Biologia de los microorganismos (537)

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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 351
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contiene también una copia del gen lacI que codifica el repre-
sor lac. La cantidad de represor en una célula que contenga este 
plásmido es suficiente para impedir la transcripción desde el 
promotor trc hasta que se añada el inductor. La adición de lac-
tosa o inductores de lac relacionados desencadena la transcrip-
ción del DNA clonado. Además de un promotor fuerte y fácil 
de regular, la mayoría de los vectores de expresión contienen 
un terminador de la transcripción eficaz (  Sección 4.7), que 
impide que la transcripción desde el promotor fuerte continúe 
con otros genes del vector, lo que interferiría con su estabilidad. 
El vector de expresión que se muestra en la Figura 11.18 posee 
terminadores fuertes de la transcripción para detenerla inme-
diatamente después del gen clonado.
Regulación de la expresión con los elementos 
de control del bacteriófago T7
En algunos casos, el sistema de control transcripcional puede 
no ser, en absoluto, una parte normal del hospedador. Un ejem-
plo de ello es el uso del promotor del bacteriófago T7 y la RNA 
polimerasa de T7 para regular la expresión génica. Cuando T7 
infecta a E. coli, codifica su propia RNA polimerasa, que reco-
noce solo los promotores de T7 (  Sección 9.4). En los vec-
tores de expresión de T7, los genes clonados se sitúan bajo el 
control del promotor de T7. Para conseguirlo, el gen de la RNA 
polimerasa de T7 también debe estar presente en la célula bajo 
el control de un sistema fácil de regular, como lac (Figura 11.19). 
Normalmente se hace integrando el gen de la RNA polimerasa 
de T7 con un promotor lac en el cromosoma de una cepa hos-
pedadora especializada.
La serie BL21 de cepas hospedadoras de E. coli está dise-
ñada especialmente para trabajar con la serie pET de los vec-
tores de expresión de T7. Los genes clonados se expresan poco 
tiempo después de la activación de la transcripción de la RNA 
polimerasa de T7 por un inductor de lac, como el IPTG. La 
Regulación de la transcripción de los vectores 
de expresión
Aunque normalmente se quiere producir una gran cantidad de 
mRNA y conseguir traducirlo para obtener cantidades grandes 
de proteína, una superproducción masiva de proteínas extra-
ñas puede ser dañina para la célula hospedadora. Por tanto, es 
importante regular la expresión de los genes clonados. Frecuen-
temente, para evitar dañar la célula hospedadora, el cultivo que 
contiene el vector de expresión se mantiene sin expresar el gen 
clonado. De este modo, cuando se obtiene una gran población 
de células «saludables», se activa la expresión del gen deseado 
mediante un interruptor genético.
La regulación de la transcripción por una proteína represora 
(  Sección 7.3) es una forma útil de controlar un gen clonado. 
Un represor fuerte puede bloquear completamente la síntesis de 
las proteínas que están bajo su control uniéndose al operador. 
Cuando se necesita que el gen se exprese, se añade el inductor. 
El represor une el inductor y se libera del DNA, lo que permite 
la transcripción de los genes regulados. El vector de expresión 
está diseñado de forma que el gen clonado se inserte exacta-
mente después del promotor elegido y de la región del opera-
dor. A menudo se incluye un sitio de unión fuerte al ribosoma 
entre el promotor y el gen clonado para permitir una traduc-
ción eficaz. El resultado final es el control del gen clonado por 
el promotor elegido junto con la transcripción y la traducción 
eficaces.
En la Figura  11.18 se muestra un vector de expresión con-
trolado por trc (promotor trp y operador lac). Este plásmido 
lacI
Promotor trc
lacO
RBS
MCS
T1
T2
Resistencia
a la ampicilina
Origen de
replicación del DNA
Figura 11.18 Mapa genético del vector de expresión pSE420.
Este vector fue desarrollado por Life Technologies Corp., una empresa 
biotecnológica. El sitio de clonación múltiple (MCS) contiene muchas 
secuencias de reconocimiento de enzimas de restricción diferentes para 
facilitar la clonación. Esta región, más el gen clonado insertado, son transcritas 
por el promotor trc, que se encuentra inmediatamente antes del operador lac 
(lacO). Inmediatamente antes del MCS hay una secuencia que codifica un sitio 
de unión al ribosoma (RBS) en el mRNA resultante. Después del MCS hay dos 
terminadores de la transcripción (T1 y T2). El plásmido contiene también el 
gen lacI, que codifica el represor lac, y un gen que confiere resistencia a la 
ampicilina. Estos dos genes están bajo el control de sus propios promotores, 
que no se muestran.
Figura 11.19 Sistema de expresión de T7. El gen de la RNA polimerasa
de T7 se encuentra en una fusión génica bajo el control del promotor lac y está 
insertado en el cromosoma de una cepa hospedadora especial de Escherichia 
coli. La adición de IPTG induce el promotor lac, lo que causa la expresión de la 
RNA polimerasa de T7. Esta enzima transcribe el gen clonado, que está bajo el 
control del promotor de T7 y se encuentra en el plásmido pET.
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