17 de mayo del 2004
 

Patrice Courvalin
Resumen

�Los Organismos Gen�ticamente Modificados representan riesgo de agravar el problema crucial de la resistencia bacteriana?

Ahora que las bacterias desarrollan una resistencia cada vez m�s eficaz a todos los antibi�ticos, la introducci�n en gran escala de plantas transg�nicas plantea el riesgo de facilitarles esa tarea. Muchos de esos organismos gen�ticamente modificados (OGMs) portan, integrado a su genoma, un gene de resistencia a los antibi�ticos que sirve de marcador. Los expertos han tratado ese riesgo con ligereza, pero es mucho m�s serio dado que paralelamente se favorece la resistencia de las bacterias pat�genas al utilizar gran cantidad de antibi�ticos en la alimentaci�n del ganado. Antes de esparcir los OGMs en el medio ambiente, ser�a conveniente efectuar "construcciones gen�ticas" que no utilicen los genes de resistencia.

* Responsable del Centro Nacional de Referencia sobre Mecanismos de Resistencia a los Antibi�ticos y director de la Unidad de Agentes Antibacterianos del Instituto Pasteur.

Traducci�n hecha por Greenpeace M�xico, del art�culo P. Courvalin. Plantes transg�niques et antibiotiques. Les OGMs risquent-ils d'aggraver le probl�me crucial de la r�sistence bact�rienne?, publicado en LA RECHERCHE, 309 MAI 1998.

La construcci�n y producci�n a gran escala de plantas gen�ticamente modificadas o transg�nicas, genera muchas esperanzas, pero al mismo tiempo suscita numerosas interrogantes. Una de las m�s graves ata�e a lo que llamamos la resistencia y plantea dos cuestiones distintas. En primer lugar, la resistencia al producto del gene transferido al interior de la planta, pero esta cuesti�n pertenece a un campo diferente al m�o1. En segundo lugar, la resistencia a los antibi�ticos. Esta �ltima podr�a esparcirse debido a los genes bacterianos utilizados para llevar a cabo la operaci�n de transg�nesis y que se han dejado subsistir en la planta transg�nica en la cual ya no son �tiles. No se puede excluir que esos genes de resistencia a los antibi�ticos puedan emigrar de la planta transg�nica a las bacterias. �Puede ese eventual "regreso al remitente" plantear un gran riesgo de incrementar el fen�meno de la resistencia a los antibi�ticos de las bacterias pat�genas para el hombre?

La transg�nesis consiste en introducir dentro el genoma de un organismo viviente un gene extranjero, llamado transgene, el cual, se supone, conferir� una ventaja ecol�gica, nutricional o de otro tipo, a su nuevo anfitri�n, llamado OGM (organismo gen�ticamente modificado). El aislamiento y la purificaci�n del transgene de inter�s se efect�an en el laboratorio por clonaci�n dentro de una bacteria, generalmente Escherichia coli. La clonaci�n exige el empleo de "vectores" que permitir�n introducir el gene dentro de la planta (ver el cuadro "T�cnica de la transg�nesis"). Los vectores de clonaci�n bacteriana portan las caracter�sticas de resistencia a los antibi�ticos para facilitar la selecci�n de las construcciones gen�ticas. En ciertos OGMs, esos genes bacterianos se transfieren con el transgene, a pesar de no tener ninguna utilidad en la planta misma. Se trata pues de residuos de una de las etapas de la construcci�n gen�tica. Seg�n el tipo de construcci�n efectuada, tales genes se expresan o no. Se expresan por ejemplo en el tomate desarrollado por Calgene, pero muy frecuentemente, como en el ma�z Novartis, no se expresan.

Esas elecciones particularmente desafortunadas revelan ignorancia de la ecolog�a de la resistencia a los antibi�ticos

Para sobrevivir en la presencia de antibi�ticos, las bacterias han desarrollado diversos mecanismos de resistencia (1). Uno de los m�s eficaces y m�s esparcidos es la s�ntesis de enzimas que desactivan los antibi�ticos. La producci�n de estas enzimas generalmente se debe a la adquisici�n de genes provenientes de otras bacterias, por transferencia "horizontal" (es decir, de una bacteria a otra bacteria perteneciente a una especie o a un g�nero diferente por oposici�n a la transferencia "vertical" de una generaci�n a la siguiente). La elevada incidencia de resistencia a los antibi�ticos en las bacterias pat�genas se debe principalmente al hecho de que �stas desarrollaron sistemas de transferencia de ADN extremadamente eficientes y con un enorme espectro de anfitri�n. La transferencia se efect�a por diferentes medios (2) : la conjugaci�n, la cual implica contacto f�sico directo entre bacteria donante y bacteria receptora, y por la cual el pl�smido pasa de una a otra; la transformaci�n, por la cual una bacteria llamada "competente" incorpora ADN simple presente en el medio ambiente; y la transducci�n durante la cual el ADN es transportado por un bacteri�fago.

