LA NATURALEZA DEL G !N
a otro, sino también efectuar cambios considerables en otras
partes del cromosoma, como sucede en la duplicación gónica. Por lo común, los transposones se transfieren en forma
de tiras circulares de DNA y pued en producir la enzima que
les permite introducirse en el nuevo sitio cromosómico. En
un capítulo posterior se estudiarán las alteraciones del mensaje genético atribuibles a cambios en el cromosoma.
Los agentes que provocan mutaciones se llaman
mutégenos. Entre los mutágenos más poderosos se encuentran diversas sustancias químicas y las radiaciones
ionizantes: los rayos X y los rayos cósmicos; los rayos alfa, beta y gamma, que son radiaciones ionizantes emitidas por una variedad de elementos radiactivos; y la luz
ultravioleta, que a pesar de ser una radiación de alta
energía no lo es en grado suficiente para quitarle electrones a un átomo.
7.7
INGENIERÍA GENÉTICA
La Ingeniería genética es un extenso conjunto de procedimientos que permiten alterar intencionalmente el aparato de información genética. El biólogo se convierte en
ingeniero y reconstruye la molécula de DNA o el genoma
(conjunto génico total) entero con el fin de aliviar enfermedades genéticas específicas o de lograr un avance en
el conocimiento que se tiene acerca del aparato genético.
Las técnicas del DNA recombinante (empalme de
genes) son los ejemplos más conocidos de ingeniería genética. Con esas técnicas, el DNA de un organismo exótico es introducido en un genoma dado, por lo regular de
una especie totalmente diferente. El resultado es un nuevo genoma híbrido, de modo que las características del
organismo donador se manifiestan en el receptor.
EJEMPLO 4 La introducción del gen de la insulina humana en organismos bacterianos es un ejemplo de este procedimiento. En cierto sentido, las bacterias resultantes son
parcialmente humanas porque pueden sintetizar una proteína del ser humano. Dado que las bacterias se dividen cada
20 min aproximadamente, es posible cultivar miles de millones de ellas y luego extraer la insulina que sintetizaron.
También se Introdujeron en bacterias los genes humanos de
la hormona del crecimiento y del interferón (una proteína animal que inhibe los virus).
En los estudios sobre el DNA recombinante, los
principales instrumentos son las enzimas restrictivas (endonucleasas), los plasmidios y los virus. Las enzimas
restrictivas fueron aisladas al mismo tiempo que se descubrieron los retrovirus. Dichas enzimas íuncionan a modo de tijeras y permiten cortar el DNA en regiones
precisas. El plasmidio es un pequeño fragmento circular
de DNA localizado afuera del cromosoma de las bacte-
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rias y de algunas levaduras. Puede contener uno, varios
o muchos genes. En algunas bacterias el plasmidio contiene genes que dan al organismo resistencia contra diversos tipos de antibióticos.
En una técnica de recombinación, el DNA exótico
se incuba junto con plasmidios que fueron abiertos mediante el uso de enzimas restrictivas. Esas enzimas producen en los plasmidios "extremos pegajosos" que
permiten el fácil reemsamblaje de las cadenas de DNA.
El DNA exótico se incorpora a los plasmidios, que luego
se cierran y son introducidos en las bacterias receptoras.
Cuando estas bacterias se dividen, el plasmidio se replica y pasa a las células hijas.
Otra técnica para introducir DNA exótico en una
bacteria se basa en el empleo de partículas virales como
vector. El DNA viral es incubado con fragmentos de DNA
exótico para que estos últimos se incorporen al genoma
del virus. Luego, el virus invade una célula bacteriana e
integra su genoma, que ahora consta del DNA viral
y el exótico, al genoma de la bacteria. Esta técnica es básicamente una transducclón, fenómeno descrito en
1952 y usado para demostrar la función rectora del DNA
dentro de la célula.
Mediante la ingeniería genética se han logrado alteraciones que abarcan el genoma entero al fusionar los
núcleos de especies diferentes. Por lo general, cuando
esto sucede los cromosomas de una especie siguen funcionales y los de la otra tienden a degradarse. Empero,
algunos de los cromosomas de la segunda especie pueden seguir funcionando dentro del núcleo híbrido. Estos
experimentos son muy útiles para delinear las funciones
específicas de los genes en los pocos cromosomas de la
segunda especie que permanecen funcionales.
La clonación es una técnica en la que se producen
muchas copias de un solo gen, cromosoma o individuo.
El terminó clona proviene de una raíz griega que significa
"retoño". Para la clonación de individuos enteros se utilizan tejidos no reproductivos; esto significa que no hay recombinación sexual. A finales de la década de 1950,
Fred Steward logró clonar zanahorias. Este científico usó
células completamente diferenciadas provenientes del
tejido vascular de la planta, las cuales en circunstancias
ordinarias no tienen la capacidad de producir un nuevo
organismo. Por manipulación del medio en el que fueron
cultivadas, el grupo de Steward "engañó" a esas células
maduras y logró que retornaran al estado embrionario, en
el cual sí podían generar todos los componentes de una
nueva zanahoria. En el caso de los vertebrados ya se logró la clonación de ranas, pero sólo por implantación del
núcleo de células maduras en óvulos a los que se había
extirpado previamente el núcleo. La clona se desarrolla
formando una rana con todas las características del organismo del que se tomó el núcleo trasplantado. Según parece, la única función de citoplasma ovular es servir
como un ambiente hospitalario para el crecimiento y el