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Articulo de referencia

ADN exógeno

Hebras de ADN exógeno (en rojo y verde) mostradas dentro del núcleo de una célula. El ADN exógeno es ADN que se origina fuera del organismo de interés o estudio. [ 1 ] El ADN ex...

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Hebras de ADN exógeno (en rojo y verde) mostradas dentro del núcleo de una célula.

El ADN exógeno es ADN que se origina fuera del organismo de interés o estudio. [ 1 ] El ADN exógeno puede encontrarse de forma natural en forma de fragmentos parcialmente degradados que quedan de células muertas. Estos fragmentos de ADN pueden integrarse en los cromosomas de células bacterianas cercanas para sufrir mutagénesis . [ 2 ] Este proceso de alteración de bacterias se conoce como transformación . [ 3 ] Las bacterias también pueden sufrir transformación artificial mediante procesos químicos y biológicos. La introducción de ADN exógeno en células eucariotas se conoce como transfección . [ 4 ] El ADN exógeno también puede insertarse artificialmente en el genoma, lo que revolucionó el proceso de modificación genética en animales. Al microinyectar un transgén artificial en el núcleo de un embrión animal, se permite que el ADN exógeno se fusione con el ADN existente de la célula para crear un animal transgénico genéticamente modificado. [ 5 ] La creación de animales transgénicos también conduce al estudio de la alteración de las células espermáticas con ADN exógeno. [ 6 ]

Historia

En 1928, el bacteriólogo Fredrick Griffith observó ADN exógeno junto con la transformación bacteriana en la especie Streptococcus pneumoniae . [ 7 ] [ 3 ] En pruebas posteriores, el médico Oswald Avery pudo aislar y confirmar que el ADN utilizado en el experimento se originó fuera de la célula y se integró en el genoma celular. Experimentos repetidos demostraron que la integración de ADN exógeno era posible en otras especies de bacterias, lo que impulsó la extensión de los estudios a células de mamíferos. [ 3 ] La tecnología para la inyección de ADN exógeno en organismos fue descubierta por Lin en 1966. Pudo usar una aguja de vidrio fina para insertar ADN producido en laboratorio en cigotos de ratón sin romper sus núcleos. En 1976, Jaenisch realizó la primera administración exitosa de ADN exógeno en ratones utilizando el virus de la leucemia de Moloney. [ 5 ]

Aplicaciones

Transformación

La integración de ADN exógeno con el genoma de una célula se llama transformación ( transfección en células animales). [ 3 ] [ 8 ] La transformación es un proceso natural en bacterias. Para incorporar con éxito ADN exógeno, las bacterias necesitan estar en un estado de competencia . Algunas bacterias son naturalmente competentes, pero generalmente solo por un breve tiempo en una etapa determinada de su ciclo de crecimiento. [ 9 ] Las bacterias también pueden volverse competentes mediante diversos tratamientos químicos. Estos tratamientos suelen implicar hacer que la membrana celular objetivo sea más permeable para aceptar ADN exógeno, un ejemplo de ello es exponer las bacterias a una solución de iones de calcio o a una mezcla de polietilenglicol y dimetilsulfóxido . [ 10 ] Otro método de tratamiento es la utilización de electricidad ( electroporación o electrotransformación) para crear poros en la membrana celular por donde pueda entrar el ADN. Finalmente, se puede utilizar la transformación mediada por liposomas . Tanto la superficie celular como el ADN entrante tienen carga negativa, por lo que el ADN se recubre con lípidos. Al proteger el ADN y posiblemente fusionarse con los lípidos de la membrana, estos liposomas pueden facilitar la entrada del ADN. [ 8 ]

La transformación de bacterias, células vegetales y células animales tiene importantes funciones tanto en investigación como en el ámbito comercial. La introducción dirigida de ADN exógeno se utiliza para identificar genes, ya que el ADN introducido puede causar una mutación o alterar la expresión del gen diana, proporcionando una señal de identificación única. Esta tecnología, conocida como mutagénesis por inserción, suele emplear retrovirus como vectores para la introducción del ADN. Dicha mutagénesis por inserción se ha utilizado con frecuencia para identificar numerosos oncogenes en localizaciones específicas de células tumorales. [ 11 ]

