Transgénesis

Definicion: 

  Conjunto de procesos que permiten la transferencia de un gen (que se convierte transgén) a un organismo receptor (llamado transgénico), que generalmente puede transmitirlo a su descendencia. Esta técnica permite la asociación de genes que no existe en la naturaleza, saltándose las barreras entre especies y entre reinos.

¿ En que consiste la Transgénesis ?

  La transgénesis consiste en la introducción de un gen o genes de interés, previamente aislado y caracterizado, a una planta, animal o microorganismo, mediante técnicas de ADN recombinante para expresar una característica nueva o novedosa que normalmente no se encuentra en la especie de interés. El gen introducido es un segmento de ADN quimérico compuesto por una secuencia promotora que conduce la expresión, una secuencia codificadora que contiene la información nucleótidos necesaria para producir una proteína y una secuencia terminadora que es la señal hasta donde llega la acción de expresión. Este gen construido en el laboratorio es denominado TRANSGEN y una vez introducido y expresado en un organismo, el organismo que lo contiene constituye un organismo transgénico. La transgénesis es una forma de modificación genética que se hace en el laboratorio. Aunque se utiliza la denominación de organismo genéticamente modificados, para referirse a los transgénicos, es imperativo aclarar, que este concepto en realidad hace referencia a modificaciones que ocurren por mutaciones, inducidas, espontáneas, por cruces naturales y por cruces dirigidos. En síntesis la transgénesis es una forma de transferencia de genes de un organismo a otro, por medio de técnicas de laboratorio, haciendo uso de las ventajas de la biología celular y la genética molecular.

 Metodos :

1. Transgénesis por microinyección de zigotos

1. Desde que en 1982 se obtuviera un ratón transgénico, la producción de animales transgénicas es cada vez más cotidiana, existiendo ya animales transgénicos de las siguientes especies: ratón, rata, conejo, cerdo, vaca, cabra y oveja.
   La técnica se realiza, fundamentalmente por microinyección y se realiza de la siguiente forma:
   
   • En la primera fase, se aislan un número grande de óvulos fertilizados. Se consigue sometiendo a las hembras a un tratamiento hormonal para provocar una superovulación.
     La fertilización puede hacerse in vitro o in vivo.
   • En la segunda fase, los zigotos obtenidos se manipulan uno a uno y con una micropipeta a modo de aguja, se introduce una solución que contiene ADN.
   • En la tercera fase, estos óvulos son reimplantados en hembras que actuarán como nodrizas permitiendo la gestación hasta término.
   Por último, tras el destete de los recién nacidos, éstos se chequean, para ver si ha ocurrido la incorporación del transgén.

1. Transgénesis por manipulación de células embrionarias.

1. Una estrategia más poderosa para la transgénesis implica la introducción de ADN extraño en células embrionarias totipotentes(células ES) o células embrionarias madres (células EM).
   Estas células se toman del interior de la blástula en desarrollo y se pasan a un medio donde se tratan con distintos productos con lo que se conseguirá que las células no se diferencien, y se mantiene su estado embrionario.
   
   
   
   El ADN extraño se introduce en las células ES mediante diversas técnicas,posteriormente las células transfectadas son reintroducidas en una blástula y ésta reimplantada en una hembra.
   Con esta técnica los neonatos son quimeras ; pero mediante el cruce de éstas se consiguen animales transgénicos con aquellas quimeras que hayan incorporado el transgén en su linea germinal.

¿Donde se aplica la transgenesis?

  la transgenesis hasta la actualidad se aplica en animales y plantas, cabe a destacar que estas dos son las mas conocidas, hay que tomar en cuenta que no se aplica en humanos, la razón de que no aplique es que no se han echo experimentos en los humanos, a continuación se explicara acerca de las aplicaciones:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   

1-Transgenesis en plantas:                                                                                                               Ejemplo

   En plantas, la transgénesis se da mediante la introducción de un transgen que hace parte de un constructor génico denominado vector. Este proceso ocurre mediante la transferencia de ADN de manera directa o indirecta utilizando varias metodologías. La introducción de ADN directo o desnudo se puede hacer por microinyección, electroporación, polietilenglicol, wiskers o agujas plásticas y por bombardeo de micro partículas. La otra forma general de introducción de ADN es la indirecta, en la que el vector que contiene el transgen o gen quimérico, se introduce en una cepa de Agrobacterium tumefasciens. Esta es una bacteria del suelo que tiene la capacidad de transferir, de forma natural un segmento de ADN denominado ADN de transferencia o T-DNA, a las plantas que produce una enfermedad denominada agalla de la corona. Esta capacidad fue explotada en el laboratorio para transferir segmentos de ADN o genes benéficos.