Son precisamente algunos de esos genes de resistencia los que se utilizan en la construcci�n de plantas transg�nicas. Los dos criterios que rigen la elecci�n entre los numerosos genes de resistencia a los antibi�ticos son su gran incidencia en la naturaleza, o el hecho de que confieren resistencia a los antibi�ticos que ya no se utilizan en la cl�nica humana. Como vamos a demostrarlo, tales elecciones particularmente desafortunadas, s�lo revelan ignorancia de la ecolog�a de la resistencia a los antibi�ticos (3) y conocimientos muy superficiales sobre los mecanismos de resistencia y su evoluci�n (4).

Casi inmediatamente despu�s de la introducci�n de la penicilina G en la cl�nica a mediados de los a�os 40, surgieron cepas pat�genas resistentes a ese antibi�tico. Las cepas resist�an al producir una enzima, la penicilinasa, que hidrolizaba* el antibi�tico. Los qu�micos de la industria farmac�utica siguieron dos pistas para evadir ese mecanismo. En primer lugar, la s�ntesis de mol�culas derivadas de la penicilina G y refractarias a la acci�n de la enzima. En seguida, la s�ntesis de inhibidores de la enzima que restauran la sensibilidad a las penicilinas de las cepas productoras de penicilinasa y las cuales se utilizan en asociaci�n con esos antibi�ticos.

El gene denominado blaTEM-1 muy utilizado en la modificaci�n gen�tica de las plantas como el ma�z de Novartis recientemente autorizado, y en biolog�a molecular en general, desencadena la producci�n de una penicilinasa capaz de degradar muy eficazmente las penicilinas (penicilina G, ampicilina, amoxicilina, etc.). As� pues, transfiere la resistencia a una de las clases de antibi�ticos m�s utilizados en la terap�utica humana. Se sabe que las alteraciones de ese gene pueden aumentar considerablemente el espectro de resistencia que confiere la enzima cuya s�ntesis rige, y con ello alargar la lista de los antibi�ticos que se vuelven ineficaces. En efecto, las mutaciones puntuales (es decir, el cambio de un par de bases) en numerosos sitios de ese gene pueden conferir a la enzima la propiedad de desactivar los cefalosporinos* m�s recientes (5), o la de ser refractario a la acci�n de los inhibidores de las penicilinasas6 . As�, el m�s simple acontecimiento gen�tico que se pueda concebir en ese gene --y se considera que esa ocurrencia es inevitable con una frecuencia relativamente elevada*-- es capaz de arruinar d�cadas de esfuerzos de la industria farmac�utica y transferir una resistencia eficiente a los antibi�ticos, particularmente a los utilizados en cl�nica, especialmente los administrados en casos de infecciones graves, y con mucho, los m�s prescritos en el mundo.

El gene blaTEM-1 se encuentra distribuido en las enterobacterias* responsables en especial de las infecciones adquiridas en los hospitales y llamadas nosocomiales. Asimismo aparece en la mitad de las Escherichia coli, bacterias presentes en el tubo digestivo que, en ciertas condiciones, pueden provocar infecciones. Es, al contrario, incorrecto pensar que ese gene est� presente en "50% de las bacterias pat�genas del tubo digestivo"3. Su predominio en las bacterias pat�genas responsables de diarrea (salmonelas, shigellas, Escherichia coli, productores de ciertos factores de virulencia y el Vibrio cholerae) var�a seg�n las especies, pero de ninguna manera sobrepasa algunos puntos porcentuales. Adem�s, la producci�n de las penicilinasas en Europa a�n no ha sido detectada en el enterococo, bacteria intestinal pat�gena para los sujetos inmunodeficientes, la cual se a�sla cada vez con mayor frecuencia en la patolog�a humana, cuando que tales cepas se han descrito ya en Norte y Sur Am�rica. El gene blaTEM-1 entonces no es ni anodino ni ubicuo en las bacterias pat�genas para el hombre.