Transfección

La transfección es el proceso de introducir ADN exógeno en células eucariotas. [ 12 ] Es un término más específico para células animales, ya que el proceso de carcinogénesis en estas células también se incluye en la definición de transformación. Típicamente, la transfección describe los cambios en el genoma de una célula debido a la introducción de ADN extraño. [ 4 ] Hay varias formas de realizar la transfección artificial. Los métodos químicos implican el uso de sustancias químicas como portadores para introducir ADN, como la precipitación con fosfato de calcio , la complejación con DEAE - dextrano y la transferencia de ADN mediada por lípidos. [ 13 ] Los métodos físicos utilizan técnicas como la electroporación , la microinyección y la compresión celular para aumentar la permeabilidad de la membrana celular para aceptar ADN. [ 14 ] Los métodos virales (o transducción ) utilizan virus recombinantes, manipulados en laboratorio, como vectores para alterar embriones y espermatozoides. [ 8 ]

Transgénesis

El uso de ADN exógeno para transformar células ha dado origen a la disciplina de la transgénesis : el uso de técnicas de ADN recombinante para introducir nuevas características en organismos, principalmente a través de transgenes. [ 15 ] Un transgén es un segmento de ADN introducido que se utiliza para codificar un gen en su animal huésped. [ 16 ] Los biólogos utilizan la transgénesis como herramienta para criar animales genéticamente modificados o transgénicos que ofrecen una amplia gama de usos. Estos incluyen el estudio de la genética del desarrollo, los procesos de enfermedades y la regulación génica . [ 17 ] Por ejemplo, los animales de granja transgénicos pueden producir productos farmacéuticos humanos junto con una mayor producción de leche o carne. Los tejidos y órganos de animales transgénicos también se pueden utilizar en transfusiones y trasplantes con una menor probabilidad de rechazo inmunitario. [ 18 ]

