Hablemos un poco sobre la clonación del ADN, que consiste en hacer copias idénticas de un fragmento de ADN. Y generalmente es un fragmento de ADN que codifica algo que nos interesa. Puede ser un gen que se expresa a sí mismo como una proteína, que pensamos que es útil de alguna forma.
Ahora, tal vez han escuchado hablar sobre la palabra clonación, como en la guerra de los clones, en la guerra de las galaxias o con Dolly. la oveja. Y esa es una idea relacionada, porque si clonamos a un animal o a un organismo, como por ejemplo una oveja, entonces estaremos creando un animal que tiene exactamente el mismo material genético que el animal original. Pero miren, cuando hablamos de la clonación del ADN, estamos hablando de algo un poco más simple, aunque bueno, ya verán que es muy emocionante. Entonces, son copias idénticas de un fragmento de ADN.
¿Y cómo hacemos eso? Bueno, digamos que aquí tenemos una hebra de ADN. Solo la dibujaré como una línea, pero esto representa una doble cadena. Doble cadena.
Bueno, mejor sí voy a dibujar las dos hebras. Aquí tenemos nuestro ADN de doble cadena. Y vamos a decir que esta parte... de este ADN tiene un gen que nosotros queremos clonar, queremos hacer copias de esta parte, gen a clonar. Este es nuestro gen a clonar, ok.
Lo primero que haremos es cortar este gen y para eso vamos a usar enzimas de restricción. Existen un montón de enzimas de restricción, a mí en particular me parece fascinante que nosotros como civilización hemos llegado al punto en el que podemos encontrar e identificar esas enzimas. Incluso ya sabemos en qué puntos del ADN pueden cortar, pues reconocen secuencias específicas.
Y es así como podemos saber qué enzima de restricción debemos usar para cortar diferentes fragmentos de ADN, pero hemos llegado a ese punto como civilización. Entonces, vamos a usar enzimas de restricción. Usaré otro color.
que al identificar esta parte de la secuencia genética corta justo aquí, en el lugar adecuado. Aquí pondremos una enzima de restricción y después usamos otra enzima de restricción que se identifica con la secuencia del otro lado que queremos cortar. Vamos a escribirlo.
Estas son enzimas de restricción. Enzimas de restricción. Entonces, ya después de aplicar esas enzimas de restricción, nos va a quedar ese gen. Quizás se haya quedado un poco en cada lado, pero esencialmente hemos cortado ese gen. Así que usamos enzimas de restricción para cortar el gen y después lo que haremos es pegarlo en lo que llamamos un plasmido.
Un plasmido es un fragmento de material genético que se encuentra fuera de los cromosomas y que se puede reproducir, o mejor dicho, replicar junto con todo el mecanismo genético del organismo, o incluso se puede expresar a sí mismo como los genes del organismo que están en los cromosomas, y que se expresan por sí mismos. Entonces, aquí es en donde cortamos. Lo escribiré. Cortamos el gen y después vamos a pegarlo. Queremos pegarlo en un plásmido.
Y los plásmidos tienden a ser ADN circulares, entonces vamos a pegarlo en un plasmido. Y para que quede bien, aquí a veces sobresale un poco y puede que sobresalga un poco por acá. Ok, ahora el plasmido que vamos a poner debe de tener los pares de bases complementarios que coincidan con esto que sobresale. Y si tenemos estas partes, será más fácil que reaccionen entre ellos.
Lo estamos pegando en un plasmido. Y esto es maravilloso porque obviamente el ADN, bueno, este no es el tipo de cosas que ya saben, que podemos manipular con nuestras manos de la misma forma en que copiamos y pegamos algo con cinta adhesiva. Aquí hacemos soluciones, agregamos las enzimas de restricción, que son como una masa que cuando chocan con esto lo van cortando, haciendo que la reacción ocurra.
Y después sacamos esos genes y los ponemos en los plásmidos. que resultan tener la secuencia correcta en sus terminales para que coincidan. Y también vamos a agregar ADN ligasa para sellar esas terminales. Recuerden que vimos ADN ligasa cuando estudiamos replicación. Entonces, esta es ADN ligasa, que nos ayuda a pegar.
Ok, ya tenemos este plasmido y ahora queremos ponerlo en un organismo que pueda hacer las copias por nosotros. Generalmente el organismo que se usa es una bacteria. particularmente la E.
coli. Entonces, lo que podemos hacer, digamos que por acá tenemos un frasco, aquí tenemos un frasco con una solución que contiene un montón de E. coli, aunque no podemos verla.
