Biologia de los microorganismos (559)

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362 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
MINIRREVISIÓN
 ¿Por qué las vacunas recombinantes pueden ser más seguras 
que algunas vacunas producidas por métodos tradicionales?
 ¿Cuáles son las principales diferencias entre una vacuna 
recombinante viva atenuada, una vacuna de vector y una 
vacuna de subunidades?
11.15 Prospección de genomas
Del mismo modo que el contenido genético de un organismo 
se conoce con el nombre de genoma, el conjunto de genomas 
de un medio natural se conoce con el nombre de metagenoma 
(  Secciones 6.10 y 18.7). Los ambientes complejos, como el 
suelo fértil, contienen un vasto número de bacterias que nunca 
se han cultivado y otros microorganismos, junto con los virus 
que los parasitan (  Sección 6.10). En conjunto, estos microor-
ganismos contienen a su vez cantidades enormes de genes nue-
vos no identificados. De hecho, la mayor parte de la información 
genética de la Tierra se encuentra en los microorganismos que 
no han sido cultivados y en sus virus. ¿Cómo puede la ingenie-
ría genética aprovechar este recurso?
Minería de genes ambientales
La minería de genes es el proceso mediante el cual se aíslan 
genes nuevos potencialmente útiles procedentes del medio 
ambiente, sin haber cultivado previamente los organismos 
que los contienen. En la minería de genes el DNA (o el RNA) 
se aísla directamente de muestras ambientales y se clona en 
vectores adecuados para construir una biblioteca metagenó-
mica (Figura 11.33). El ácido nucleico contiene genes que pro-
ceden de organismos viables así como DNA procedente de 
organismos muertos que se ha liberado al medio ambiente y 
todavía no se ha degradado. Si se aísla RNA, se debe transfor-
mar en una copia de DNA mediante la transcriptasa inversa 
(Figura  11.6). No obstante, el aislamiento de RNA es más 
lento y limita la biblioteca metagenómica solo a los genes que 
han sido transcritos en el ambiente del que se han extraído 
las muestras.
los humanos, las vacunas del virus vaccinia son relativamente 
benignas, por lo que su uso probablemente aumentará en los 
próximos años.
Vacunas de subunidades
No es necesario que las vacunas recombinantes incluyan todo 
el conjunto de proteínas del organismo patógeno. Las vacunas 
de subunidades pueden contener solo una o dos proteínas espe-
cíficas de un organismo patógeno. En el caso de los virus, se 
suelen emplear proteínas de la cubierta, puesto que normal-
mente son muy inmunógenas. Las proteínas de la cubierta de 
los virus se purifican y se utilizan en grandes dosis para pro-
ducir un nivel elevado y rápido de inmunidad. Las vacunas de 
subunidades son muy populares hoy en día porque pueden uti-
lizarse para producir grandes cantidades de proteínas inmu-
nógenas sin la posibilidad de que los productos purificados 
contengan todo el organismo patógeno. Algunas veces solo se 
expresan determinadas partes de la proteína vírica en lugar de 
la proteína completa, porque las células inmunitarias y los anti-
cuerpos normalmente reaccionan solo con fragmentos peque-
ños de la proteína.
Las vacunas de subunidades a veces son muy poco inmunó-
genas y no consiguen ofrecer protección en los ensayos expe-
rimentales de infección. Esto sucede normalmente porque las 
proteínas recombinantes producidas por bacterias no están gli-
cosiladas, y la glicosilación es necesaria para que las proteínas 
sean inmunológicamente activas. La glicosilación tiene lugar en 
el virus intacto durante el proceso de infección en el animal hos-
pedador. Para resolver este problema en una vacuna de subuni-
dades, puede ser necesario un hospedador eucariótico para la 
clonación. Por ejemplo, la primera vacuna de subunidad vírica 
autorizada para su uso en humanos (contra el virus de la hepa-
titis B) se fabricó utilizando levaduras. El gen que codifica la 
proteína de la cubierta del virus de la hepatitis B fue clonado y 
expresado en una levadura. La proteína producida fue glicosi-
lada y formó agregados muy parecidos a los hallados en pacien-
tes infectados con el virus. Estos agregados se purificaron y se 
utilizaron de forma eficaz para vacunar a las personas contra la 
infección del virus de la hepatitis B.
Figura 11.33 Búsqueda metagenómica ambiental de genes útiles. Las muestras de DNA se obtienen de distintos lugares, como agua del mar, suelo
forestal o suelo agrícola. Se construye luego una biblioteca de clones usando cromosomas artificiales bacterianos (BACs) y se criba en busca de genes de interés. 
Los genes potencialmente útiles se analizan luego más a fondo.
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