Las bacterias pat�genas, entre ellas Staphilococcus aureus desarrollan creciente resistencia a los antibi�ticos utilizados con m�s frecuencia. El asunto es particularmente preocupante en los hospitales, donde las infecciones se multiplican

Se han utilizados otros genes bacterianos para la modificaci�n gen�tica de las plantas. El gene aph3'-2, conocido tambi�n bajo la designaci�n NPTII, es uno de los m�s utilizados: se le vuelve a encontrar por ejemplo en el tomate de Calgene, en una colza de PGS y una colza de Calgene, etc. Introduce resistencia a ciertos antibi�ticos de la familia de los amin�sidos, especialmente la kanamicina y la neomicina. Debido a su toxicidad, esos antibi�ticos son poco utilizados en la terap�utica humana. Pero a semejanza del gene blaTEM-1 una mutaci�n puntual en ese gene puede conferir a la bacteria que le aloja, la resistencia a un derivado de la kanamicina, la amicacina7 . Este amin�sido se utiliza ampliamente para el tratamiento de infecciones nosocomiales y recientemente se le indica en el tratamiento de la tuberculosis: se sabe que el bacilo de Koch resiste cada vez m�s los antibi�ticos normalmente administrados para eliminarlo.

El gene aph3'-38 , emparentado con el anterior, especifica de entrada la resistencia a la amicacina; una resistencia vergonzosa, dado que es indetectable por las t�cnicas comunes de estudio de la sensibilidad in vitro de las bacterias a los antibi�ticos utilizadas en los laboratorios de bacteriolog�a.

Un cuarto gene de resistencia utilizado en las construcciones de OGMs, aad3"9, utilizado adem�s en una variedad de algod�n de Monsanto, confiere resistencia a la estreptomicina y a la espectinomicina. Si este �ltimo antibi�tico se utiliza exclusivamente, y cada vez menos en el tratamiento de la gonorrea, existe un nuevo inter�s en la estreptomicina a pesar de los efectos secundarios indeseables (toxicidad, dolor en el punto de inyecci�n). En efecto, este amin�sido, no presenta, por oposici�n a los dem�s miembros de esta familia, resistencia cruzada con la gentamicina en las bacterias Gram positivas* (estafilococos, estreptococos y enterococos). Puesto que la resistencia a la gentamicina es cada vez m�s frecuente en lo enterococos, la estreptomicina es indicada de nuevo en asociaci�n con penicilinas en infecciones severas como la endocard�a (infecci�n bacteriana, esencialmente localizada en las v�lvulas cardiacas)9.

El principal riesgo de la presencia de genes de resistencia en las plantas modificadas gen�ticamente es el de contribuir a la diseminaci�n de la resistencia a los antibi�ticos en las bacterias pat�genas. Mientras que los transgenes de inter�s agr�cola (resistencia a la toxina de bacillus thuringiensis o a los herbicidas por ejemplo) podr�an diseminar por v�a sexual a las especies pr�ximas, la forma de transferir la resistencia a los antibi�ticos de las plantas hacia las bacterias podr�a resultar de una transferencia horizontal de ADN.

Siempre es necesario tener presente que las oportunidades de intercambio de material gen�tico entre organismos en la naturaleza son inmensas

Es cierto que los conocimientos sobre la transferencia de informaci�n gen�tica entre organismos muy alejados en el plan filogen�tico son recientes y en campos limitados, y que nuestro conocimiento est� en plena evoluci�n. Si la existencia de un flujo de genes de los cocci de Gram positivo hacia los bacilos de Gram negativo10 y la existencia de un sistema de transferencia gen�tica de las bacterias hacia las plantas11 en condiciones naturales se conocen desde hace quince a�os, la demostraci�n en el laboratorio de una transferencia de ADN de los bacilos de Gram negativo a los cocci de Gram positivo, de las bacterias a los hongos12 o a las c�lulas de los mam�feros, incluyendo las humanas,13 es en cambio mucho m�s reciente.

Se ha probado que las transferencias de ADN pueden implicar a los reinos m�s alejados. La transferencia inversa, que nos preocupa actualmente, de los eucariotes a los procariotes, es pues concebible en realidad, y se ha propuesto en algunos casos, especialmente de manera muy convincente, para el gene Pgi, que porta el c�digo de una enzima, la isomerasa de la glucosa de fosfato14 , y para los genes de los campos del tipo III de las prote�nas fibronectinas15.

