G418

G418 ( nombre comercial genérico geneticina ) es un antibiótico aminoglucósido de estructura similar a la gentamicina B1 . Es producido por Micromonospora rhodorangea . ^{[ 1 ]} G418 bloquea la síntesis de polipéptidos al inhibir la etapa de elongación tanto en células procariotas como eucariotas . Generalmente se suministra como sal de sulfato o disulfato. ^{[ 1 ]}

El G418 se usa comúnmente en investigación de laboratorio para seleccionar células modificadas genéticamente. ^{[ 2 ]} La resistencia al G418 es conferida por una aminoglucósido-3'-fosfotransferasa (APH(3')). ^{[ 1 ]} En general, para bacterias y algas,  se usan concentraciones de 5 μg/mL o menos; para células de mamíferos,  se usan concentraciones de aproximadamente 400 μg/mL para la selección y 200  μg/mL para el mantenimiento. Sin embargo, la concentración óptima para la selección de clones resistentes en células de mamíferos depende de la línea celular utilizada, así como del plásmido que porta el gen de resistencia. Por lo tanto, se debe realizar una titulación de antibióticos para encontrar la mejor condición para cada sistema experimental. La titulación debe hacerse usando concentraciones de antibióticos que van desde 100  μg/mL hasta 1400  μg/mL. La selección de clones resistentes puede requerir de 1 a hasta 3 semanas.

El G418 se utiliza habitualmente como agente selectivo en cultivos celulares. Los investigadores pueden vincular el gen de resistencia selectiva neoR con su vector. Si el vector se introduce con éxito en las células, estas pueden volverse resistentes al G418. Tras el tratamiento con G418, las células sin el vector mueren, mientras que las células con el vector sobreviven. Este método puede ayudar a los investigadores a seleccionar las células con el vector. ^{[ 1 ] [ 3 ]}

Los aminoglucósidos previenen la síntesis de proteínas en las etapas iniciales de la elongación, post-iniciación e iniciación de la traducción. A diferencia de otros aminoglucósidos, el G418 es bastante activo contra el ribosoma eucariota. ^{[ 4 ]}

La resistencia a G418 es conferida por una aminoglucósido 3'-fosfotransferasa (APH(3')), que añade un grupo fosfato en la posición 3' para producir G418 3-fosfato, una sustancia con una capacidad de unión al ribosoma mucho menor. ^{[ 5 ]} Este gen se denomina generalmente neo o neoR en el contexto de la ingeniería genética. En este contexto se utilizan comúnmente dos versiones: APH(3')-II (específicamente IIa) del transposón Tn5 y APH(3')-I (Ia) de Tn903. La primera es la preferida por su robustez, pero el ADN derivado de bacterias contiene sitios de empalme crípticos. Una versión recodificada de APH(3')-II, denominada sneo , elimina estos sitios y realiza la optimización de codones para células de mamíferos. ^{[ 6 ]}

El G418 se produce mediante la fermentación de Micromonospora rhodorangea, seguida de su aislamiento. Esta bacteria produce muchos otros compuestos relacionados ( gentamicinas ) al mismo tiempo que produce G418. Las impurezas comunes del G418 incluyen las gentamicinas A, C1, C1a, C2, C2a y X2. ^{[ 7 ]}

La calidad del G418 como agente selectivo de laboratorio no se basa únicamente en su potencia, sino más bien en la selectividad definida por la curva de muerte celular entre las células sensibles (vírgenes) y las células resistentes (transfectadas). Un buen producto de G418 debería presentar una gran diferencia entre la LD/ED90 _de las células sensibles y las transfectadas. Las impurezas suelen ser más tóxicas para las células transfectadas que el propio G418; como consecuencia, reducen la selectividad. ^{[ 8 ]}