Transferencia de genes: El caso de la planta de tabaco resplandeciente.
En esta entrada te contamos sobre la transferencia de genes. Un espectacular avance de la ciencia.
El Agrobacterium tumefaciens es una bacteria común del suelo que infecta a las plantas, produciendo una tumefacción o tumor del tejido, como conocido como agalla de corona.
Aún si se destruyen las bacterias con antibióticos, la agalla de corona continúa creciendo una vez se inicia. Las investigaciones han demostrado que la causa de esta agalla no es el Agrocaterium tumefaciens mismo, sino un plásmido relativamente grande (de 200.000 pares de bases) contenido en la bacteria. Parte de este plásmido, que se conoce como Ti (inductor de tumor), se integra en el DNA de la célula vegetal hospedadora. La enfermedad de agalla de corona es el único caso documentado hasta ahora de recombinación genética que ocurre naturalmente entre células procarióticas y eucarióticas.
Para tratar de comprender de qué manera el plásmido Ti ejerce sus efectos, se ha usado tecnología de DNA recombinante para examinar sus genes. Tres de sus genes, según se ha encontrado, rigen la síntesis de hormonas vegetales, que actúan directamente sobre las células de la agalla para promover su crecimiento.
Uno o más genes adicionales subvierten la maquinaria celular para producir aminoácidos desusados, llamados opinas, que pueden ser utilizados por las células de la agalla, pero no por las células normales. Además, las opinas actúan como afrodisíacos moleculares, incrementando la conjugación bacteriana y promoviendo así la diseminación del plásmido Ti en bacterias no infectadas. En efecto, el Ti asume y dirige las actividades de sus dos hospedadores, las células bacterianas y las células vegetales, para promover su propia multiplicación.
Transferencia de genes en el laboratorio
El plásmito Ti ha suscitado considerable atención no solamente a raíz de sus notables propiedades, sino también por ser un vector potencial para transportar genes útiles a plantas cultivadas. Entre los genes que son candidatos para esta transferencia, se encuentran los que confieren resistencia a las principales enfermedades de las plantas y los requeridos para la fotosíntesis C4 y para la fijación del nitrógeno.
En un experimento de hace algunas décadas, investigadores de la Universidad de California y San Diego aislaron el gen para la enzima luciferasa de las luciérnagas. El sustrato para la luciferasa es una proteína llamada luciferina; en presencia de oxígeno, la luciferina + luciferasa y ATP producen bioluminiscencia, como se ve en el destello de la luciérnaga. El gen de la luciferasa fue clonado en E. coli y luego empalmado en el cromosoma de un virus vegetal, lo cual le suministró una secuencia regulatoria.
El cromosoma viral modificado se insertó luego en plásmidos Ti, los plásmidos fueron transferidos a las bacterias y las bacterias se incubaron con células foliares del tabaco. Las células formaron una masa de tejido, conocido como callo, a partir del cual se obtuvieron nuevas plantas en medio de crecimiento adecuado. Las nuevas plantas, fueron regadas con una solución que contenía luciferina. ¡Las plantas resplandecían!
Uno de los problemas técnicos con que se tropieza cuando se intenta transferir genes, es saber si un gen determinado realmente ha sido introducido en una nueva célula hospedadora, y si una vez transferido está dirigiendo la síntesis de proteína. La luciferasa proporciona claramente una señal extraordinaria de que realmente ha ocurrido la transferencia del gen.
Fuente: Biología. Curtis & Barnes.
