7.23D: Expresión génica de mamíferos en bacterias
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La genética bacteriana puede manipularse para permitir sistemas de expresión génica de mamíferos establecidos en bacterias.
Objetivos de aprendizaje
- Describir la secuencia de eventos en un sistema de expresión genéticamente modificado
Puntos Clave
- Los métodos recientemente mejorados de síntesis química de ADN, combinados con la tecnología de ADN recombinante, permiten el diseño y la síntesis relativamente rápida de genes de tamaño modesta que pueden incorporarse en células procariotas para la expresión génica mediante ingeniería genética.
- La viabilidad de este enfoque general se demostró primero por la síntesis y expresión del péptido somatostatina de mamífero en Escherichia coli.
- La expresión génica de mamíferos se puede lograr en muchos huéspedes de expresión utilizando la maquinaria natural del huésped.
Términos Clave
- ribozima: Un fragmento de ARN que puede actuar como enzima.
- plásmido: Un círculo de ADN bicatenario que está separado de los cromosomas, el cual se encuentra en bacterias y protozoos.
La expresión génica es el proceso por el cual la información de un gen se utiliza en la síntesis de un producto génico funcional. Estos productos suelen ser proteínas y se producen después del proceso de traducción. Un sistema de expresión que se categoriza como un producto de ingeniería genética es un sistema diseñado específicamente para la producción de un producto génico de elección. Esta es normalmente una proteína, aunque también puede ser ARN, como ARNt o una ribozima.
El sistema de expresión modificado por ingeniería genética contiene la secuencia de ADN apropiada para el gen de elección que se diseña en un plásmido que se introduce en un huésped bacteriano. La maquinaria molecular que se requiere para transcribir el ADN se deriva de la maquinaria innata y natural en el huésped. Luego, el ADN se transcribe en ARNm y luego se traduce en productos proteicos.
En un sistema de ingeniería genética, todo este proceso de expresión génica puede inducirse dependiendo del plásmido utilizado. En el sentido más amplio, la expresión génica de mamíferos incluye todas las células vivas pero el término se usa más normalmente para referirse a la expresión como una herramienta de laboratorio. Por lo tanto, un sistema de expresión suele ser artificial de alguna manera. Los virus y las bacterias son un excelente ejemplo de sistemas de expresión.
Los sistemas de expresión más antiguos y más utilizados son los basados en células. La expresión a menudo se realiza a un nivel muy alto y por lo tanto se denomina sobreexpresión. Hay muchas maneras de introducir ADN extraño en una célula para su expresión, y hay muchas células hospedantes diferentes que pueden usarse para la expresión. Cada sistema de expresión también tiene distintas ventajas y pasivos.
Los sistemas de expresión son referidos normalmente por el huésped y la fuente de ADN o el mecanismo de suministro para el material genético. Por ejemplo, los hospedadores bacterianos comunes son E. coli y B. subtilis. Con E. coli, el ADN se introduce normalmente en un vector de expresión plasmídico. Las técnicas de sobreexpresión en E. coli funcionan aumentando el número de copias del gen o aumentando la fuerza de unión de la región promotora para ayudar a la transcripción.
