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12: Aplicaciones modernas de la genética microbiana

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    La identificación de Watson y Crick de la estructura del ADN en 1953 fue el evento seminal en el campo de la ingeniería genética. Desde la década de 1970, ha habido una verdadera explosión en la capacidad de los científicos para manipular el ADN de formas que han revolucionado los campos de la biología, la medicina, el diagnóstico, la ciencia forense y la fabricación industrial. Muchas de las herramientas moleculares descubiertas en las últimas décadas se han producido utilizando microbios procariotas. En este capítulo, exploraremos algunas de esas herramientas, especialmente en lo que se refiere a aplicaciones en medicina y atención de la salud.

    Como ejemplo, el termociclador de la Figura\(\PageIndex{1}\) se utiliza para realizar una técnica de diagnóstico llamada reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que se basa en enzimas ADN polimerasa de bacterias termófilas. Otras herramientas moleculares, como las enzimas de restricción y los plásmidos obtenidos de microorganismos, permiten a los científicos insertar genes de humanos u otros organismos en microorganismos. Luego, los microorganismos se cultivan a escala industrial para sintetizar productos como insulina, vacunas y polímeros biodegradables. Estas son solo algunas de las numerosas aplicaciones de la genética microbiana que exploraremos en este capítulo.

    Una fotografía de un termociclador; una máquina de escritorio con un elemento calefactor y pantalla de temperatura. Una micrografía de células ovales; la mayoría son claras pero algunas son anaranjadas.
    Figura\(\PageIndex{1}\): Se utiliza un termociclador (izquierda) durante una reacción en cadena de la polimerasa (PCR). La PCR amplifica el número de copias de ADN y puede ayudar en el diagnóstico de infecciones causadas por microbios que son difíciles de cultivar, como Chlamydia trachomatis (derecha). C. trachomatis causa clamidia, la enfermedad de transmisión sexual más común en Estados Unidos, y tracoma, la principal causa mundial de ceguera prevenible. (derecho de crédito: modificación del trabajo por parte de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades)

    • 12.1: Los microbios y las herramientas de la ingeniería genética
      La ciencia del uso de los sistemas vivos para beneficiar a la humanidad se llama biotecnología. Técnicamente hablando, la domesticación de plantas y animales a través de prácticas agrícolas y reproductivas es un tipo de biotecnología. Sin embargo, en un sentido contemporáneo, asociamos la biotecnología con la alteración directa de la genética de un organismo para lograr rasgos deseables a través del proceso de ingeniería genética.
    • 12.2: Visualizar y caracterizar el ADN
      Encontrar un gen de interés dentro de una muestra requiere el uso de una sonda de ADN monocatenario marcada con una baliza molecular (típicamente radiactividad o fluorescencia) que pueda hibridarse con un ácido nucleico monocatenario complementario en la muestra. La electroforesis en gel de agarosa permite la separación de moléculas de ADN en función del tamaño. El análisis de polimorfismo de longitud de fragmentos de restricción (RFLP) permite la visualización por electroforesis en gel de agarosa de distintas variantes de una secuencia de ADN.
    • 12.3: Métodos del genoma completo y aplicaciones industriales
      Los avances en la biología molecular han llevado a la creación de campos de la ciencia completamente nuevos. Entre estos se encuentran campos que estudian aspectos de genomas completos, denominados colectivamente métodos de genoma completo. En esta sección, proporcionaremos una breve descripción de los campos del genoma completo de la genómica, la transcriptómica y la proteómica.
    • 12.4: Ingeniería Genética - Riesgos, Beneficios y Percepciones
      Muchos tipos de ingeniería genética han arrojado claros beneficios con pocos riesgos aparentes. Sin embargo, muchas aplicaciones emergentes de la ingeniería genética son mucho más polémicas, a menudo porque sus beneficios potenciales se enfrentan a riesgos significativos, reales o percibidos. Este es ciertamente el caso de la terapia génica, una aplicación clínica de la ingeniería genética que algún día puede proporcionar una cura para muchas enfermedades pero que sigue siendo en gran parte un enfoque experimental para el tratamiento.
    • 12.E: Aplicaciones Modernas de la Genética Microbiana (Ejercicios)

    Miniaturas: Un grupo de peces fluorescentes GloFish genéticamente modificados. (www.glofish.com).

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