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• Marcia Vergara Acuña

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INGENIERIA GENETICA EN MICROORGANISMOS Y MEJORAMIENTO DE CEPAS INDUSTRIALES. INGENIERÍA GENÉTICA: Se llama ingeniería genética a una serie de técnicas que permiten la transferencia programada de genes entre distintos organismos. Las aplicaciones de la ingeniería genética pueden ser divididas en cinco áreas de trabajo. La ingeniería genética puede usarse: 

La ingeniería genética como tal no es una ciencia, sino un compendio de técnicas para



aislar y modificar los genes.

 

En microorganismos

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En las plantas

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En los animales



En células cultivadas de animales, plantas o humanos



En humanos

Ingeniería genética en microorganismos Microorganismos manipulados por ingeniería genética pueden ser usados para fabricar proteínas humanas para aplicaciones médicas. En 1978 se consiguió que una bacteria "programada" fabricara insulina humana, que se comercializa desde 1982. Gracias a esto es posible obtener insulina en grandes cantidades y con bajos costos. Esto se ha conseguido también con otras proteínas humanas como hormona del crecimiento y factores de la coagulación. Estos microorganismos también se han usado en la agricultura, pues son capaces de mejorar las cosechas al proporcionar resistencia a heladas, enfermedades, herbicidas y otros factores.

 Virus Los virus bacterianos (bacteriófagos o fagos) se utilizaron mucho en los comienzos de la Ingeniería Genética como herramientas (vectores) de clonación y expresión, si bien su uso actual se ha reducido a medida que se han desarrollado nuevos vectores plasmídicos (ver más adelante). Sin embargo, los virus animales siguen teniendo un papel relevante para el desarrollo de sistemas de expresión en células superiores y son herramientas de gran valor para el desarrollo de vacunas y para implementar las tecnologías de terapia génica.  Bacterias Las bacterias son los seres vivos más utilizados en los procesos biotecnológicos. Aunque son muchas las cepas bacterianas que se emplean en la actualidad, la enterobacteria Escherichia coli ocupa el primer lugar en la lista (Cornelis, 2000; Swartz, 2001). Prácticamente todos los procesos de Ingeniería Genética pasan por alguna etapa en la que interviene E. coli. Otros géneros bacterianos utilizados con cierta profusión son Bacillus, Pseudomonas, y los actinomicetos (Streptomyces, Corynebacterium, Nocardia).  Levaduras y hongos Las levaduras y los hongos son junto con las bacterias los sistemas que más se utilizan en Ingeniería Genética. El sistema de Saccharomyces cerevisiae se utiliza casi tanto como el de E. coli y no en vano fue por algo el primer genoma eucariota secuenciado completamente. Otras levaduras interesantes son Pichia pastoris, Kluyveromyces y Hansenula polymorpha. La levadura P. pastoris se ha usado para producir grandes cantidades de proteínas, gracias a que es capaz de crecer en los reactores hasta alcanzar muy altas densidades celulares. Por ejemplo, se ha utilizado para producir quitinasa humana en cultivo continuo (0,3 g/L/día) o proinsulina humana en un sistema discontinuo (1,5 g/L) (Cereghino y col., 2002). Entre los hongos es el Aspergillus en el que más se han desarrollado las herramientas genéticas aunque por su importancia en el campo de los antibióticos Penicillium ha recibido también mucha atención.

MEJORAMIENTO DE CEPAS INDUSTRIALES La mejora genética de cepas industriales a través de la ingeniería genética clásica (por ejemplo, la mutagénesis o la fusión del protoplasto) ha cedido el paso en los últimos 20 años a la tecnología del ADN recombinante. Los objetivos más importantes de la mejora de las cepas, implican la mejora de las tecnologías y de la calidad de la vinificación, como por ejemplo una buena evolución de la fermentación, una mayor tolerancia al etanol, una mejor utilización de los azúcares y asimilación del nitrógeno y la mejora de las características organolépticas (Blondin y Dequin 1998; Dequin 2001; Dequin et al. 2003; Pretorius 2000; Pretorius y Bauer 2002; Pretorius et al. 2003) (Tabla 2). Métodos genéticos para mejora de cepas industriales 

Mutación y selección.

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Hibridación y recombinación.

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Transformación, Conjugación y Transducción (bacterias).

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Clonado y expresión de genes.