La transferencia directa de ADN de las plantas a las bacterias no se ha reproducido puesto que no ha sido sujeto de estudios extensos. Ese resultado negativo no nos autoriza a considerar que el hecho de su posible aparici�n "no tiene raz�n para plantearse"16. Es necesario recordar constante-mente que son inmensas las oportunidades de intercambio de material gen�tico entre organismos vivos en la naturaleza, y que la recreaci�n de esas condiciones en el laboratorio, y a�n en el terreno, puede ser m�s dif�cil, por no decir imposible actualmente. Esto subraya la pobre capacidad de predicci�n de los experimentos realizados en el laboratorio.

A causa de las etapas que se requieren, cada una con su baja probabilidad de ocurrencia, y de que la barrera de especie es una certeza, la posibilidad de la transferencia de genes de las plantas a las bacterias, si existe, es, por lo menos en teor�a probablemente rara; excepto si, como vamos a ver, uno se las ingenia para multiplicar las construcciones y las circunstancias que favorezcan el hecho. En fin, es inevitable, al contrario de lo que se ha pretendido, que el cultivo intenso de una planta que aloja un gene de resistencia y por ello aumenta el n�mero de copias de ese gene en la naturaleza, s� favorece su evoluci�n y diseminaci�n.

La diseminaci�n horizontal de informaci�n gen�tica implica tres etapas: la transferencia del ADN, su estabilizaci�n en el nuevo anfitri�n (requisito para asegurar su transmisi�n a la descendencia) y su expresi�n.

El regreso de un gene de resistencia a los antibi�ticos de una planta gen�ticamente modificada hacia las bacterias podr�a producirse en dos tipos de circunstancias. La primera ser�a una transferencia en el tubo digestivo (de animales o del hombre) a las bacterias presentes en el mismo. La estabilidad t�rmica del ADN es tal que, en algunos casos, los genes de resistencia no ser�n desnaturalizados por la preparaci�n de los alimentos antes de su ingesti�n. En el ecosistema intestinal, las bacterias que pertenecen a una multitud de especies, la mayor�a a�n no descritas, existen en n�meros extremadamente elevados y en etapas fisiol�gicas variadas. Algunas pueden hallarse en estado de competencia, es decir, aptas para incorporar el ADN de una planta liberado durante la digesti�n - especialmente el fragmento portador del gene de resistencia blaTEM-1 el cual, si se toma en cuenta su peque�o tama�o (858 pares de bases), tiene fuerte probabilidad de permanecer intacto. Adem�s, ya que las bacterias est�n en contacto muy �ntimo unas con otras, el tubo digestivo representa un ecosistema extremadamente favorable para los intercambios gen�ticos entre bacterias que pertenecen a g�neros diferentes17 . En estas condiciones, el gene de resistencia podr�a ser recuperado por transformaci�n por una bacteria naturalmente competente, transmitido verticalmente a su descendencia al ocurrir las divisiones celulares; pero igualmente de forma horizontal a otros micro-organismos. El estudio de la evoluci�n de la resistencia bacteriana a los antibi�ticos durante los �ltimos veinte a�os nos ha ense�ado que dado el tama�o gigantesco de las poblaciones involucradas, un acontecimiento, a�n extremadamente raro, puede suceder aunque las condiciones de selecci�n adecuadas est�n apenas presentes18.

Desde ese punto de vista, la utilizaci�n masiva de antibi�ticos como promotores del crecimiento en la alimentaci�n animal crea las condiciones m�s favorables para la selecci�n de la transferencia, despu�s para la diseminaci�n de la resistencia. Trabajos recientes, a prop�sito de la utilizaci�n de los antibi�ticos como suplementos alimenticios para animales, demostraron que son posibles tanto la colonizaci�n del tubo digestivo del hombre por bacterias de origen animal, como la transferencia de genes de resistencia a los antibi�ticos de tales micro-organismos a las bacterias comensales del hombre. Como el ma�z transg�nico se destina principalmente a la alimentaci�n animal, la conjunci�n del uso de antibi�ticos en la alimentaci�n animal y de los OGMs no puede hacer m�s que acrecentar el riesgo de diseminaci�n.

