Transformación xenética: Diferenzas entre revisións

Contido eliminado Contido engadido
Angeldomcer (conversa | contribucións)
mSen resumo de edición
Miguelferig (conversa | contribucións)
Sen resumo de edición
Liña 4:
==Historia==
{{VT|Experimento de Avery-McLeod-McCarty}}
A transformación foi descuberta en 1928 polo bacteriólogo británico [[Frederick Griffith]]. Griffith estaba traballando co ''[[Streptococcus pneumoniae]]'', bacteria que ten dúas estirpescepas, unha virulenta ou S e outra non virulenta ou R. Griffith descubriu que a estirpecepa non virulenta de ''[[Streptococcus pneumoniae]]'' podía ser transformada en virulenta se a mesturábamos con bacterias da estirpecepa virulenta mortas por calor. Griffith supuxo que algún "principio transformante" pasaba das células mortas virulentas ás células vivas non virulentas, que dese modo se ''transformaban'' en virulentas, pero non puido identificar que substancia era o principio transformador. En 1944 [[Oswald Avery]], [[Colin MacLeod]], e [[Maclyn McCarty]] identificaron o principio transformador como o ADN, o que serviu para demostrar que o ADN é a molécula que contén a información xenética nas células (o que ata entón se poñía en dúbida). Parte do ADN dos ''Streptococcus'' S pasaba ás células R, provocando a transformación. <ref>{{cite book|title = The Transformation of Genetics by DNA: An Anniversary Celebration of AVERY, MACLEOD and MCCARTY(1944) in ''Anecdotal, Historical and Critical Commentaries on Genetics'' | last = Lederberg | first = Joshua| authorlink = Joshua Lederberg | year= 1994 | publisher = The Rockfeller University, New York, New York 10021-6399 | pmid = 8150273}}</ref>
 
Pensábase inicialmente que ''[[Escherichia coli]]'', unha bacteria utilizada correntemente como organismo de laboratorio, non podía experimentar transformación. Porén, en 1970, Morton Mandel e Akiko Higa demostraron que ''E. coli'' pode ser inducida a captar ADN do [[fago lambda|bacteriófago λ]] sen ter que utilizar [[fago axudante|fagos axudantes]] despois de ser tratada con solucións de [[cloruro de calcio]]. <ref>{{cite journal|doi = 10.1016/0022-2836(70)90051-3 |title = Calcium-dependent bacteriophage DNA infection | last = Mandel | first = Morton | coauthors = Higa, Akiko | journal = Journal of Molecular Biology | year= 1970 | url = http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0022283670900513 | volume = 53 |issue = 1 |pages = 159–162|pmid = 4922220 }}</ref> Dous anos despois en 1972, Stanley Cohen, Annie Chang e Leslie Hsu demostraron que o tratamento con CaCl<sub>2</sub> é tamén efectivo para a transformación de ADN de plásmidos. <ref>{{cite journal|doi = 10.1073/pnas.69.8.2110|title = Nonchromosomal Antibiotic Resistance in Bacteria: Genetic Transformation of Escherichia coli by R-Factor DNA | last = Cohen | first = Stanley | authorlink = Stanley Cohen (biochemist) | coauthors = Chang, Annie and Hsu, Leslie | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences | year= 1972 | url = http://www.pnas.org/content/69/8/2110.abstract|pmid = 4559594|volume = 69|issue = 8|pages = 2110–4|pmc = 426879}}</ref> O método de transformación de Mandel e Higa foi despois mellorado por [[Douglas Hanahan]]. <ref> Hanahan, D. (1983). "Studies on transformation of Escherichia coli with plasmids". Journal of Molecular Biology 166 (4): 557–580. doi:10.1016/S0022-2836(83)80284-8. PMID 6345791. </ref> O descubrimento da existencia de competencia inducida artificialmente en ''E. coli'' proporcionou un eficiente e útil procedemento para provocar a transformación de bacterias, que permitiu simplificar os métodos de [[clonaxe molecular]] en [[biotecnoloxía]] e [[investigación]], e que se converteu nun procedemento de rutina nos laboratorios.
 
