Transferencia de genes

Bajo la Transferencia de genes se refiere a la transferencia artificial o natural de material genético extraño a un óvulo fertilizado. Más precisamente, los genes individuales se transfieren de un organismo donante a un organismo receptor. Se hace una distinción entre transferencia de genes horizontal y vertical. La transferencia de genes puede tener lugar mediante transformación, conjugación o transfección. Los procesos técnicos son, por ejemplo, la microinyección o el método biolístico, también conocido como “pistola de genes”.

¿Qué es una transferencia genética?

La transferencia horizontal de genes es un proceso en el que el material genético se toma o se transmite sin vías de reproducción sexual e independientemente de los límites de las especies. Un gen con una determinada propiedad se introduce en un genoma y se activa allí. Más precisamente, esto significa que el material genético no se transfiere a lo largo de un linaje, mientras que la transferencia genética vertical tiene lugar a través de antepasados ​​a la descendencia.

En la teoría de la evolución, la transferencia horizontal de genes proporciona una explicación para la aparición de, por ejemplo, microorganismos que se caracterizan por importantes avances en el desarrollo. A partir de esto, a su vez, la transmisión vertical debe diferenciarse como una forma especial, mediante la cual los patógenos se transmiten a otra a través de la composición genética de una generación infectada.

Se ha probado la transferencia horizontal en microorganismos e invertebrados. Por ejemplo, los genes que son resistentes a los antibióticos se propagan entre las bacterias. En el caso de la bacteria Wolbachia, por otro lado, un genoma completo se introduce de contrabando en las células de una mosca de la fruta, incluso si solo algunos de los genes posteriormente asumen ciertas funciones.

Debido a la rápida descomposición del ADN tansgénico fuera de una célula, es poco probable que se produzca una transferencia horizontal de genes en la fauna microbiológica. La mayoría tiene lugar en el laboratorio. La aparición de diferentes resistencias y patógenos por sí sola podría, a su vez, proporcionar información sobre una transferencia de genes que ocurre naturalmente.

Esta transferencia de genes se ha demostrado, por ejemplo, en la bacteria del suelo "Agrobacterium tumefaciens", que tiene la capacidad de transferir ADN a las células vegetales, un proceso que fue descrito por primera vez por los biólogos moleculares belgas Marc Van Montagu y Jozef Schell en 1983, y en la bacteria bacilo gramnegativa "Bartonella henselae", que es capaz de transferir ADN a las células eucariotas a través de su propio sistema de transporte.

La transferencia vertical de genes, a su vez, es un cruce que ocurre en dos individuos o plantas sobre una base sexual, por lo que los genes se transmiten a las siguientes generaciones. Estamos hablando de un paso por la línea vertical de descenso.

Si, por ejemplo, se cruzan plantas transgénicas y no transgénicas, las plantas no transgénicas también absorben las construcciones de los genes. También se puede transmitir a los cromosomas que tienen defectos genéticos.

En el caso de los microorganismos, la transmisión de ADN a la descendencia se denomina transmisión vertical. Este término también describe la transmisión de patógenos durante el embarazo, el proceso de nacimiento y después del nacimiento de la madre al niño. Aquí pueden ocurrir enfermedades infecciosas, como la rubéola o el VIH.

Función y tarea

En ingeniería genética, la transferencia genética horizontal se utiliza para crear organismos modificados genéticamente. El procedimiento incluye numerosos métodos que dependen del cambio en cuestión, por ejemplo, si es un procariota o un eucariota. El primero describe seres vivos que no tienen núcleo. Estos son, por ejemplo, bacterias, más precisamente eubacterias y arqueobacterias. Se caracterizan por una alta adaptabilidad biológica y morfología simple, no tienen mitocondrias, un genoma libre en el citoplasma, tienen una matriz extracelular compleja y ADN adicional.

En consecuencia, los eucariotas son organismos que tienen un núcleo y se desarrollan a partir de células parentales que lo contienen. Estos a su vez pueden ser esporas o cigotos. Un cigoto es una célula diploide que ha surgido de los óvulos y los espermatozoides. Las esporas son microorganismos unitarios o multicelulares con una alta resistencia a las influencias ambientales.

En los procariotas tiene lugar la transformación, la transducción y la conjugación; en los eucariotas, la transfección. Durante la transducción, una infección con bacteriófagos transfiere fragmentos de ADN entre dos bacterias. Durante la conjugación, el ADN se transfiere de una bacteria a otra. También de donante a receptor a través de los límites de las especies. Las bacterias que actúan como donantes tienen el factor F que hace posible la conjugación en primer lugar. Se crea una conexión entre las bacterias por medio de un puente de plasma y el donante transfiere el plásmido al receptor. La transformación, a su vez, es la absorción de ADN libre por las bacterias.

Enfermedades y dolencias

Los investigadores ahora han podido demostrar que los genes humanos no solo se transfirieron de una generación a la siguiente a través de la transferencia vertical de genes, sino que los humanos también los tomaron de las bacterias en el curso de la evolución. Más de cien genes de microorganismos llegaron al genoma humano a través de la transferencia horizontal de genes.

El resultado de la investigación causó revuelo por primera vez en 2001, pero todavía se consideraba controvertido. A medida que se dispuso de una base de datos de genomas más extensa a medida que avanzaban los años, los científicos británicos compararon genes de especies de moscas de la fruta, primates, diversos gusanos redondos y seres humanos con la composición genética de los microorganismos. El resultado en humanos fueron 145 genes, que originalmente provienen del mundo de los microbios y también cumplen tareas importantes, por ejemplo, están involucrados en el metabolismo de los lípidos o en diversas reacciones inmunes.

Esta transferencia de genes horizontal probablemente se produce en un momento en que las diferentes especies aún no se habían dividido. Por el contrario, la transferencia de genes en esta forma ha existido hasta el día de hoy en nematodos y moscas de la fruta. Aún no se ha aclarado cómo se introdujeron estas bacterias en el genoma humano. Una posible explicación son los virus que pueden haber servido como medio de transporte.

En general, la transferencia de genes puede tener un efecto positivo en la salud de los organismos al hacerlos inmunes a la susceptibilidad externa, pero también puede ocurrir lo contrario, por lo que los patógenos, como en el caso del virus HI, se transmiten a otro organismo.