BiotecnologiA

Mejora genética: Ingeniería genética

(Para una ampliación sobre ingeniería genética, especialmente por lo que respecta a la creación y rastreo de genotecas, véase artículo acompañante).

Tradicionalmente, la manera de mejorar genéticamente los organismos industriales reposaba en

la inducción de mutaciones (con mutágenos), seguida de selección o rastreo de los mejores mutantes. La búsqueda de mejoras en la producción de proteínas (incluyendo enzimas) es más fácil que la de la producción de otras moléculas (polisacáridos, antibióticos, aminoácidos, etc), porque cada proteína depende normalmente de un solo gen, mientras que los metabolitos se sintetizan por rutas complejas donde intervienen varias enzimas, cada una sintetizada por un gen diferente, y con regulaciones a menudo complicadas.

en los protocolos de selección, se suele aplicar una presión selectiva que favorece el crecimiento del tipo de mutantes buscados, en detrimento del resto de microorganismos

en los protocolos de rastreo (screening, en inglés) crecen todos los microorganismos, pero se pueden identificar las variantes deseadas sobre la base de que presentan ciertas características que las diferencian de las demás

la mezcla de genomas mediante fenómenos de sexualidad, o parasexualidad (las bacterias no tienen sexo, pero algunas tienen fenómenos parasexuales como la conjugación, que se pueden aprovechar para transferir material genético de unas cepas a otras).

Algunos inconvenientes de estas técnicas tradicionales de mejora:

los programas de mejora suelen ser muy largos y tediosos, y a menudo no dan los resultados deseados

el efecto principal de la mutagénesis es originar mutaciones aleatorias en el organismo, la mayor parte de las cuales son negativas para su supervivencia, o empeoran algunas de sus características originales. Raramente se dan mutaciones que conducen a la aparición de propiedades nuevas positivas, y en todo caso, el proceso de su búsqueda es a menudo muy complicado. Además, incluso cuando se selecciona un tipo estimado adecuado, a menudo presenta otras mutaciones que son negativas (p. ej., haciendo que crezca más lentamente, o que sea más sensible a factores ambientales)

lo anterior obliga a trasladar la mutación "positiva" a un fondo genético distinto (normalmente una cepa silvestre o que ya había sido seleccionada como buena en un programa anterior). Esto complica y alarga la mejora genética, e incluso en algunos organismos no se logra la adecuada introgresión de ese rasgo en la cepa deseada.

frecuentemente los organismos seleccionados para la producción acumulan mutaciones desconocidas que no se caracterizan

muchos microorganismos industriales carecen de ciclos sexuales, lo que dificulta e incluso impide transferir rasgos útiles de modo sencillo, dejando como única alternativa la mutagénesis y selección

en las especies dotadas de sexualidad, la mejora por recombinación genética está limitada al cruce entre razas de la misma especie, o de especies compatibles

Pero la llegada de la Ingeniería genética ha supuesto la superación de muchos problemas que tenía la mejora clásica, sobre todo en aquellos microorganismos que carecen de sexualidad. Además, permite mejoras menos aleatorias y más precisas, transfiriendo genes de cualquier origen al organismo donde queremos expresarlos.

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