¿Cómo juegan los científicos con la modificación genética?
¿Cómo las personas transmiten genes a sus hijos? La respuesta es clara. Es a través de la fusión mutua de espermatozoides y óvulos, es decir, la fertilización, que los genes se transmiten a la siguiente generación. Este es un fenómeno de transferencia de genes. Además de los espermatozoides y los óvulos que pueden transferir genes mediante la fertilización, ¿existen otras formas de transferencia de genes? La respuesta es sí, las bacterias y los virus pueden transferir genes. Los bacteriófagos son virus que "comen" E. coli. Puede transferir genes de E. coli flagelada que ha sido "comida" a un nuevo huésped, lo que hace que el nuevo huésped E. coli sin flagelos desarrolle flagelos.
La transferencia genética es un fenómeno natural muy fascinante. ¿Podemos manipular genes con manos humanas? Aunque muchos científicos han explorado y tratado activamente de encontrar las condiciones para la transferencia de genes desde muchos aspectos, todos han fracasado. No fue hasta 1967 y 1968 que los científicos descubrieron la "ADN ligasa" y la "endonucleasa de restricción", y apareció el amanecer de la transferencia artificial de genes. Estas dos enzimas son enzimas herramienta que se pueden utilizar para "desmontar" e "instalar" el ADN. La llamada ADN ligasa es una proteína que puede conectar fragmentos de ADN entre sí, mientras que una enzima de restricción es una proteína que puede cortar una determinada sección de ADN en la molécula de ADN.
Con estas dos enzimas, los científicos deseosos de transferir genes no ven la hora de empezar a "operar" sobre el ADN. Entre ellos, Berg de la Universidad de Stanford en Estados Unidos fue el primero en publicar este resultado. En 1972, se basó en estas dos enzimas para "reensamblar" dos virus en un "virus recombinante". Uno de los virus que utilizó fue un virus que causa tumores en grandes simios llamado SV40. El otro es un virus que "come" E. coli, llamado fago lambda. Cuando hizo públicos los resultados del "virus recombinante", fue inmediatamente interrogado. A los científicos les preocupa que una vez que este virus recombinante ingrese al intestino humano, ¿causará tumores? Berg se quedó sin palabras en medio de las dudas y tuvo que darse por vencido.
Sin embargo, Cohen, compañero de escuela de Berger, comenzó su propio experimento en medio del escepticismo. Sus materiales experimentales fueron dos plásmidos de E. coli. Uno es R6-5 y el otro es PSC101. Hay un gen de resistencia a la kanamicina en R6-5 y un gen de resistencia a la tetraciclina en PSC101. Cohen usó endonucleasa de restricción para cortar el gen de resistencia a kanamicina de R6-5 y usó ADN ligasa para "recombinarlo" en el plásmido PSC101. Cuando el plásmido recombinante de Cohen ingresa a E. coli, esta puede crecer y pasar sin problemas en un medio que contiene kanamicina y tetraciclina porque el plásmido recombinante tiene dos genes de resistencia a los antibióticos. Cohen se sintió muy alentado por el éxito de este experimento. Inmediatamente se asoció con otro científico estadounidense, Boyer, para utilizar la endonucleasa de restricción para cortar el gen ARNr (ARN ribosomal) del genoma de Xenopus laevis y, al mismo tiempo, utilizó la endonucleasa de restricción para hacer una muesca en el plásmido bacteriano. Luego se utiliza la ADN ligasa para ensamblar el gen de ARNr y el plásmido bacteriano para obtener un "plásmido recombinante" in vitro. Cuando cultivaron el plásmido recombinante en E. coli, el plásmido recombinante realmente entró en E. coli, y E. coli pudo producir ARNr de Xenopus adquiriendo el plásmido recombinante. Este fue un intento exitoso de transferir artificialmente genes animales a bacterias según el propósito diseñado por Cohen y Boyer. Desde entonces ha abierto un nuevo campo en las ciencias de la vida: la "ingeniería genética". Al igual que en el campo de la ingeniería, los seres humanos pueden volver a ensamblar genes (genes objetivo) que cumplen el propósito del diseño con portadores de genes (vectores) in vitro mediante la "planificación" y el "diseño". Una vez que el ADN recombinante ingresa al organismo (receptor), el gen diana desempeñará un papel normal en el receptor. Esta serie de procesos es ingeniería genética.