7.14A: Poner ADN extraño en células

Los métodos utilizados para introducir ADN en las células son variados (por ejemplo, transformación, transducción, transfección y electroporación).

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

Describir los métodos de introducción de ADN extraño en las células

Claves para llevar

Puntos Clave

• Cuando los microorganismos son capaces de tomar y replicar ADN de su entorno local, el proceso se denomina transformación.
• En el cultivo de células de mamíferos, el proceso análogo de introducción de ADN en las células se denomina comúnmente transfección.
• La electroporación utiliza pulsos eléctricos de alto voltaje para translocar el ADN a través de la membrana celular (y la pared celular, si está presente).

Términos Clave

• transformación: La alteración de una célula bacteriana causada por la transferencia de ADN de otra, especialmente si es patógena.
• microorganismos: Un microorganismo o microbio es un organismo microscópico que comprende una sola célula (unicelular), grupos celulares o organismos multicelulares relativamente complejos.

La mezcla de ADN, previamente manipulada in vitro, se mueve de nuevo a una célula viva, denominada organismo huésped. Los métodos utilizados para introducir ADN en las células son variados, y el nombre aplicado a esta etapa en el proceso de clonación molecular a menudo dependerá del método experimental que se elija (por ejemplo, transformación, transducción, transfección, electroporación).

Cuando los microorganismos son capaces de tomar y replicar ADN de su entorno local, el proceso se denomina transformación, y se dice que las células que se encuentran en un estado fisiológico tal que pueden tomar ADN, son competentes. En el cultivo de células de mamíferos, el proceso análogo de introducción de ADN en las células se denomina comúnmente transfección. Tanto la transformación como la transfección suelen requerir la preparación de las células a través de un régimen de crecimiento especial y un proceso de tratamiento químico que variará con las especies específicas y tipos de células que se utilicen.

La electroporación utiliza pulsos eléctricos de alto voltaje para translocar el ADN a través de la membrana celular (y la pared celular, si está presente). Por el contrario, la transducción implica el empaquetamiento de ADN en partículas derivadas de virus, y el uso de estas partículas similares a virus para introducir el ADN encapsulado en la célula a través de un proceso que se asemeja a la infección viral. Aunque la electroporación y transducción son métodos altamente especializados, pueden ser los métodos más eficientes para trasladar el ADN a las células.

Figura: Electroporación: Diagrama de los componentes principales de un electroporador con cubetas cargadas.

Cualquiera que sea el método que se utilice, la introducción de ADN recombinante en el organismo huésped elegido suele ser un proceso de baja eficiencia; es decir, solo una pequeña fracción de las células realmente ocupará ADN. Los científicos experimentales abordan este tema a través de un paso de selección genética artificial, en el que las células que no han captado el ADN se matan selectivamente, y solo aquellas células que pueden replicar activamente el ADN que contiene el gen marcador seleccionable codificado por el vector son capaces de sobrevivir.

Cuando se utilizan células bacterianas como organismos hospedadores, el marcador seleccionable suele ser un gen que confiere resistencia a un antibiótico que de otro modo mataría las células, típicamente ampicilina. Las células que albergan el vector sobrevivirán cuando se expongan al antibiótico, mientras que las que no hayan podido tomar secuencias vectoriales morirán. Cuando se usan células de mamífero (por ejemplo, células humanas o de ratón), se usa una estrategia similar, excepto que el gen marcador (en este caso normalmente codificado como parte del casete KanMX) confiere resistencia al antibiótico Geneticina.