Bloqueo de genes para niños

El bloqueo de genes, también conocido como inactivación o desactivación génica, es una técnica de genética que permite "apagar" un gen específico en un ser vivo. Imagina que un gen es como un interruptor que controla una función. Con esta técnica, los científicos pueden cambiar ese interruptor para que el gen no funcione.

Esto se logra reemplazando el gen original por una versión modificada a la que le falta una parte importante. Así, se crean organismos que no expresan ese gen en un tejido específico o en todo su cuerpo. A estos organismos se les llama knockout, como los ratones knockout.

Un organismo knock-in es similar, pero en lugar de eliminar un gen, se reemplaza por una versión modificada que añade una función nueva o diferente.

¿Cómo se Apagan los Genes?

Existen varias formas de interferir con la actividad de un gen. Estas técnicas varían en las herramientas que usan, el tiempo que tardan y lo específicas que son.

Reemplazo de Genes (Recombinación Homóloga)

Esta técnica consiste en reemplazar el gen original por una versión que ha sido modificada para no funcionar. Es como cambiar una pieza de un rompecabezas por otra que no encaja. Este método es muy específico, lo que significa que solo afecta al gen que se quiere estudiar. Sin embargo, puede tardar varios meses en lograrse, especialmente en animales como los ratones.

Introducción de Nuevas Secuencias (Transgénesis)

Aquí, se añaden nuevas secuencias de ADN dentro del gen original. Esto lo altera y hace que produzca proteínas que no funcionan correctamente. Es un método más rápido, pero el gen original sigue ahí y podría causar problemas. A veces, el gen original puede volver a funcionar por sí solo.

Cambios Aleatorios (Mutagénesis)

Se pueden crear cambios en los genes de forma aleatoria usando sustancias especiales. Luego, se buscan los organismos que tienen un "código de parada" en el gen que interesa, lo que hace que deje de funcionar. Es rápido, pero no es específico, lo que significa que pueden ocurrir otros cambios no deseados en el ADN.

Disminución de la Actividad (Knockdown)

_{(Artículo principal Knockdown de genes)} En esta técnica, se introducen moléculas especiales llamadas ARN interferente en las células. Estas moléculas interfieren con la actividad del gen, haciendo que su expresión disminuya, pero no se apague por completo. Es más rápido que el bloqueo total, pero el efecto no es completo y las moléculas introducidas también pueden cambiar y perder su efecto.

Creación de Organismos Knockout

Procedimiento para generar blastocitos de genotipo mixto.

En 2007, los científicos Mario Capecchi, Martin Evans y Oliver Smithies ganaron el Premio Nobel por desarrollar las técnicas para crear ratones knockout. Estos ratones han sido muy útiles para entender qué hacen los genes y cómo se relacionan con muchas enfermedades humanas.

El proceso para crear un organismo knockout generalmente sigue estos pasos:

1. Se prepara una versión modificada del gen que no funciona. Esta versión se introduce en una pequeña molécula circular de ADN llamada plásmido. Este plásmido se diseña para que el gen modificado se active en el momento y lugar adecuados. También incluye marcadores, como la resistencia a un antibiótico, para poder identificar las células que han incorporado el gen modificado.
2. El plásmido con el gen modificado se introduce en células embrionarias especiales, llamadas células madre. Estas células son capaces de convertirse en cualquier tipo de célula del cuerpo. El gen modificado puede reemplazar al gen original en el locus (la ubicación específica del gen en el cromosoma) gracias a un proceso natural llamado recombinación.
3. Las células que han incorporado el gen modificado se seleccionan usando el marcador (por ejemplo, un antibiótico). Luego, se verifica que el gen original haya sido reemplazado correctamente.
4. Una vez confirmado, algunas de estas células embrionarias modificadas se inyectan en blastocitos (embriones muy tempranos), que luego se trasplantan a una madre portadora. Los organismos que nacen con el gen "apagado" (organismos knockout) se usan para estudiar qué función tenía ese gen, comparándolos con organismos normales.

Véase también

En inglés: Gene knockout Facts for Kids

• Knockdown de genes
• Regulación genética
• Ingeniería genética
• Biología del desarrollo

Al ratón de la izquierda se le ha bloqueado un gen del crecimiento de pelo, mientras que el de la derecha es un ratón normal

Esquema de cruces para obtener ratones con genes bloqueados. Blastocitos que contienen células tanto no modificadas como bloqueadas, se inyectan en el útero de una madre portadora. Esta produce una descendencia que es bien tipo salvaje (no modificados, del mismo color que el blastocito donante (gris)) o bien es una quimera (mezcla) (parcialmente bloqueada). Los ratones quimera se cruzan con un ratón normal gris. Este cruce produce una descendencia de ratones blancos (heterocigotos para el gen bloqueado) o bien grises (normales). Los ratones blancos heterocigotos se cruzan luego entre sí para obtener ratones que son homocigotos para el gen bloqueado o más bien, suprimido.

Galería de imágenes

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  Al ratón de la izquierda se le ha bloqueado un gen del crecimiento de pelo, mientras que el de la derecha es un ratón normal

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  Procedimiento para generar blastocitos de genotipo mixto.

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  Esquema de cruces para obtener ratones con genes bloqueados. Blastocitos que contienen células tanto no modificadas como bloqueadas, se inyectan en el útero de una madre portadora. Esta produce una descendencia que es bien tipo salvaje (no modificados, del mismo color que el blastocito donante (gris)) o bien es una quimera (mezcla) (parcialmente bloqueada). Los ratones quimera se cruzan con un ratón normal gris. Este cruce produce una descendencia de ratones blancos (heterocigotos para el gen bloqueado) o bien grises (normales). Los ratones blancos heterocigotos se cruzan luego entre sí para obtener ratones que son homocigotos para el gen bloqueado o más bien, suprimido.