Biologia de los microorganismos (545)

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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 355
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ID
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 2
construido carece de intrones, y por tanto, su mRNA no nece-
sita ser procesado. Además, se pueden construir fácilmente 
promotores y otras secuencias reguladoras dentro del material 
genético de las secuencias codificantes, y la preferencia codónica 
(  Secciones 4.11 y 6.3) está garantizada. Mediante estas téc-
nicas, se han expresado muchas proteínas humanas y víricas 
con un alto rendimiento bajo el control de sistemas reguladores 
bacterianos. Entre dichas proteínas figuran la insulina, la soma-
tostatina, proteínas de la cápsida vírica y el interferón.
Plegado y estabilidad de las proteínas
En ocasiones, la síntesis de una proteína en un nuevo hospe-
dador va acompañada de problemas adicionales. Por ejemplo, 
algunas proteínas son susceptibles de degradación por parte de 
proteasas intracelulares, por lo que pueden destruirse antes de 
ser aisladas. Además, algunas proteínas eucarióticas son tóxi-
cas para los hospedadores procariotas, de manera que la célula 
hospedadora del vector de clonación puede morir antes de sin-
tetizar una cantidad suficiente del producto deseado. Estos pro-
blemas se pueden solucionar modificando el hospedador o el 
vector.
En ocasiones, cuando las proteínas foráneas se producen en 
gran exceso, forman cuerpos de inclusión dentro del hospeda-
dor. Los cuerpos de inclusión consisten en una proteína insolu-
ble agregada que con frecuencia se pliega de forma incorrecta o 
está parcialmente desnaturalizada, y suelen ser tóxicos para la 
célula hospedadora. Aunque los cuerpos de inclusión son rela-
tivamente fáciles de purificar debido a su tamaño, la proteína 
que contienen suele ser muy dif ícil de disolver y puede estar 
inactiva. Una posible solución para este problema consiste en 
Obtención del gen a través de la proteína
El conocimiento de la secuencia de un mRNA permite la pro-
ducción de cDNA para fines de clonación. En algunos casos, sin 
embargo, solo se conoce la secuencia de aminoácidos de la pro-
teína de interés. La secuencia de aminoácidos se puede emplear 
para diseñar y sintetizar una sonda de oligonucleótidos que la 
codifique, como muestra la Figura 11.24. Lamentablemente, la 
degeneración del código genético supone una complicación 
para esta técnica. La mayoría de los aminoácidos están codifi-
cados por más de un codón (  Tabla 4.5), y el uso de los codo-
nes varía de un organismo a otro. Por tanto, la mejor región de 
un gen para crear una sonda es la que codifica una parte de la 
proteína donde abunden los aminoácidos especificados por un 
solo codón (por ejemplo, metionina, AUG; triptófano, UGG) o, 
como máximo, dos codones (por ejemplo, fenilalanina, UUU, 
UUC; tirosina, UAU, UAC; histidina, CAU, CAC). Esta estrate-
gia aumenta las posibilidades de que la sonda sea prácticamente 
complementaria del mRNA o el gen de interés. Si no se conoce 
la secuencia completa de aminoácidos de la proteína, la infor-
mación de una secuencia parcial puede ser suficiente.
En el caso de algunas proteínas muy pequeñas puede ser fac-
tible sintetizar el gen completo (Sección 11.5). Muchas proteí-
nas de mamíferos (tales como las valiosas hormonas peptídicas) 
se producen a partir de la escisión de precursores mayores por 
la proteasa. Así pues, para producir una hormona peptídica 
pequeña como la insulina, puede ser más eficaz construir un 
gen artificial que codifique solo la hormona final y no la pro-
teína completa de la que procede de forma natural. La sínte-
sis química también permite sintetizar genes modificados que 
pueden crear nuevas proteínas de utilidad. El método sinté-
tico fue usado inicialmente sobretodo para la producción de 
insulina humana en bacterias. Cabe mencionar que un gen 
Figura 11.23 DNA complementario (cDNA). Pasos de la síntesis de un
cDNA sin intrones que se corresponde con un gen eucariótico mediante una 
PCR con transcriptasa inversa (RT-PCR).
1 2 35′ 3′
1 2 33′ 5′
1 2 35′ 3′
Exón
Promotor Codón
de inicio
5′ cap Codón
de inicio
Codón
de inicio
Codón de
parada
Codón
de parada
Codón
de parada
Sitio
poli(A)
Transcripción y 
procesamiento
RT-PCR (véase 
Figura 11.6)
A A A A
T T T T
Gen
eucariótico
1 2 35′ 3′
1 2 33′ 5′cDNA
mRNA
maduro
 A A A A 
GluLysGlu HisTyr COOH
Proteína
Met TrpH2N
3′
3′
3′
3′
3′
3′
5′
AACC A
T A C A C C
T A C A C C
T A C A C C
T A C A C C
5′
5′
5′
5′
T A C A C C
A T A
A T A
A T A
A T G
A T G
G T A
G T A
G T A
G T G
G T A
T T C
T T C
T T C
T T C
T T C
C T C
C T C
C T C
C T C
C T C 5′
y así sucesivamente
C T C
C T C
C T C
C T T
C T C
A U G U G G U A U G A G C A U A A G G A G
Posibles codones de mRNA
Oligonucleótidos de DNA (sondas posibles)
Secuencia de DNA preferente (basadas en la
preferencia codónica del organismo)
Figura 11.24 Deducción de la mejor secuencia de una sonda de
oligonucleótidos a partir de la secuencia de aminoácidos de la proteína. 
Dado que muchos aminoácidos están codificados por varios codones, son 
posibles muchas sondas de ácido nucleico para una secuencia determinada de 
polipéptidos. Si se conoce el uso de codones que tiene el organismo deseado, 
se puede seleccionar una secuencia preferida. No es imprescindible conseguir 
una precisión exacta, puesto que una pequeña proporción de apareamientos 
erróneos es tolerable, especialmente en el caso de sondas largas.
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