Células espermáticas

El uso de la transgénesis para modificar genéticamente animales ha dado lugar a una nueva rama de investigación que utiliza ADN exógeno para modificar los espermatozoides . Se ha demostrado que los espermatozoides epididimarios reaccionan a los ácidos nucleicos exógenos, lo que permite que el ADN se una reversiblemente a los espermatozoides mediante interacciones iónicas. [ 19 ] La capacidad de los espermatozoides para localizar e internalizar ADN exógeno se utilizó posteriormente para transferir genes extraños a un ovocito durante la fecundación y así crear animales transgénicos. [ 6 ] Sin embargo, una baja tasa de eficiencia dificulta esta técnica debido a la escasa captación de ADN exógeno por los espermatozoides, sumada a la baja tasa de fecundación del ovocito. [ 20 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ "Definición de ADN exógeno" . groups.molbiosci.northwestern.edu . Consultado el 20 de noviembre de 2021 .
  2. ↑ Hakansson, Anders P.; Marks, Laura R.; Roche-Hakansson, Hazeline (2015). "Transformación genética neumocócica durante la colonización y la formación de biopelículas". Streptococcus Pneumoniae . págs. 129–142 . doi : 10.1016/B978-0-12-410530-0.00007-7 . ISBN  978-0-12-410530-0.
  3. 1 2 3 4 Farley, George (mayo de 1969). Transformación de células de mamíferos por ADN exógeno (Tesis). págs. 3–8 . 
  4. 1 2 "Diccionario médico de Dorlands: transfección" . 13 de febrero de 2009. Archivado del original el 13 de febrero de 2009. Consultado el 20 de noviembre de 2021 .
  5. 1 2 Pritchett-Corning, Kathleen R.; Landel, Carlisle P. (2015). "Animales genéticamente modificados". Medicina de animales de laboratorio . págs. 1417–1440 . doi : 10.1016/B978-0-12-409527-4.00032-8 . ISBN  978-0-12-409527-4.
  6. 1 2 Lavitrano, Marialuisa; Giovanni, Roberto; Cerrito, María Grazia (2013). "Métodos para la transferencia de genes mediada por esperma". Espermatogénesis . Métodos en biología molecular. vol. 927. págs. 519– 529. doi : 10.1007/978-1-62703-038-0_44 . ISBN   978-1-62703-037-3. PMID 22992941 . 
  7. ↑ Griffith, Fred (enero de 1928). "La importancia de los tipos de neumococo" . Journal of Hygiene . 27 (2): 113– 159. doi : 10.1017/s0022172400031879 . PMC 2167760. PMID 20474956 .  
  8. 1 2 3 "Introducción a la transformación de células competentes - EE." . Thermo Fisher Scientific .
  9. ↑ Chen, Inês; Dubnau, David (marzo de 2004). "Captación de ADN durante la transformación bacteriana". Nature Reviews Microbiology . 2 (3): 241– 249. doi : 10.1038/nrmicro844 . PMID 15083159 . 
  10. ↑ Wertz, John E.; Low, K. Brooks (2017). "Genética microbiana (general) ☆". Reference Module in Biomedical Sciences . doi : 10.1016/B978-0-12-801238-3.99206-7 . ISBN 978-0-12-801238-3.
  11. ↑ Urén, AG; Kool, J; Berna, A; van Lohuizen, M (21 de noviembre de 2005). "Mutagénesis por inserción retroviral: pasado, presente y futuro". Oncogén . 24 (52): 7656– 7672. doi : 10.1038/sj.onc.1209043 . PMID 16299527 . 
  12. ↑ "Transfección" . Encabezamientos de Materia Médica . Biblioteca Nacional de Medicina . Consultado el 11 de julio de 2026 .
  13. ↑ Jordan, M.; Schallhorn, A.; Wurm, FM (febrero de 1996). "Transfección de células de mamíferos: optimización de parámetros críticos que afectan la formación de precipitado de fosfato de calcio" . Nucleic Acids Research . 24 (4): 596– 601. doi : 10.1093/nar/24.4.596 . PMC 145683. PMID 8604299 .  
  14. ↑ Sharei, Armon; Zoldan, Janet; Adamo, Andrea; Sim, Woo Young; Cho, Nahyun; Jackson, Emily; Mao, Shirley; Schneider, Sabine; Han, Min-Joon; Lytton-Jean, Abigail; Basto, Pamela A.; Jhunjhunwala, Siddharth; Lee, Jungmin; Heller, Daniel A.; Kang, Jeon Woong; Hartoularos, George C.; Kim, Kwang-Soo; Anderson, Daniel G.; Langer, Robert; Jensen, Klavs F. (5 de febrero de 2013). "Una plataforma microfluídica sin vectores para la administración intracelular" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 110 (6): 2082– 2087. Bibcode : 2013PNAS..110.2082S . doi : 10.1073/pnas.1218705110 . hdl : 1721.1/80382 . PMID 23341631 . 
  15. ↑ Blanco, Antonio; Blanco, Gustavo (2017). "La información genética (II)". Bioquímica médica . págs. 493–524 . doi : 10.1016/B978-0-12-803550-4.00022-7 . ISBN  978-0-12-803550-4La transgénesis se refiere al proceso de introducir un gen exógeno o modificado (transgén) en un organismo receptor de la misma especie o de una especie diferente a aquella de la que proviene el gen. El transgén se incorpora al genoma del organismo huésped y puede transmitirse a la descendencia.
  16. ↑ Costantini, F. (2001). «Animales transgénicos». Enciclopedia de genética de Brenner . págs. 117–123 . doi : 10.1016/B978-0-12-374984-0.01560-6 . ISBN  978-0-08-096156-9.
  17. ↑ De Windt, Leon J.; Doevendans, Pieter A.; Chien, Kenneth R. (1999). «Generación y clonación de animales genéticamente modificados». Bases moleculares de la enfermedad cardiovascular . págs. 49–71 . doi : 10.1016/B978-0-7216-9428-3.50009-3 . ISBN  978-0-72-169428-3.
  18. ↑ Costantini, F. (2001). «Animales transgénicos». Enciclopedia de genética de Brenner . págs. 117–123 . doi : 10.1016/B978-0-12-374984-0.01560-6 . ISBN  978-0-08-096156-9.
  19. ↑ Lavitrano, M.; French, D.; Zani, M.; Frati, L.; Spadafora, C. (marzo de 1992). "La interacción entre el ADN exógeno y las células espermáticas". Reproducción molecular y desarrollo . 31 (3): 161– 169. doi : 10.1002/mrd.1080310302 . PMID 1554501 . 
  20. ↑ García-Vázquez, Francisco Alberto; Ruíz, Salvador; Grullón, Luis Alberto; Ondiz, Aitor de; Gutiérrez-Adán, Alfonso; Gadea, Joaquín (diciembre de 2011). "Factores que afectan la transferencia de genes mediada por esperma porcino". Investigación en Ciencias Veterinarias . 91 (3): 446– 453. doi : 10.1016/j.rvsc.2010.09.015 . PMID 20980036 . 
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