A transformación utilizando [[electroporación]] desenvolveuse a finais da década de 1980, e incrementou a eficiencia da transformación in vitro e o número de estirpescepas bacterianas que se podían transformar. <ref>{{cite journal|title = Transformation of various species of gram-negative bacteria belonging to 11 different genera by electroporation | last = Wirth | first = Reinhard | coauthors = Friesenegger, Anita and Fiedlerand, Stefan | journal = Molecular and General Genetics MGG | year= 1989| url = http://www.springerlink.com/content/xx826w544343jt8l/}}</ref> A transformación de células animais e vexetais investigouse no primeiro [[rato transxénico]] que se creou, inxectando un xene dunha hormona de crecemento da rat<u>a</u> nun embrión de rat<u>o</u> en 1982. <ref>{{cite journal |title = Dramatic growth of mice that develop from eggs microinjected with metallothionein−growth hormone fusion genes | last = Palmiter| first = Richard | coauthors = Ralph L. Brinster, Robert E. Hammer, Myrna E. Trumbauer, Michael G. Rosenfeld, Neal C. Birnberg & Ronald M. Evans | journal = Nature |volume = 300 |issue = 5893 |pages = 611–5 | year= 1982| url = http://www.nature.com/nature/journal/v300/n5893/abs/300611a0.html |pmid = 6958982 |doi = 10.1038/300611a0}}</ref> En 1907 descubriuse que a bacteria ''[[Agrobacterium tumefaciens]]'' causaba tumores nas plantas, e a principios da década de 1970 descubriuse que o axente indutor de tumores era un [[plásmido]] chamado [[plásmido Ti]]. <ref>{{cite web |last = Nester| first = Eugene | title = Agrobacterium: The Natural Genetic Engineer (100 Years Later) | url = http://www.apsnet.org/publications/apsnetfeatures/Pages/Agrobacterium.aspx | accessdate = 14 January 2011}}</ref> Eliminando os xenes do plásmido que causaban o tumor e engadindo novos xenes os investigadores estiveron en condicións de poder infectar plantas con ''A. tumefaciens'' para que a bacteria inserise o ADN seleccionado nos xenoma das plantas. <ref> Zambryski, P.; Joos, H.; Genetello, C.; Leemans, J.; Montagu, M. V.; Schell, J. (1983). "Ti plasmid vector for the introduction of DNA into plant cells without alteration of their normal regeneration capacity". The EMBO Journal 2 (12): 2143–2150. PMC 555426. PMID 16453482. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=555426. </ref> Non todas as plantas son susceptibles ás infección por ''A. tumefaciens'' polo que se desenvolveron métodos alternativos como a [[electroporación]] e a [[microinxección]].<ref>{{cite web |last = Peters| first = Pamela | title = Transforming Plants - Basic Genetic Engineering Techniques | url = http://www.accessexcellence.org/RC/AB/BA/Transforming_Plants.php | accessdate = 28 January 2010}}</ref> O bombardeo de partículas fíxose posible coa invención da "pistola (canón, escopeta) de xenes" ou [[biolística]] por [[John C. Sanford|John Sanford]] en 1990. <ref>{{cite web |last = Voiland | first = Michael | coauthors = McCandless, Linda | title = DEVELOPMENT OF THE "GENE GUN" AT CORNELL | url = http://www.nysaes.cornell.edu/pubs/press/1999/genegun.html | accessdate = 28th january 2010}}</ref>
 
==Mecanismos==
Liña 16:
 
====Competencia natural====
Aproximadamente o 1% das especies bacterianas poden captar de forma natural ADN nas condicións de laboratorio, e máis especies poden captalo nos seus ambientes naturais. O [[ADN]] pode transferirse entre diferentes estirpescepas de bacterias, nun proceso que se denomina [[transferencia horizontal de xenes]]. Algunhas especies cando a célula morre liberan o seu ADN que pode ser captado por outras células, pero a transformación funciona mellor con ADN de especies moi emparentadas. Estas bacterias competentes de forma natural teñen conxuntos de [[xene]]s que proporcionan a maquinaria proteica necesaria para transportar o ADN a través das membranas celulares. O transporte de ADN exóxeno nas células pode requirir proteinas que están implicadas na ensamblaxe de [[pili de tipo IV]] e sistemas de secreción de tipo II (T2SS), xunto cun complexo ADN [[translocase]] na [[membrana plasmática]]. <ref>{{cite journal |author=Chen I, Dubnau D |title=DNA uptake during bacterial transformation |journal=Nat. Rev. Microbiol. |volume=2 |issue=3 |pages=241–9 |year=2004 |pmid=15083159 |doi=10.1038/nrmicro844}}</ref>
Debido ás diferenzas de estrutura das envolturas celulares das bacterias [[Gram positiva]]s e [[Gram negativa]]s, hai tamén algunhas diferenzas nos mecanismos da captación do ADN entre estas células, pero a maioría delas comparten características comúns que implican a proteínas relacionadas. O ADN únese primeiro á superficie de células competentes nun receptor do ADN, e pasa a través da membrana plasmática utilizando unha ADN translocase. <ref> Lacks, S.; Greenberg, B.; Neuberger, M. (1974). "Role of a Deoxyribonuclease in the Genetic Transformation of Diplococcus pneumoniae". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 71 (6): 2305–2309. PMC 388441. PMID 4152205. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=388441.</ref> Só pode atravesar o ADN monocatenario, polo que unha nuclease degrada a outra cadea durante o proceso, e o ADN monocatenario translocado pode despois integrarse no cromosoma bacteriano por medio dun proceso dependente de [[RecA]]. Nas células Gram negativas, debido á presenza dunha membrana extra, o ADN require a presenza de canais formados por [[secretina]]s na membrana externa da súa [[parede celular|parede]]. Poden requirirse [[pilina]]s para que exista competencia, pero non está claro. <ref>Long, C. D.; Tobiason, D. M.; Lazio, M. P.; Kline, K. A.; Seifert, H. S. (2003). "Low-Level Pilin Expression Allows for Substantial DNA Transformation Competence in Neisseria gonorrhoeae". Infection and immunity 71 (11): 6279–6291. PMC 219589. PMID 14573647. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=219589.</ref> A captación do ADN xeralmente non é específico de secuencia, aínda que nalgunahs especies a presenza de secuencias de captación de ADN específicas pode facilitar a captación eficiente do ADN. <ref> Sisco, K. L.; Smith, H. O. (1979). "Sequence-specific DNA uptake in Haemophilus transformation". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 76 (2): 972–976. PMC 383110. PMID 311478. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=383110.</ref>