La segunda circunstancia posible de regreso de los genes a las bacterias, es que ADN de plantas transg�nicas en descomposici�n, especialmente de c�lulas de ra�ces, pase a las bacterias que habitan el suelo. Esta posibilidad tiene a su favor el hecho de que el ADN, al contrario de las ideas recibidas y transmitidas a�n recientemente4, es una mol�cula extremadamente estable en los suelos y que ciertas especies bacterianas tel�ricas pueden espont�nea y eficazmente incorporar ADN19. Microorganismos, tales como los Acinetobacter, forman parte de las bacterias responsables de infecciones en los enfermos inmunodeficientes que representan una fracci�n creciente de la sociedad (pacientes con SIDA, pacientes que presentan leucemia o alg�n c�ncer, enfermos que hayan sufrido un transplante, o est�n hospitalizados en servicios de reanimaci�n, ancianos).

Adem�s del regreso del gene, es necesario, para su transmisi�n a la descendencia y su expresi�n continua, que el ADN que entre, se estabilice en la nueva c�lula anfitriona. La estabilizaci�n se efect�a por recombinaci�n hom�loga entre las secuencias que flanquean al gene de resistencia y el ADN de la bacteria receptora: el procedimiento es tanto m�s eficaz cuanto m�s se extiendan las zonas de homologaci�n que interact�an. Sucede que numerosas plantas transg�nicas, incluidas las recientemente autorizadas para su cultivo en Francia, surgen de la adquisici�n por electrotransformaci�n (aplicaci�n de un campo el�ctrico) o por biol�stica o biobal�stica (bombardeo de las c�lulas con microbalas recubiertas del transgene), no solamente del gene de resistencia a los antibi�ticos, sino tambi�n de grandes regiones adyacentes de ADN bacteriano, es decir de la casi totalidad del pl�smido de inicio. Se trata entonces de construcciones que no solamente son "poco est�ticas"3, sino "gen�ticamente incorrectas", porque resultan de aproximaciones poco precisas. Cuando se estabiliza, el gene puede integrarse, ya sea en el cromosoma --para ser parte del genoma de la bacteria y as� ser transmitido de forma estable a su progenie-- o, de manera m�s preocupante, en un elemento gen�tico m�vil3, tal como un pl�smido o un transposon: en ese caso ser� transmitido no solamente en forma vertical, sino tambi�n horizontal, de bacteria a bacteria, por conjugaci�n, movilizaci�n o transformaci�n.

La tercera y �ltima etapa necesaria para la transferencia consiste en la expresi�n del gene de resistencia en la bacteria anfitriona. Para los genes de resistencia a ampicilina, estreptomicina y espectinomicina, que permanecen en las construcciones bajo control de un promotor* bacteriano, la expresi�n ser� total e inmediata en las bacterias Gram negativas. En lo que concierne al gene de resistencia a la kanamicina, la situaci�n es m�s compleja en la medida en que su expresi�n se liga a su integraci�n descendente de un promotor bacteriano. Esto �ltimo se debe al hecho de que las construcciones gen�ticas colocaron ese gene bajo control de un promotor eucariote que es a priori no funcional dentro de las bacterias. La probabilidad de expresi�n del gene de resistencia a la kanamicina, es aqu� mucho m�s d�bil por tanto, que la de los dem�s genes de resistencia.

Cuando la eficacia de la transferencia horizontal de los genes de las plantas a las bacterias, a�n no se ha observado, se considera inveros�mil, sin punto de comparaci�n con la eficacia de los sistemas de intercambios gen�ticos desarrollados por las bacterias, no queda m�s que la interrogante.

�Es oportuno dejar subsistir en las plantas transg�nicas, genes que son in�tiles para ellas pero confieren resistencia a familias grandes e importantes de antibi�ticos, o a antibi�ticos que se est�n retomando en la curaci�n de ciertas enfermedades? Dejar genes que forman parte de construcciones gen�ticas bloqueadas que acumulan estructuras favorables a un regreso eventual hacia las bacterias? Y, sobre todo, hacerlo ahora que se dispone de t�cnicas que autorizan construcciones "gen�ticamente correctas" perfectamente definidas y que evitan esos genes de resistencia.

�Es oportuno no aplicar el principio de precauci�n al autorizar la diseminaci�n de construcciones "de primera generaci�n" quiz� �tiles para el progreso de las t�cnicas de transg�nesis, pero impropias para su utilizaci�n en el campo? �Y esto justo ahora, cuando el "sistema de biovigilancia" se ver� imposibilitado para evaluar el impacto de esas construcciones sobre la diseminaci�n de la resistencia a los antibi�ticos, ya que el origen de un gene no "marcado" es imposible rastrearlo bajo condiciones naturales11?

