Manipulación genética de las plantas: cómo se hace

Para transferir ADN a una planta se utilizan diversos vectores , que sirven de vehículo transmisor, burlando los mecanismos celulares que normalmente impedirían la incorporación de una información genética extraña. Los vectores más utilizados son plásmidos bacterianos, pequeñas moléculas circulares de ADN presentes en muchas bacterias, que tienen gran facilidad para migrar y recombinarse y que las bacterias utilizan para intercambiar información genética. También se utilizan virus mutilados (en los que se ha eliminado la información genética potencialmente dañina), que tienen una gran capacidad invasora y pueden incorporar su propia información genética al ADN de la planta.

El gen extraño que interesa transferir se inserta en el virus mutilado o en plásmidos, generalmente de la bacteria Agrobacterium tumefaciens, que en la Naturaleza coloniza una amplia gama de plantas y transfiere su propio ADN a las células vegetales huésped, formando tumores que conocemos con el nombre de agallas. A continuación se infecta un cultivo de células vegetales con el virus recombinante o con cepas mutiladas de A. tumefaciens portadoras del plásmido con el transgen. También se puede introducir el ADN extraño en las células mediante microinyección, mediante electroporosis o mediante el bombardeo con microproyectiles recubiertos de plásmidos recombinantes.

En todos los casos, el ADN extraño transferido ha de ir acompañado de una secuencia genética “promotora” que active su expresión en la célula huésped. El promotor es el interruptor de encendido y apagado que controla cuándo y dónde se expresará el gen en la planta. Los promotores más utilizados en ingeniería genética proceden de virus y son promotores muy potentes, dado que su función es activar el gen extraño, que ha de burlar los mecanismos de regulación de la célula huésped. Hasta la fecha la mayoría de los promotores son constitutivos, que activan el gen durante todo el ciclo biológico de la planta y en la mayoría de los tejidos.

Además de la información genética que interesa transferir a la planta , y dado que las tecnologías de ingeniería genética tienen un amplio margen de error, para poder seleccionar las células vegetales transformadas se inserta en el vector un gen “marcador”. En la mayoría de las variedades transgénicas desarrolladas hasta la fecha, el “marcador” utilizado ha sido un gen de resistencia a los antibióticos, que hace que determinadas bacterias sean resistentes a la acción de los antibióticos. La incorporación de este gen “marcador” permite eliminar las células que no han adquirido el ADN extraño mediante el sencillo procedimiento de tratar con el antibiótico el cultivo celular sometido al proceso de manipulación genética. Se supone que todas las células que sobreviven a este tratamiento han incorporado la información genética deseada.

Una vez seleccionadas, las células transformadas se desarrollan en un cultivo in vitro para regenerar plantas completas, que en teoría habrán incorporado el gen extraño y lo llevarán en todas sus células.

Sin embargo, ninguno de estos procedimientos es capaz en la práctica de controlar con exactitud en qué parte del genoma de la célula huésped se inserta el gen extraño, o el número de genes insertados, o si la inserción será estable [1]. Esta incertidumbre es aún mayor en el caso de transformación mediante la técnica de bombardeo de microproyectiles, que pueden recoger otros materiales genéticos en el trayecto hacia el núcleo de la célula, incorporándolo al genoma. En este caso es habitual que ocurran reordenaciones del vector de transformación y del propio gen extraño insertado, y que se inserten copias múltiples y fragmentos de estas copias al azar en todo el genoma. Si un fragmento genético se inserta en medio de una secuencia genética funcional, puede alterar la producción de proteínas y perturbar el normal desarrollo y comportamiento de la planta. No es de extrañar, por tanto, que el proceso de manipulación de los cultivos pueda dar lugar a efectos indeseados e imprevistos, a veces imperceptibles o que se manifiestan únicamente en situaciones de stress [2]. De hecho, más del 99% de las plantas transformadas mediante ingeniería genética han de ser eliminadas dado que al desarrollarse aparecen rasgos aberrantes, no intencionados ni deseados, según reconocen las propias compañías biotecnológicas. La última fase del desarrollo de plantas transgénicas, incluye necesariamente un proceso de selección de las plantas regeneradas a partir de las células transformadas, para eliminar las que exhiben caracteres anómalos o alteraciones no buscadas [3].

La utilización de Agrobacterium tumefaciens en la manipulación genética de las plantas supone también riesgos de consideración, ya que la bacteria es difícil de eliminar de las células transformadas, pudiendo servir de vehículo de transferencia genética horizontal (desde la planta transformada a otras bacterias o células, incluso a células humanas) [4].




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