Transformación (genética) para niños
La transformación genética es un proceso en biología molecular donde una célula cambia su información genética al tomar directamente ADN del ambiente. Este ADN externo entra en la célula a través de su membrana.
La transformación puede ocurrir de forma natural en algunas bacterias. También se puede hacer en laboratorios usando métodos especiales. Para que una bacteria pueda transformarse, debe estar en un estado llamado competencia. Este estado puede aparecer por un tiempo limitado debido a condiciones del ambiente, como la falta de nutrientes o una gran cantidad de células juntas.
La transformación es una de las tres maneras en que el material genético externo puede entrar en una célula bacteriana. Las otras dos son la conjugación y la transducción. Cuando este proceso ocurre en células de organismos más complejos (eucariotas), se le llama transfección.
El término transformación también se usa de forma más general para describir cómo se transfiere ADN o ARN en biología molecular. Por ejemplo, para crear organismos modificados genéticamente, como el maíz modificado, se introduce nueva información genética en su genoma usando un método de transferencia de ADN, y a menudo se le llama transformación.
Contenido
- ¿Cómo se descubrió la transformación genética?
- ¿Cómo funciona la transformación?
- Para saber más
¿Cómo se descubrió la transformación genética?
El proceso de transformación fue demostrado por primera vez en 1928 por Frederick Griffith. Él era un científico inglés que buscaba una vacuna contra la neumonía bacteriana. Griffith descubrió que una bacteria que no causaba enfermedad podía transformarse en una que sí la causaba. Esto ocurría al mezclarla con bacterias que causaban la enfermedad y que habían sido inactivadas por calor.
En 1944, los científicos Oswald Avery, Colin McLeod y Maclyn McCarty demostraron que lo que causaba esta transformación era el ADN. Ellos fueron quienes llamaron a este proceso de introducir ADN en bacterias transformación.
¿Cómo funciona la transformación?
La transformación implica un cambio genético duradero que ocurre cuando una célula incorpora ADN "desnudo" (ADN que no está dentro de una célula ni unido a proteínas) en su propio genoma. El estado de competencia se refiere a la capacidad de una célula para tomar este ADN externo del ambiente. Hay dos tipos principales de competencia: natural y artificial.
Competencia natural: ¿Las células pueden tomar ADN por sí solas?
Algunas bacterias tienen la capacidad de tomar ADN de forma natural en el laboratorio. Es probable que muchas más puedan hacerlo en sus ambientes naturales. Estas especies tienen una serie de mecanismos genéticos específicos que les permiten mover el ADN a través de sus membranas celulares.
Competencia artificial: ¿Cómo se induce la transformación en el laboratorio?
La competencia artificial no es algo que las células hagan por sí mismas. Se provoca en el laboratorio para que las células se vuelvan permeables (que permitan el paso de sustancias) de forma temporal. Esto se logra con condiciones que normalmente no se encuentran en la naturaleza.
Métodos para la competencia artificial
- Método del choque térmico: Las células se enfrían en presencia de iones como el calcio (Ca2+). Esto prepara sus membranas para que el ADN de los plásmidos pueda entrar. Luego, las células se incuban con el ADN en hielo y se les da un breve "choque térmico" (por ejemplo, se calientan a 42 °C por un corto tiempo). Esto hace que el ADN entre en la célula. Este método funciona muy bien con ADN de plásmidos circulares.
- Electroporación: Es otra forma de crear pequeños agujeros temporales en las células bacterianas (y de otros tipos). Se hace aplicando pulsos de electricidad fuertes. El ADN de los plásmidos puede entrar en la célula a través de estos agujeros. Este método es útil para introducir plásmidos grandes.
¿Cómo se usan los plásmidos en la transformación?
Para que el ADN de un plásmido se mantenga de forma estable en una célula, debe tener un "origen de replicación". Esto le permite copiarse dentro de la célula, independientemente del cromosoma principal de la célula.
Como la transformación a menudo produce una mezcla de células transformadas y muchas células que no lo están, se necesita una forma de identificar cuáles células han tomado el plásmido.
- Resistencia a antibióticos: Los plásmidos usados en estos experimentos suelen contener un gen que da resistencia a un antibiótico. La bacteria que se va a transformar debe ser sensible a ese antibiótico. Las células que logran crecer en un medio con el antibiótico son las que han sido transformadas por el plásmido. Las que no crecen, no lo han sido.
- Marcadores de color: Otro método usa un gen llamado lacZ, que produce una enzima. Si un plásmido se inserta correctamente con un gen deseado, el gen lacZ se interrumpe y no produce la enzima. Cuando estas bacterias crecen en un medio especial con un compuesto llamado X-gal, las colonias que no fueron transformadas correctamente (o que no tienen el gen insertado) se ven azules, mientras que las que sí fueron transformadas con el gen deseado se ven blancas.
Transformación en levaduras y otros hongos
Existen varios métodos para transformar levaduras y hongos:
- Método de acetato de litio: Se usan sustancias como el acetato de litio y el polietilenglicol para ayudar al ADN a entrar en las células.
- Protocolo de congelación: Permite preparar células de levadura que pueden transformarse después de ser descongeladas.
- Biobalística: Pequeñas partículas de oro o tungsteno cubiertas de ADN se "disparan" a los hongos.
- Transformación por protoplastos: Se quita la pared protectora de las esporas de hongos para convertirlas en protoplastos, que luego pueden absorber el ADN.
Transformación en plantas
Hay varias formas de transferir ADN a las células de las plantas:
- Transformación mediada por Agrobacterium: Es una de las formas más sencillas. Se cortan pequeños trozos de tejido vegetal (como hojas) y se sumergen en una solución con la bacteria Agrobacterium. Esta bacteria tiene la capacidad natural de insertar parte de su ADN en las células vegetales. Luego, las plantas transformadas se seleccionan en un medio especial. Algunas plantas pueden transformarse simplemente sumergiendo sus flores en la suspensión de Agrobacterium y luego plantando las semillas en un medio selectivo.
- Biobalística: Se disparan pequeñas partículas de oro o tungsteno cubiertas de ADN a células vegetales jóvenes o embriones. Parte del material genético se queda en las células, transformándolas. Este método también permite transformar los plastos de las plantas.
- Electroporación: Similar al método en bacterias, se usan pulsos eléctricos para crear agujeros temporales en la membrana celular, permitiendo que el ADN entre.
- Transducción (transformación viral): Se introduce el material genético deseado en un virus que puede infectar plantas. Luego, se permite que este virus modificado infecte la planta. Si el material genético es ADN, puede unirse a los cromosomas de la planta. Sin embargo, muchos virus de plantas tienen ARN, que se replica en el citoplasma y no se integra en el genoma de la planta. En estos casos, no es una transformación genética duradera.
Transformación en animales
La introducción de ADN en células animales se llama generalmente transfección.
Para saber más
- Agrobacterium
- Competencia (célula)
- Clonación
- Transferencia genética horizontal
