago emprende un ciclo lítico; o bien puede elegir insertar su genoma vírico en el cromosoma bacteriano y convertirse en parte de él, en cuyo caso se dice que el fago sigue un ciclo lisogénico.

Profago o provirus

Cuando el genoma de un fago entra a formar parte del genoma bacteriano, recibe el nombre de profago o provirus y se duplica como parte del genoma bacteriano, transmitiéndose a las células bacterianas hijas.

Estos provirus, que constituyen una amenaza potencial para las células hospedadoras, se encuentran reprimidos e inactivos. De hecho, sólo en contadas ocasiones es posible inducirlos a que entren a formar parte del ciclo lítico, destruyendo así su célula hospedadora.

Vectores para Células animales

Para éstas se pueden utilizar dos grupos de vectores, virales y no virales. Los primeros incluyen todos aquellos que se han obtenido a partir de un virus tratando de eliminar sus características patológicas y de adaptarlos a su nueva función como transportadores de material genético heterólogo. Pretenden aprovechar la ventaja que aportan los virus como vectores naturales que han sufrido procesos de evolución complejos a lo largo de millones de años para optimizar la función de introductores de material genético en las células que invaden. Los vectores no virales siguen una estrategia de síntesis en lugar de modificación. Parten de estructuras sencillas conocidas e intentan reconstruir desde la base un sistema completamente artificial que posibilite el transporte efectivo de genes en el interior de la célula. Existen también vectores biológicos no virales (bacterianos) como portadores de genes terapéuticos, pero son los menos estudiados.

Métodos de transferencia.

Sonicación.

La sonicación es un método relativamente nuevo de transferencia de genes en protoplastos y en células intactas de vegetales. El mecanismo de acción de la sonicación se cree está sustentado en las características acústicas de las ondas sonoras, particularmente a bajas energías. Mediante sonicación se ha introducido de manera eficiente DNA plasmídico en protoplastos, lográndose una expresión transitoria de un gen. Aunque no se conoce el mecanismo preciso de permeabilización de la membrana inducido por la sonicación, el hecho de que pueda ser utilizada en ovocitos, células en suspensión y fragmentos de tejido, aunado a la sencillez del equipo requerido, hacen que esta técnica pueda tener potencial en el futuro en el área pecuaria. Sin embargo, los efectos de este proceso involucran la formación de radicales libres, daños en la pared celular, alteraciones en la permeabilidad de la membrana, y cambios de tipo fisiológico

Microinyección.

La técnica de transferencia de genes más utilizada en mamíferos y que ha sido más exitosa es la microinyección directa de “DNA desnudo” en los pronúcleos del óvulo recién fecundado, o en el citoplasma en el caso de vertebrados inferiores e invertebrados. Una vez realizada la microinyección, los óvulos se introducen en los oviductos de hembras receptoras en las que se han sincronizado las condiciones del oviducto mediante el apareamiento previo con un macho vasectomizado. Los ovocitos pueden tolerar la microinyección de genes y ser cultivados in vitro hasta un estado de desarrollo más avanzado (blastocisto). La principal ventaja de este método es la facilidad con que se aplica en una amplia variedad de especies, siendo los ratones los primeros organismos transgénicos obtenidos mediante este método.

El caso que más atención llamó a nivel mundial fue el de los ratones transgénicos gigantes generados al inyectar en el pronúcleo de un cigoto de ratón el gene de la rata que codifica para la hormona del crecimiento.

Electroporación

El uso de la electroporación llegó a ser muy popular en los años de la década de 1980, porque resultó ser una manera excepcionalmente práctica de introducir medicamentos, DNA u otras moléculas en las células. Al final de esa década, los científicos comenzaron a utilizar la electroporación para los usos en tejido fino multicelular. Los blastocistos incorporan eficientemente el DNA del medio si se les somete a electroporación. El propio proceso de aislamiento de blastocistos probablemente induce la formación de células competentes en el estado adecuado. Si se dispone de poblaciones de blastocistos que contengan células competentes, el DNA exógeno es integrado fácilmente vía recombinación no-homóloga. La investigación ha demostrado que la inducción de electroporos es afectada por factores importantes, tales como la variabilidad biológica que pudiera existir entre célula y célula, aunque los cambios tanto fenotípicos como genotípicos resultaran mínimos. Finalmente, tanto el voltaje, como el tiempo y el diámetro del poro, son también parámetros que se deben considerar al utilizar esta técnica para manipular cada uno de los diferentes tipos celulares, no sólo cuando se busca su aplicación con fines de transgénesis, sino en todas sus modalidades, pues a pesar de la poca explotación que tiene esta técnica, es una de las más socorridas en materia de aplicación.

Fibras

Recientemente se ha descrito un método de transferencia de DNA mediante fibras que actúan como micro agujas. Éste consiste en un bombardeo hacía los tejidos, células y órganos con partículas ya sean de oro o tungsteno cargadas o recubiertas con el DNA, mediante disparos de helio como si fuera una pistola dirigido hacia el blanco. El bombardeo del DNA se realiza y se obtiene la expresión transitoria del gene. Este proceso es más o comúnmente