Language
Country/Area
No result found
Misteriosa tecnología de inserción genética: ¿cómo modifican los científicos con precisión el ADN?
El desarrollo de la tecnología de ingeniería genética ha hecho posible modificar los genomas de animales y plantas, permitiendo a los científicos insertar, eliminar y cambiar genes de diversas maneras. Detrás de esta capacidad hay años de investigación sobre la función de los genes y su manipulación. Con el rápido desarrollo de la tecnología genética, los científicos pueden realizar operaciones de modificación con precisión, lo que abre un espacio de imaginación ilimitado para el futuro desarrollo científico y agrícola.
La creación de un organismo transgénico o editado requiere la ejecución cuidadosa de múltiples pasos, desde la selección del gen hasta su aislamiento e incorporación a un vector adecuado, que luego se utiliza para insertar el gen en el genoma del huésped.
La ingeniería genética se basa en varios descubrimientos científicos, incluidas las enzimas de restricción, las ligasas de ADN y el desarrollo de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y las tecnologías de secuenciación. Estas herramientas permiten manipular los genes no sólo de forma eficiente sino también con precisión. En comparación con la antigua tecnología de inserción aleatoria, la tecnología moderna puede localizar con mayor precisión el punto de inserción y reducir los efectos secundarios innecesarios.
Tradicionalmente, los científicos han recurrido a técnicas como las endonucleasas meióticas y las nucleasas de dedos de zinc, que hacen que el proceso de inserción genética sea complejo y difícil de controlar. Desde 2009, la precisión que ofrecen los sistemas Cas9 basados en TALEN y CRISPR ha mejorado enormemente todo esto, aumentando significativamente la precisión y la eficiencia de la edición genética.
Historia de la ingeniería genéticaLa manipulación humana de los genes se remonta a la selección artificial en la agricultura antigua. Ya en el año 12.000 a. C., la gente utilizaba la selección artificial para impulsar cambios genéticos en plantas y animales. Con el tiempo, nuestra comprensión de cómo funcionan los genes ha evolucionado, incluido el trabajo temprano de las leyes de la herencia de Mendel y el descubrimiento histórico en 1944 del ADN como material genético.
Los primeros resultados experimentales publicados de Mendel se remontan a 1865 y revelaron las leyes de la herencia genética e iniciaron la era de la genética moderna.
Los avances científicos y tecnológicos del siglo XX impulsaron aún más el desarrollo de la genética. Por ejemplo, el descubrimiento de las endonucleasas de restricción y las ligasas de ADN allanó el camino para la tecnología del ADN recombinante, que no solo puede unir genes, sino también formar nuevas combinaciones de genes. . Más tarde, Kary Mullis desarrolló la tecnología PCR en 1983, que permitió a los científicos amplificar de forma rápida y eficiente fragmentos de ADN específicos y analizarlos y modificarlos posteriormente.
Seleccionar gen objetivo
Antes de realizar la edición genética, primero es necesario determinar el gen objetivo que se insertará. Este proceso suele estar impulsado por las necesidades específicas de los científicos respecto de los organismos objetivo. Esto puede involucrar sólo uno o dos genes, o una vía biosintética más compleja. Una vez identificados los genes, los científicos pueden insertar genes de diferentes organismos en bacterias para su almacenamiento y modificación.
Los investigadores identifican los mejores genes candidatos a través de la selección y comparación de genes, lo que promueve el análisis y la extracción de genes, proporcionando así apoyo para experimentos posteriores.
Por ejemplo, para organismos que normalmente no son propensos a la mutación, los científicos podrían seleccionar individuos que hayan mutado naturalmente para explorarlos más de cerca. La selección de genes objetivo permitirá determinar además su similitud con genes conocidos en función de sus funciones, seleccionando así los genes que se insertarán. Con los avances en genómica, los microarrays y la secuenciación del genoma han hecho que la detección sea significativamente más eficiente y sencilla.
Tecnología de manipulación genética
Todo proceso de ingeniería genética implica una modificación precisa del ADN. En primer lugar, los científicos necesitan extraer ADN de las células, un proceso que generalmente se basa en métodos químicos para romper las células y separar el ADN de otros componentes celulares utilizando métodos como la centrifugación. Después de la extracción, es necesario separar el gen objetivo, generalmente cortándolo paso a paso en pequeños fragmentos con la ayuda de endonucleasas de restricción.
En la extracción y modificación de genes, los investigadores utilizan enzimas como la ARNasa para realizar operaciones continuas y precisas para garantizar que los fragmentos de ADN obtenidos estén completos e intactos, y luego realizan múltiples pruebas de detección y clonación.
En este proceso, para permitir que el gen insertado se exprese eficazmente, generalmente es necesario agregar regiones promotoras y terminadoras al gen construido. Estos elementos adicionales ayudan a regular cómo se expresan los genes y cómo funcionan. Una vez construido el gen, debe insertarse en el genoma del huésped, un proceso que se lleva a cabo utilizando diferentes técnicas, dependiendo del organismo al que se dirige.
Perspectivas de futuro
El desarrollo en el campo de la ingeniería genética ha abierto un nuevo capítulo en la biotecnología. Desde las plantas transgénicas hasta el establecimiento de modelos animales, la tecnología de edición genética se ha utilizado ampliamente en muchos campos, como la agricultura, la medicina y la ciencia ambiental. A medida que la tecnología mejora, ¿podemos esperar ver nuevos avances en ingeniería genética en el futuro?
