Biologia de los microorganismos (541)

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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 353
U
N
ID
A
D
 2
Cromosomas artificiales
Los vectores que contienen entre 2 y 10 kbp de DNA clo-
nado son adecuados para elaborar bibliotecas génicas para la 
secuenciación de genomas procarióticos. Los vectores del fago 
lambda, que pueden contener 20 kbp o más, también se utilizan 
mucho en proyectos de genómica. Sin embargo, cuanto mayor 
sea el tamaño del genoma que se desea secuenciar, mayor será el 
número de clones necesarios para obtener una secuencia com-
pleta. Por tanto, para construir bibliotecas de DNA de organis-
mos eucariotas o de eucariotas superiores, como los humanos, 
es útil contar con vectores que puedan contener segmentos muy 
largos de DNA. Esto permite que el tamaño de la biblioteca ini-
cial sea manejable. Estos vectores se han desarrollado y se lla-
man cromosomas artificiales.
El plásmido F, que se encuentra naturalmente en E. coli, 
cuenta con 99,2 kbp de DNA (  Sección 10.8) y se conocen 
derivados llamados plásmidos F′, que pueden contener grandes 
cantidades de DNA cromosómico (  Sección 10.9). A causa de 
estas propiedades deseables, el plásmido F se ha utilizado para 
construir vectores de clonación llamados cromosomas artifi-
ciales bacterianos (BAC, del inglés bacterial artificial chromo-
somes). En la Figura 11.21 se muestra la estructura de un BAC de 
6,7 kbp que contiene solo algunos genes de F necesarios para la 
replicación y mantener el número de copias muy bajo. El plás-
mido también contiene el gen cat, que confiere al hospedador 
resistencia al cloranfenicol, y un MCS que incluye varios sitios 
de restricción para clonar el DNA. En un vector BAC como este 
se puede insertar y mantener estable DNA foráneo de más de 
300 kbp.
Los cromosomas artificiales de levadura (YAC, del inglés 
yeast artificial chromosomes) son vectores que se replican 
en levadura como si fueran cromosomas normales, pero tie-
nen sitios donde se pueden insertar fragmentos muy largos de 
DNA. Para funcionar como cromosomas eucarióticos norma-
les, los YACs tienen que tener: 1) un origen de replicación del 
DNA, 2) telómeros para replicar el DNA en los extremos del 
cromosoma, y 3) un centrómero para su segregación durante 
la mitosis. También deben tener un sitio de clonación y un gen 
plásmido. Después, se liga el DNA foráneo al vector. El plás-
mido modificado, más el DNA clonado, se pueden empaquetar 
a continuación en viriones lambda in vitro como se ha descrito 
anteriormente, y las partículas fágicas se pueden utilizar para la 
transducción de E. coli.
Una gran ventaja de los cósmidos es que pueden ser utiliza-
dos para clonar fragmentos grandes de DNA, con insertos de 
hasta 50 kbp. Cuanto mayor sea el inserto, menos clones serán 
necesarios para cubrir un genoma completo. El uso de cósmidos 
también evita tener que transformar E. coli, que resulta espe-
cialmente ineficaz con plásmidos grandes. Además, los cósmi-
dos permiten el almacenamiento del DNA en viriones fágicos 
en lugar de en plásmidos. Puesto que los viriones son más esta-
bles, el DNA recombinante se puede guardar durante largos 
períodos.
Figura 11.20 El bacteriófago lambda como vector de clonación.
(a) Inserción de DNA foráneo en el DNA de lambda modificado para que
contenga un MCS dentro del gen lacZ y empaquetamiento posterior de un
virión lambda infectivo recombinante. El tamaño máximo del DNA insertado
es de unos 20 kbp. (b) Vista parcial de una placa de agar con X-gal en la que
se muestran calvas blancas formadas por fagos lambda con DNA clonado y
calvas azules formadas por el fago sin DNA clonado.
J
a
c
k
 P
a
rk
e
r
Los fagos en las
calvas claras tienen
DNA clonado
Los fagos en las
calvas azules no
tienen DNA clonado
1. Digestión con
enzimas de
restricción y
ligación con
DNA foráneo
2. Empaqueta-
 miento del DNA
 clonado en la
 cabeza del fago
3. Ensamblado
del fago
DNA foráneo
lacZ
MCS
DNA híbrido
Virión
lambda
infectivo
(a)
(b)
cos cos
Figura 11.21 Mapa genético de un cromosoma artificial bacteriano.
El BAC que se muestra en la Figura tiene 6,7 kbp. La región de clonación 
tiene varios sitios de restricción únicos. Este BAC contiene solo una pequeña 
fracción del plásmido F de 99,2 kbp.
cat
oriS
repE
sopB
sopA
MCS
Necesarios
para la
replicación
Marcador
seleccionable
Mantienen
un número
de copias
bajo
BAC
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