L’any 1973 Stanley cohen i Herbert Boyer van realitzar les primeres experiències que permetien la recombinació de l’ADN, també conegudes com ingenieria genètica.Es coneix com a enginyeria genètica el conjunt de tècniques que permeten introduir gens d’un individu en un altre, tot i pertànyer a espècies diferents. Per tant, possibiliten modificar les característiques hereditàries d’un organisme en un sentit, prèviament, predeterminat. Això ha estat possibble una vegada s’ha conegut l’estrucura molecular de l’ADN i els mecanismes de duplicació, transcripció, traducció a proteïnes i les tècniques que permeten identificar seqüències de nucleòtids i la seva transferència d’unes cèl·lules a unes altres.
Aquest tipus de biotecnologia s’ha aplicat en:
- En la producció de medicaments
- Elaboració d’aliments.
- La millora d’espècies de conrreu i animals.
- L’eliminació de substàncies contaminants i el tractament de residus.
- En la teràpia gènica.
Però en què consisteix aquesta tecnologia?
Com deia consisteix en inserir fragments d’ADN, corresponent a un gen determinat que en interessi clonar, en un microorganisme ( normalment solen ser bacteris o virus, encara que es poden fer servir cèl·lules animals i vegetals ). Per aconseguir aquest fet, es necessari un seguit de processos bioquímics que ens permetran, reconèixer, tallar, aïllar i inserir el gen d’interès en la cèl·lula hoste corresponent. L’ADN resultant rep el nom d’ADN recombinant i l’organisme que conté aquest tipus d’ADN organisme transgènic.
Un exemple d’aplicació de l’enginyeria genètica és la producció d’insulina humana o l’hormona de creixement ( somatotropina ) en grans quantitats. Veiem-ho:
En primer lloc el gen o fragment d’ADN que interessa ha de ser identificat, aquesta acció la porten a terme els anomenats enzims de restricció. Aquests són capaços de reconèixer seqüències concretes d’ADN ( no més de 8 nucleòtids) i tallar la cadena de forma precisa. Actuen, per dir-ho d’alguna forma, com “tisores moleculars”.
Esquema d’actuació dels enzims de restricció
Com els enzims de restricció reconeixen una seqüència específica de nucleòtids i tallen en aquest punt cadascuna de les cadenes d’ADN, faran el mateix en l’ADN on es vulgui inserir el gen que ens interessa clonar i deixaran, en ambdos casos, els extrems cohesius que seran complementaris, i per tant, permetran la unió dels fragments d’ADN recombinant. Aquests últim pas és possible gràcies als ADN-ligases, enzims que actuem com a cola i permeten la unió dels diferents fragments d’ADN.
Exemple en la producció d’insulina
- El primer pas és identificar el gen de la insulina mitjançant els enzims de restricció que, a més, tallaran les seqüències concretes de nucleòtids.
- El fragment d’ADN corresponen al gen de la insulina s’introdueix en un bacteri, però es fa gràcies als vectors de clonació com ara un plasmidi que s’extreu sense complicacions de l’interior del bacteri i que acturà com un transportador del gen de la insulina. Els plasmidis són molècules d’ADN circular amb capacitat de duplicar-se independenment del material genètic bacterià.
- Els enzims de restricció tallen el plasmidi i deixen lliures els extrems cohesius, punts per on s’inserirà el gen d’insulina i on trobem nucleòtids complementaris entre sí
- Les ADN-ligases acabaran unint els extrems cohesius dels dos tipus d’ADN ( gen de la insulina i plasmidi ).
- Després el plasmidi s’introdueix en l’interior del bacteri, el qual en condicions òptimes es dividirà. Tots els nous bacteris crearan insulina, ja que tots en tindran el gen.
- Llavors només caldrà prurificar-la. Cada bacteri s’haurà comportat com una fàbrica d’insulina.
- Aquest procés permet obtenir tantes còpies com calgui del gen en qüestió, parlem de clonació
[kml_flashembed movie="http://www.youtube.com/v/MIDfKM7tJi4" width="425" height="350" wmode="transparent" /]