�Es oportuno crear un precedente capaz de incitar a los productores de semillas a descuidar las precauciones m�s elementales? Todo ello, �es oportuno ahora cuando hace m�s de veinte a�os que no se ha introducido ninguna familia nueva de antibi�ticos en los tratamientos cl�nicos?



REFERENCIAS

1. P. Courvalin et A. Philippon. "M�canismes biochimiques de la r�sistance bact�rienne aux agents antibact�riens", in Le Minor et M. V�ron (eds.), Bact�riologie m�dicale, Flammarion, 1989.

2. P. Courvalin et P. Trieu-Cout, "Plasmides et transposons de r�sistance aux antibiotiques" in L. Le Minot y M. V�ron (eds.) Bact�riologie m�dicale, Flammarion, 1989.

3. A. Kahn, "Pourquoi tant de haine contre ce pauvre ma�s? " Le Monde, 9 d�cembre 1997. A. Kahn, "Les OGM permettront de nourrir la plan�te en respectant l'environnement". Les Echos,. 18 d�cembre 1997.

4. P. Berche, "R�sistance aux antibiotiques: l'impact des plantes transg�niques para�t anecdotique", Le Quotidien du M�dicin, 18 f�vrier, 1998.

5. W.Sougakoff et al. Rev. Infect. Dis., 10, 879, 1988.

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8. Trieu-Cuot et P. Courvalin., Gene. 23,331,1983.

9. R. Leclercq et al. , Clin. Infect. Dis., 16, 331, 1993.

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11. V. Buchanan-Wollaston et al., Nature, 328, 170, 1987.

12. J. A. Heinemann et G. F. Sprague Jr., Nature, 340, 205, 1989.

13. P. Courvalin et al. C.R. Acad. Sci. Ser. III., 318, 1207, 1995.

14. L. A. Katz, J. Mol. Evol., 43, 453, 1996.

15. E. Little et al., J. Mol. Evol., 39, 631, 1994.

16. A. Kahn, "Faut-il avoir peur des aliments transg�niques?", Elle, 2711, p.160, 15 d�cembre 1997.

17. F. Doucet-Populaire et al., Antimicrob. Agents Chemother., 36, 502, 1992.

18. Y. Duval-Iflash et al. Infect. Immun., 28, 981, 1980.

19. J. Sihorski et al. , Microbiology, 144, 569, 1998.

20. Y. Demarly et M. Sibi, Am�lioration des plants et biotechnologies. John Liebbey, Eurotext, 1996, p. 131.

La Recherche ha publicado sobre el tema tambi�n:

I. T. Mikkelsen, T. Hauser et R. B. Jorgensen, "Les g�nes prennent la cl� des champs", febrero de 1997.

II. Doroth�e Beno�t-Browaeys. "L'etiquetage des nouveaux aliments et un leurre", junio 1997.



T�CNICA DE TRANSFORMACI�N DE ORGANISMOS

Los genes que portan la caracter�stica que se quiere transmitir, llamados genes de inter�s, son de or�genes diferentes (plantas, bacterias,etc.). Se les transfiere al interior de una planta mediante una operaci�n llamada transg�nesis. Esta operaci�n utiliza vectores que con la mayor frecuencia provienen de bacterias. Se comienza, despu�s de haber aislado el gene de inter�s y de integrarlo en pl�smidos: se trata de peque�as mol�culas de ADN circulares de algunos miles de bases de largo que se encuentran en el seno de algunas bacterias20.

Pl�smido circular constru�do en laboratorio a partir de un pl�smido bacteriano.

La incorporaci�n se realiza en diferentes etapas utilizando enzimas como las ligasas, que ligan dos fragmentos de ADN. Enseguida el pl�smido, a su vez, se introduce en una bacteria, generalmente de la especie Escherichia coli. Se cultivan colonias de E. coli transformadas as� para preparar el pl�smido vector.

Para integrar ese pl�smido transformado en la planta, existen dos t�cnicas principales. La m�s extendida consiste en utilizar como intermediaria a otra bacteria, Agrobacterium tumefaciens, la cual presenta naturalmente capacidad de introducir fragmentos de ADN en el genoma de las plantas. El pl�smido se transfiere de E. coli a A. tumefaciens por choque t�rmico o por conjugaci�n. Despu�s se realiza un co cultivo de A. tumefaciens con un fragmento de tejido vegetal (fragmento de hoja, tallo, embri�n, etc., seg�n la planta).