Tenemos a la bacteria E. coli en esta solución y después en esa solución vamos a poner nuestros plásmidos, que son todavía más difíciles de ver. De alguna manera queremos que la E. coli, nuestra bacteria, recoja el plasmido y la técnica que normalmente se usa es aplicando algún tipo de golpe al sistema que haga que la bacteria recoja los plasmidos. Normalmente el golpe que se aplica es un golpe de calor y aunque no se sabe exactamente cómo funciona, pero funciona.
Entonces aquí tenemos una bacteria que tiene un ADN existente. Digamos que este es un material genético. Esta es la bacteria y la estamos poniendo en presencia de nuestros plásmidos.
Y luego, cuando aplicamos el golpe de calor, una parte de la bacteria recoge el plásmido. Así, lo absorbe. Y ahora lo que haremos con esa solución que contiene a nuestras bacterias, donde muchas de ellas ya recogieron el plásmido, ahora intentaremos cultivar las bacterias en una placa.
Aquí tenemos una placa para cultivar nuestras bacterias. Y le vamos a poner nutrientes para que la bacteria pueda crecer. Tenemos nutrientes.
Nutrientes. Y podríamos decir, pongamos esto aquí y un montón de bacterias crecerán. Bueno, cuando eso pase, veremos algo como esto, que son muchas, muchas células de bacterias. Se llaman colonias de bacterias, pero aquí tenemos un problema.
Acuérdense que mencioné que algunas bacterias tomarán los plásmidos y otras no. Entonces, cuando esta bacteria esté replicándose, tal vez forme una de estas colonias. Digamos que esta es la colonia que queremos. Esta es una buena colonia.
Le ponemos palomita. Pero tal vez esta colonia está formada por la bacteria inicial, o mejor dicho, por las bacterias. que no tienen el plasmido, así que como no contienen el gen que nos interesa no queremos esta colonia. Pero ¿cómo separamos a las bacterias que recogieron el plasmido? Bueno, lo que se hace es que además del gen que nos interesa, el gen del que queremos hacer copias, también ponemos un gen para la resistencia antibiótica en el plasmido, entonces también tenemos un gen para la resistencia antibiótica.
Y así es como solamente las bacterias que... Bueno, yo creo que es maravilloso que nosotros como humanidad podamos hacer este tipo de cosas, porque ahora solamente las bacterias que recogieron el plásmido tendrán la resistencia antibiótica. Y entonces lo que hacemos es que en nuestros nutrientes cultivamos nutrientes y antibióticos, más antibióticos.
Así que esta colonia... va a sobrevivir porque tiene esa resistencia, tiene ese gen que le permite no ser susceptible a los antibióticos, pero éstas no van a sobrevivir, ni siquiera van a crecer porque mezclamos los antibióticos con los nutrientes, y eso está muy bien. Entonces, empezamos con un gen que nos interesa, lo cortamos y lo pegamos en nuestro plasmido.
Escribiré eso, lo pegamos en el plasmido, que también... contiene un gen que otorga la resistencia antibiótica a cualquier bacteria que recoja el plasmido. Después ponemos estos plasmidos en presencia de bacterias y aplicamos algún tipo de golpe, como por ejemplo un golpe de calor, y así algunas de las bacterias los recogerán.
Después las bacterias empezarán a reproducirse y conforme se reproducen también reproducen los plasmidos, y como tienen esa resistencia antibiótica... van a crecer en esta mezcla de nutrientes y antibióticos, mientras que las otras bacterias que no recogieron los plásmidos no van a crecer. Y así simplemente. Por ejemplo, podemos tomar esta colonia que tenemos aquí y la podemos poner en otra solución o dejarla para que siga creciendo, y así obtendremos muchas copias de ese gen que se encuentra adentro de la bacteria.
Ahora, la siguiente pregunta, y estoy simplificando muchísimo las cosas, ya sabemos que tenemos un montón de bacterias y tenemos un montón de copias de ese gen, pero ¿cómo lo usamos? Bueno, supongamos que el gen es algo que queremos fabricar, como por ejemplo insulina para los diabéticos. Bueno, para eso podemos usar el mecanismo de las bacterias, es decir, podemos usar su mecanismo de reproducción para replicar la información genética, pero también podemos usar su mecanismo de reproducción, que va a expresar su ADN existente, pero que también puede expresar los genes que están en el plásmido. De hecho, eso es lo que le da a la bacteria la resistencia antibiótica. Pero, por ejemplo, si este gen fuera para insulina, entonces la bacteria producirá un montón de moléculas de insulina que podremos usar de alguna forma.
No entraré en los detalles de cómo sintetizar la insulina y cómo usarla, pero no hace falta decir que es increíble que podamos llegar a este punto.