Biologia de los microorganismos (543)

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354 G E N Ó M I C A , G E N É T I C A Y V I R O L O G Í A
ininterrumpida (  Sección 4.9 y Figura 4.29). Los tejidos que 
expresan el gen de interés suelen contener grandes cantidades 
del mRNA correspondiente, aunque también producen otros 
tipos de mRNA. Sin embargo, en algunas situaciones un solo 
mRNA domina en un tipo de tejido, y la extracción de la mayor 
parte del mRNA de dicho tejido proporciona un punto de par-
tida útil para la clonación del gen.
En una célula de mamífero típica, alrededor del 80 % al 85 % 
del RNA es ribosómico; del 10 % al 15 % está formado por RNA 
de transferencia, y solo del 1 % al 5 % es mRNA. Sin embargo, 
una característica exclusiva del mRNA eucariótico es la presen-
cia de las colas de poli(A) que se encuentran en el extremo 3′ 
(   Sección  4.9), y esto facilita su aislamiento, aunque sea 
poco abundante. Al pasar un extracto de esta célula por 
una columna de cromatograf ía que contenga fragmentos de 
poli(T) unidos a un soporte de celulosa, la mayor parte del 
mRNA se separa de los otros RNA y queda unido al soporte 
mediante el apareamiento específico de las bases A y T. Des-
pués se libera el RNA de la columna mediante un tampón bajo 
en sal, obteniéndose así una preparación muy enriquecida en 
mRNA. 
Una vez se ha aislado el RNA mensajero, se convierte la infor-
mación genética en DNA complementario (cDNA) mediante 
una RT-PCR, como se mostró en la Figura 11.6. Este cDNA 
bicatenario contiene las secuencias codificantes de interés, 
pero carece de intrones (Figura 11.23), y por tanto puede inser-
tarse en un plásmido o en otro vector para proceder a su clo-
nación. No obstante, debido a que el cDNA solo contiene la 
secuencia de DNA que codifica la proteína, carece de promotor 
y de otras secuencias reguladoras en su extremo 5′ necesarias 
para la expresión. En estos casos, se utilizan vectores de expre-
sión especiales con promotores y sitios de unión de los riboso-
mas bacterianos para obtener altos niveles de expresión con los 
genes clonados de esta manera (Sección 11.9).
La ingeniería genética se ha usado para transformar microor-ganismos en minúsculas fábricas para la producción de 
productos valiosos como combustibles, sustancias químicas, 
fármacos, y hormonas humanas como la insulina. Hasta este 
punto hemos presentado las técnicas empleadas para mani-
pular, clonar y expresar el DNA. Ahora veremos cómo estas 
técnicas pueden ser aplicadas directamente en biotecnolo-
gía, incluyendo algunos de los principales retos al expresar 
genes eucariotas en bacterias y purificar el producto proteí-
nico correspondiente. También presentaremos los métodos de 
ingeniería genética para modificar plantas, animales, vacunas y 
rutas metabólicas.
11.11 Expresión de genes 
de mamíferos en bacterias
Algunos problemas frecuentes de los vectores de expresión fue-
ron ya mencionados en la Sección 11.9, pero hay otros obstácu-
los para expresar genes de mamíferos en bacterias. Entre estos 
problemas se incluyen los siguientes: 1) los genes eucarióticos 
deben ser ubicados bajo en control de promotores bacterianos 
(Sección 11.9); 2) los intrones (  Sección 4.9) se deben elimi-
nar; (3) la preferencia codónica puede hacer necesaria la modi-
ficación de secuencias génicas (  Sección 4.11), y (4) muchas 
proteínas de mamíferos tienen que ser modificadas después de 
la traducción para producir la forma activa, y las bacterias no 
pueden realizar la mayoría de estas modificaciones. En esta sec-
ción mostraremos las soluciones para estos retos.
Clonación del gen a partir del RNA mensajero
El método habitual para obtener un gen eucariótico sin intro-
nes consiste en clonarlo a partir de su RNA mensajero (mRNA). 
Dado que los intrones se eliminan durante el procesamiento 
de mRNA, el mRNA maduro posee una secuencia codificante 
TEL
YAC
ARS CEN NotI NotI
DNA INSERTADO
URA3 TEL
Marcador
seleccionable
Figura 11.22 Cromosoma artificial de levadura con DNA foráneo. El DNA foráneo se clonó en el vector en el sitio de restricción Not I. Los telómeros
están marcados como TEL y el centrómero como CEN. El origen de replicación o secuencia de replicación autónoma es ARS (del inglés autonomous replication 
sequence). El gen utilizado para la selección es URA3. El hospedador en el que se transforma el clon tiene una mutación en URA3 y necesita uracilo para crecer 
(Ura–). Las células hospedadoras que contienen este YAC son Ura+. El esquema no está a escala; el DNA vector tiene solo 10 kbp, mientras que el DNA clonado 
puede llegar a los 800 kbp.
para la selección después de la transformación en el hospeda-
dor, que normalmente es la levadura Saccharomyces cerevisiae. 
En la Figura 11.22 se muestra un esquema de un vector YAC en 
el que se ha clonado DNA foráneo. Es de destacar que los vec-
tores YAC tienen solo unos 10 kbp, pero pueden llevar insertos 
de DNA clonado de 200 a 800 kbp.
MINIRREVISIÓN
 ¿Por qué resulta útil poder empaquetar DNA recombinante de 
partículas fágicas en un tubo de ensayo?
 ¿Qué significan los acrónimos BAC y YAC?
 El cromosoma artificial de la levadura se comporta como un 
cromosoma normal en una célula de levadura. ¿Qué lo hace 
posible?
III Productos de microorganismos modificados genéticamente 
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