Una parte del pl�smido que contiene el gene de inter�s se transfiere al n�cleo de la c�lula vegetal y se integra en su genoma -es precisamente debido a esta propiedad que se utiliza A. tumefaciens.

El otro gran m�todo de transferencia llamado "biobal�stica o biol�stica" consiste en extraer el pl�smido de E.coli, y cubrir con �l peque�as balas de tungsteno o de oro del tama�o de un micr�n de di�metro y bombardear directamente con ellas las c�lulas vegetales, de la cuales, algunas integran el gene de manera aleatoria. Este m�todo es m�s apropiado para las plantas monocotiledonas (ma�z, sorgo, arroz�) con las cuales la transformaci�n con A. tumefaciens resulta poco eficiente.

A fin de verificar el �xito de la operaci�n se integra en el pl�smido vector, unido al gene de inter�s, un gene marcador o reportero, que permite seleccionar las c�lulas vegetales que integraron el gene de inter�s. Los genes marcadores utilizados son los de resistencia a los antibi�ticos o a los herbicidas. La verificaci�n es f�cil: en cada etapa, se seleccionan las c�lulas vegetales transformadas por su capacidad de multiplicarse en un medio que contiene el antibi�tico o el herbicida considerado. Las que sobreviven portan el gene de inter�s. A pesar de que se investigan otras t�cnicas para "marcar" el gene de inter�s, por lo general, la selecci�n por antibi�ticos es la que se sigue practicando.



�CUAL ALTERNATIVA?
Herv� Kempf

Los genes de resistencia a los antibi�ticos son el marcador de selecci�n m�s utilizado en las construcciones gen�ticas. Pero los industriales, conscientes de los problemas que plantean, buscan activamente alternativas. La primera es utilizar como marcador un gene de resistencia a un herbicida. Esta soluci�n parece ser la preferida por muchos industriales como Monsanto Rhone-Poulenc. La segunda consiste en colocar un gene marcador y un gene de inter�s en dos fragmentos diferentes de ADN que pueden integrarse en dos sitios de genoma, y separarlos en la descendencia de las plantas. Esta t�cnica es costosa y no puede aplicarse a las plantas que se reproducen por multiplicaci�n vegetativa (esquejes o tub�rculos, como la papa). Otra m�s, es colocar el gene marcador en medio de secuencias espec�ficas, que reconocidas enseguida por una enzima que las corta, permite eliminar el gene indeseable. Ese m�todo se llama "sistema CRELOX". Se estudian otras t�cnicas m�s, como hacer la selecci�n por genes que dan un cierto color a la planta que lo porta.

A�n no es posible decir si todos esos m�todos alternativos de marcaje son inofensivos desde el punto de vista del medio ambiente o de la salud. M�s a�n, la lista presentada aqu� es incompleta: los industriales estudian otras t�cnicas, aunque en forma discreta debido a la intensa competencia comercial que domina este campo.

Formas de transferencia de informaci�n gen�tica entre bacterias

En la naturaleza una transferencia puede efectuarse por diferentes medios: la conjugaci�n, la transformaci�n y la transducci�n.

1) La conjugaci�n. Existe contacto f�sico directo entre la bacteria donante y la receptora, y el pl�smido pasa de una a otra.

2)La transformaci�n: La bacteria incorpora ADN simple presente en el medio ambiente a su cromosoma.

3)La transducci�n. El ADN es trasladado por un virus bacteri�fago.

GLOSARIO

� Hidr�lisis. Es un reacci�n qu�mica durante la cual hay ruptura de uniones establecidas por mol�culas de agua.

� Cefalosporinos. Grupo de antibi�ticos de la familia de las b- lactaminas, cuyo m�s vieja representante es la penicilina G.

� La tasa media de mutaciones en las bacterias es del orden de 10-7 a 10-9.

� Enterobacterias. Bacterias especialmente encontradas en el tubo digestivo del hombre y los animales.

� Promotor. Es una regi�n del ADN a partir de la cual se inicia la expresi�n de un gene vecino. Un gene no puede pues expresarse si no es bajo el control de un promotor que es espec�fico para �l.

� Bacterias Gram positivas y Gram negativas. Se distinguen seg�n su reacci�n diferente a una t�cnica de coloraci�n, establecida por el dan�s Christian Gram.
 

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