 La razón de aplicarlo en plantas es para conseguir un producto de cultivo, es decir, las empresas hacen este proceso para modificar su producto ya sea para conseguir un mejor sabor, que sea un producto mas duradero  y que este tenga un  " repelente " contra bacterias.

2-Transgenesis en animales:  

Los tres métodos principales empleados en la creación de animales transgénicos son las microinyecciones de ADN, la transferencia o eliminación de genes mediante manipulación de células madre embrionarias y la transferencia de genes mediante vectores virales. Un transgén es el fragmento de ADN manipulado que se desea introducir en el genoma del animal. El transgén debe contener, además del gen que se desee insertar, ADN adicional por delante (secuencia promotora) y por detrás (poli-A) en las hebras constituidas por los sucesivos pares de bases. Este ADN adicional es el que garantiza el engarce de las hebras en el genoma del animal receptor.

Microinyección de ADN

Se trata de la microinyección directa de un gen determinado o de una combinación de genes de un miembro de la misma o de distinta especie, en el pronúcleo de un óvulo fecundado in vitro. El ADN introducido puede dar lugar a la expresión exagerada o muy escasa de ciertos genes o a la manifestación de genes completamente nuevos en las especies animales.
Una vez realizada la microinyección, los óvulos se introducen en los oviductos de madres adoptivas en las que se han inducido condiciones de embarazo mediante el apareamiento previo con un macho vasectomizado (estéril).
Tan sólo un pequeño porcentaje de los animales que nacen con este método son realmente transgénicos, o sea, portadores totales y transmisores del transgén añadido de una generación a la siguiente mediante la línea de células germinales. Por otro lado, apenas una proporción de los animales nacidos de progenitores transgénicos expresan el nuevo transgén de forma satisfactoria. Por ello, los animales que nacen de esta manera se cruzan con animales no transgénicos para que en la siguiente generación nazca un híbrido (heterocigoto) que, a su vez pueda cruzarse sucesivamente hasta que nazca un animal homocigótico con el nuevo gen expresado satisfactoriamente.
La principal ventaja de este método es que resulta fácilmente aplicable a una amplia variedad de especies.

Transferencia mediante vectores virales


Los retrovirus son capaces de transportar la secuencia génica que se quiera insertar hasta el núcleo de las células receptoras. Sin embargo, como con la microinyección, también aquí el gen se inserta al azar en el genoma. Puesto que el ADN se localiza en distintos lugares en células diferentes, los animales que nacen de esta forma suelen ser mosaicos genéticos o quimeras, no expresan completamente la característica que aporta el nuevo gen insertado porque no todas sus células lo portan, por lo que hay que realizar mezclas y selecciones hasta conseguir el animal completamente transgénico. La transmisión del transgén sólo es posible si el retrovirus se integra en algunas de las células germinales.

Transferencia mediante manipulación de células madre embrionarias

Este sistema se utiliza cuando hay que dirigir las secuencias génicas a lugares específicos del genoma. Las células madre son células indiferenciadas que tienen el potencial de acabar siendo cualquier tipo de célula. En células de cultivo se pueden realizar modificaciones genéticas predeterminadas, como la eliminación o sustitución de un gen o de un solo par de bases. Las células madre modificadas se inyectan en embriones en fase de blastocisto y el animal resultante (quimera) no expresará completamente la modificación hasta que no se hayan producido selecciones sucesivas. Este método se ha realizado con éxito en ratones, en concreto ha dado lugar a ratones que carecen de un gen determinado (llamados "knock out") y que son muy útiles en investigación, pero no se ha logrado en otro tipo de animales mayores