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¿Qué es la ingeniería genética?
¿Qué es la ingeniería genética? Es el proceso de alterar la composición genética de un organismo vivo, típicamente un animal, para crear un rasgo diferente. Hoy en día, la genética animal se usa ampliamente para la producción de alimentos, pero muchos investigadores están explorando nuevas formas de usar estas técnicas en la medicina humana. Con la terapia génica, los científicos podrían modificar el genoma humano para curar enfermedades causadas por pequeñas mutaciones en el ADN. De hecho, los investigadores usaron bacterias genéticamente modificadas para tratar la diabetes, creando un mayor suministro de insulina.
Principios de ingeniería genética.
Si está interesado en aprender sobre ingeniería genética, entonces ha venido al lugar correcto. Este libro explica cómo funciona la ingeniería genética y ofrece a los lectores los principios básicos para aplicar este conocimiento a varias aplicaciones. Cubre una variedad de temas, desde el control de la enfermedad genética hasta los alimentos modificadores, los alimentos animales y los reactivos de procesamiento de alimentos. Los principios de la ingeniería genética son un excelente imprimador para los estudiantes que estudian biotecnología y ciencias básicas y aplicadas.
Los principios de Mendels también se conocen como sus leyes. Mendel realizó experimentos de reproducción con plantas de guisantes y vio patrones de herencia en dos generaciones por año. Los genetistas actualmente llevan a cabo sus experimentos en especies que se reproducen rápidamente, como moscas de frutas y bacterias. Las moscas de la fruta se reproducen en 2 semanas, mientras que las bacterias se reproducen en tres a cinco horas. Estos factores hacen que la ingeniería genética sea tan efectiva que ha transformado la forma en que las personas se reproducen y viven.
La ingeniería genética es un proceso de alteración humana de un código genético de organismos. Se utiliza en la agricultura para producir plantas y animales genéticamente modificados. El proceso implica el uso de técnicas biológicas moleculares y la reproducción selectiva. Algunas aplicaciones principales de la ingeniería genética son producir proteínas deseadas, como antibióticos o modificar las propiedades biosintéticas de los organismos. La clonación es otro método, en el que el núcleo de una célula somática se transfiere a un óvulo.
Después de clonarse el ADN de las bacterias, las células están infectadas con virus u otro material genético. El ADN clonado se cultiva y se caracteriza. El producto deseado se produce luego por expresión del gen. Se pueden usar cuatro métodos para aislar los fragmentos de ADN deseados. Este método se puede repetir varias veces siempre que se seleccionen las secuencias de ADN deseadas. Se ha utilizado con éxito en la producción de organismos clonados para muchas aplicaciones.
El método más común es la inserción de genes de una sola copia, que tiene varias ventajas. Puede producir una expresión transgénica altamente reproducible. La transgénesis de la inserción aleatoria es otra opción, pero requiere una ruptura del cromosoma espontáneo. La inserción aleatoria de transgenes puede causar descansos cromosómicos, lo que lleva a interrupciones genéticas no intencionadas y efectos de posición. Pero, a pesar de sus beneficios, la inyección aleatoria de transgenes es una técnica adecuada
Otro enfoque para la edición de genes es un proceso llamado alelo condicional, en el que se modifica el gen para que pueda expresarse normalmente. En este método, se elimina un exón crítico flanqueado por LOXP, lo que conduce a un codón de terminación prematuro en la transcripción de ARNm, lo que resulta en una descomposición de sin sentido. Como resultado, el gen es incapaz de producir una proteína funcional. Además de esto, un ratón se humaniza por ingeniería de un alelo condicional.
La vía HDR permite la integración del material genético exógeno en el genoma. La vía HDR copia una plantilla durante la reparación del ADN, insertando secuencias genéticas modificadas en forma de donantes de ADN. Usando este método, los científicos pueden introducir mutaciones puntuales, anular la expresión génica o reemplazar los genes con otros nuevos. La vía HDR también permite la integración del material genético ectópico en el genoma sin interrumpir la función de las células huésped.
Principios de edición de genes.
La edición de genes y la ingeniería genética han revolucionado el campo de la biología. Si bien la mayoría de los métodos de edición del genoma afectan las células somáticas, no en las de la línea germinal, la técnica se puede usar en embriones humanos. En este método, el ADN sintético se introduce repetidamente en múltiples sitios específicos, lo que resulta en células con mutaciones. Estos métodos requieren experiencia extensa y largos procesos de validación. El proceso tiene el potencial de cambiar el tratamiento y la prevención de diversas enfermedades.
CRISPR-CAS9 es el método más común de edición de genes y se utiliza cada vez más en los laboratorios de investigación. Puede dirigirse a secuencias de ADN específicas y ha reemplazado las nucleasas de los dedos de zinc, las nucleasas efectores similares al activador de la transcripción y las meganucleasas. Las mejoras futuras en la edición de genes probablemente provendrán de mejorar la eficiencia de la reparación dirigida por homología. Aquí hay algunos consejos para la edición de genes y la ingeniería genética.
En el caso de una sola célula, es necesario aislamiento clonal para identificar una línea celular modificada. Sin embargo, existe una alta probabilidad de que el fenotipo de las células editadas sea diferente del original. Es necesario ajustar las condiciones de crecimiento de las células individuales para garantizar la viabilidad. La citometría de flujo también es necesaria para ayudar en el proceso de aislar células individuales. Si la célula no es viable, puede eliminarse o reemplazarse por un aislado clonal diferente.
Principios de la tecnología de ADN recombinante.
La tecnología de ADN recombinante implica el uso de ADN bacterianos recombinantes para producir genes humanos. La tecnología implica cuatro pasos distintos: clonar un gen, construir una molécula de ADN recombinante, transferir la molécula recombinante a un huésped y transcribir el gen insertado. Estos pasos proporcionan la información fundamental requerida para crear organismos diseñados por genes.
La técnica de ADN recombinante utiliza una molécula de ADN artificial llamada vector de clonación, que se introduce en la célula huésped de elección. Luego se elige la célula huésped seleccionando células bacterianas que pueden absorber el ADNr. En este proceso, el gen deseado se inserta en una célula bacteriana deficiente en genes. Esta técnica a menudo se usa para producir animales transgénicos, como los embriones humanos.
Los principios de la tecnología de ADN recombinante se han convertido en una herramienta esencial en el campo de la biología y han allanado el camino para el desarrollo de muchos productos terapéuticos. La tecnología de ADN recombinante implica insertar fragmentos de ADN en una célula bacteriana o levadura. La bacteria o la levadura copia el ADN, lo que resulta en un gen recombinante. La tecnología de ADN recombinante ha permitido a los científicos producir proteínas importantes que tienen aplicaciones médicas, incluida la insulina y la hormona del crecimiento.
El proceso de creación de ADN recombinante se desarrolló por primera vez en 1953, pero los científicos tardaron más de dos décadas en crear una célula bacteriana recombinante exitosa. Los plásmidos son pequeñas piezas móviles de ADN que se replican independientemente del ADN cromosómico de una bacteria huésped. Al introducir estos plásmidos, la bacteria del huésped puede adquirir nuevos genes y realizar nuevas funciones.
