Una molécula de ADN recombinante es una molécula de ADN construida artificialmente uniendo fragmentos de procedencias distintas, que en la naturaleza nunca estarían juntos. Lo habitual es que combine un vector con el gen que se quiere estudiar o producir.
Un plásmido bacteriano es una pequeña molécula de ADN circular y bicatenario que muchas bacterias poseen al margen de su cromosoma. Se replica de forma independiente, suele llevar genes accesorios —con frecuencia de resistencia a antibióticos— y puede pasar de una bacteria a otra. Es el vector más empleado en ingeniería genética precisamente por ser pequeño, circular, autorreplicativo y fácil de cortar y de reintroducir.
La finalidad de introducirla en un huésped como Escherichia coli es doble. Por un lado, clonar el gen: como la bacteria se divide cada veinte minutos y con ella se replica el plásmido, en pocas horas se obtienen millones de copias idénticas del fragmento, cantidad suficiente para trabajar con él. Por otro, expresarlo: si el gen va acompañado de un promotor que la bacteria reconozca, esta lo transcribirá y lo traducirá, fabricando la proteína en cantidades industriales. Es lo que se hace con la insulina humana.
i) Aislamiento del fragmento de interés. Se extrae el ADN del organismo donante y se corta con una enzima de restricción que reconoce una secuencia palindrómica concreta y secciona las dos hebras dejando extremos cohesivos. Si se parte del ARN mensajero, se obtiene antes el ADN complementario con la transcriptasa inversa.
ii) Apertura del vector. Se corta el plásmido con la misma enzima de restricción, para que sus extremos resulten complementarios de los del fragmento.
iii) Ligación. Se mezclan ambos: los extremos cohesivos se aparean por complementariedad de bases y la ADN ligasa suelda los enlaces fosfodiéster que faltan. Se obtiene así el plásmido recombinante.
Es esencial emplear la misma enzima de restricción en los dos cortes: si fueran distintas, los extremos no encajarían y la ligasa no tendría nada que sellar.
Un organismo transgénico, u organismo modificado genéticamente, es aquel en cuyo genoma se ha introducido de forma estable un gen procedente de otro organismo, a menudo de otra especie. Ese gen, llamado transgén, se expresa en el receptor confiriéndole una característica nueva, y se transmite a su descendencia.
Como aplicaciones cabe citar, en el campo sanitario, la producción de proteínas terapéuticas recombinantes: la insulina para los diabéticos, la hormona del crecimiento o los factores de coagulación se obtienen hoy de bacterias o levaduras transgénicas, con lo que se consigue la proteína humana exacta, en cantidad ilimitada y sin riesgo de transmitir enfermedades.
Y en el campo agrícola, la obtención de plantas transgénicas resistentes a plagas, a herbicidas o a la sequía, o enriquecidas en nutrientes, como el arroz dorado, al que se han añadido genes para que sintetice el precursor de la vitamina A.
Podrían citarse igualmente la terapia génica, la biorremediación de suelos y aguas contaminadas y la identificación genética en medicina forense.