Biologia de los microorganismos (533)

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I N G E N I E R Í A G E N É T I C A Y B I O T E C N O L O G Í A 349
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proteínas eucarióticas. Como veremos a continuación, este pro-
blema se puede solucionar usando células hospedadoras euca-
riotas.
Otro problema de usar E. coli, o cualquier otra bacteria gram-
negativa, es que posee una membrana externa que dificulta la 
secreción de proteínas. Este problema puede ser solucionado 
utilizando como hospedador de la clonación la bacteria gram-
positiva Bacillus subtilis (Figura 11.16). Aunque la tecnología 
para la clonación en B. subtilis está menos avanzada que en E. 
coli, se han desarrollado varios plásmidos y fagos adecuados 
para la clonación en esta bacteria, y la transformación es una 
técnica muy bien desarrollada en este organismo. Su principal 
inconveniente como hospedador de clonación es la inestabili-
dad de los plásmidos. A menudo es dif ícil mantener la replica-
ción plasmídica a lo largo de muchos subcultivos del organismo. 
Además, el DNA foráneo no se mantiene tan bien en B. subti-
lis como en E. coli, de modo que a menudo el DNA clonado se 
pierde inesperadamente.
Con frecuencia, los organismos hospedadores para clonación 
deben tener genotipos específicos para que resulten eficaces. 
Por ejemplo, si el vector de clonación utiliza el gen lacZ para 
el cribado, entonces el hospedador debe ser naturalmente defi-
ciente de lacZ o llevar una mutación que deshabilite este gen. 
Al elegir un hospedador de clonación hay que tener en cuenta 
este tipo de consideraciones y otras, como la facilidad de selec-
ción de los transformantes.
Hospedadores eucariotas
La clonación en microorganismos eucariotas se ha centrado en 
la levadura Saccharomyces cerevisiae (Figura 11.16). Para esta 
levadura se han desarrollado plásmidos vectores y cromosomas 
artificiales (Sección 11.10). Una ventaja importante de las célu-
las eucariotas como hospedadoras de los vectores de clonación 
es que ya poseen los sistemas complejos de procesamiento de 
RNA y etapas post-traduccionales necesarios para la produc-
ción de proteínas eucarióticas. Por tanto, no hay que introdu-
cir estos sistemas en el vector ni en las células hospedadoras, 
como sería necesario si se clonara DNA eucariótico y tuviera 
que expresarse en un hospedador procariota.
Se ha llevado a cabo la clonación de genes en células de mamí-
feros para muchas aplicaciones. En cierto modo, los sistemas de 
cultivo de células de mamíferos se pueden manipular como los 
cultivos microbianos, y se usan mucho en la investigación en 
genética humana, cáncer, enfermedades infecciosas y fisiología. 
Un inconveniente de las células de mamífero como hospedado-
ras es que son caras y dif íciles de producir en condiciones a gran 
escala. Las líneas celulares de insectos son más fáciles de culti-
var, y se han desarrollado vectores a partir de un virus de DNA 
de insectos, el baculovirus. Para algunas aplicaciones, en con-
creto para la agricultura, el hospedador de clonación puede ser 
una línea de cultivo de tejidos vegetales, o incluso una planta 
completa. De hecho, la ingeniería genética tiene muchas apli-
caciones en agricultura como veremos en la Sección 11.13. No 
obstante, independientemente del tipo de hospedador euca-
riótico, es necesario introducir el DNA del vector en la célula 
hospedadora. Las técnicas para transferir DNA al interior de 
células eucariotas, que no se describirán aquí, comprenden la 
transfección (ver Figura 11.28), la microinyección y la electro-
poración.
11.8 Hospedadores de los vectores 
de clonación 
Para obtener grandes cantidades de DNA clonado, un hospe-
dador ideal debería crecer rápidamente en un medio de cultivo 
que no fuera caro. Además, no debería ser patógeno y tendría 
que ser capaz de incorporar DNA modificado, ser genética-
mente estable en cultivo y tener las enzimas adecuadas que per-
mitieran la replicación del vector. También resultaría útil que 
existiera ya una cantidad de información considerable sobre él 
y toda una batería de herramientas para su manipulación gené-
tica.
Los hospedadores más útiles para la clonación son microor-
ganismos de crecimiento fácil y de los que se dispone de mucha 
información. Entre ellos se encuentran las bacterias Escheri-
chia coli y Bacillus subtilis y la levadura Saccharomyces cerevi-
siae (Figura 11.16). Se dispone de la información completa de los 
genomas de todos estos organismos, y son muy utilizados como 
hospedadores para la clonación. No obstante, en algunos casos 
puede ser necesario utilizar otros hospedadores y vectores 
especializados para clonar y expresar adecuadamente el DNA.
Hospedadores procariotas
Aunque la mayor parte de las clonaciones moleculares se han 
realizado en Escherichia coli (Figura 11.16), este hospedador 
presenta algunos inconvenientes. Aunque E. coli es una elección 
excelente para los trabajos iniciales de clonación, resulta pro-
blemático como hospedador de expresión, ya que se encuentra 
en el intestino humano y algunas cepas de tipo salvaje podrían 
ser patógenas (  Sección 31.12). No obstante, se han diseñado 
algunas cepas modificadas de E. coli específicamente a efectos 
de clonación, de modo que sigue siendo el organismo preferido 
para la mayor parte de clonaciones moleculares. El problema 
principal de utilizar una bacteria como hospedador, incluso 
E. coli, es la falta de sistemas para modificar correctamente
Ventajas Inconvenientes
Escherichia coli
Genética bien
 conocida
Muchas cepas 
 disponibles
El procariota mejor
 estudiado
Potencialmente
 patógeno
El periplasma atrapa
 las proteínas
Fácil de transformar
No patógeno
Secreta proteínas
 de forma natural
La formación de
 endosporas facilita
 el cultivo
Genéticamente
 inestable
Menos conocido
 genéticamente
 que E. coli
Well-developed
 genetics
Nonpathogenic
Can process mRNA
 and proteins
Easy to grow
Plásmidos inestables
No replica la mayoría
 de los plásmidos
 bacterianos
Bacillus subtilis Saccharomyces cerevisiae
Bacteria Eucariotas
Figura 11.16 Hospedadores para la clonación molecular. Resumen
de las ventajas e inconvenientes de algunos hospedadores de clonación 
habituales.
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