Los organismos transgénicos están genéticamente diseñados para transportar transgenes (genes de una especie diferente) como parte de su genoma. El transgén puede ser una versión diferente de uno de los genes del organismo o un gen que no existe en su genoma. Los transgenes generalmente se generan mediante técnicas de clonación de ADN y ADNs recombinantes. Las bacterias, plantas y animales transgénicos permiten a los científicos abordar consultas biológicas y diseñar soluciones prácticas.
Los científicos comienzan el proceso de transgénesis —introduciendo un transgén en el genoma de un organismo— seleccionando una técnica adecuada. Existen varios métodos biológicos, químicos y físicos de transgénesis. Un método biológico común consiste en la introducción mediada por el virus de ADN extraño en un genoma de células huésped, llamado transducción. Un método químico popular utiliza fosfato cálcico (Ca3(PO4)2). El método se basa en la formación de un Ca3(PO4)2/ADN precipitado para facilitar la unión y la entrada del ADN en las células. que entran y entran en el ADN. Métodos físicos como la microinyección, una técnica que utiliza una aguja delgada de vidrio para insertar manualmente material genético en las células, introducen artificialmente el ADN por la fuerza.
<Una vez dentro de la célula, un transgén puede integrarse aleatoriamente o en un sitio específico del genoma con la ayuda de las enzimas de reparación del ADN (es decir, recombinación). Estas células transgénicas luego se multiplican y replican el transgén como parte de su genoma, expresando establemente el gen de interés del investigador. Un transgén puede no integrarse en el genoma y, por lo tanto, inducir sólo la expresión transitoria del gen de interés del investigador. Por lo general, se incluye un marcador seleccionable (por ejemplo, un gen de resistencia a los antibióticos) o un gen reportero (por ejemplo, GFP) junto con el gen de interés, de modo que se puedan identificar las células con una integración transgénera exitosa.
En animales, el transgén se inserta típicamente en una etapa temprana, óvulo fertilizado por microinyección. La esperanza es que el transgén se integre en las células germinales —células precursoras reproductivas que se convierten en gametos (es decir, óvulos o espermatozoides) para que se exprese en todas las células del organismo en desarrollo. Además, la integración de la línea germinal es hereditaria, lo que significa que el transgén puede transmitirse a través de generaciones mediante la cría. Los animales transgénicos están cruzados —las crías se acoplan con el padre— para crear líneas de animales que son homocigotas para el transgén.
La transgénesis vegetal utiliza rutinariamente un método biológico, como la administración de vectores bacterianos, para introducir ADN extraño en las células. Rhizobium radiobacter (anteriormente conocido como Agrobacterium tumefaciens)es una bacteria patógena que habita en el suelo y puede infectar las plantas e integrar su ADN plásmido en el genoma de la planta. Los científicos han modificado R. radiobacter para que el ADN plásmido pueda llevar un transgén. Las muestras de tejido vegetal se cultivan con R. radiobacter para permitir la infección y la integración del transgén. Estos tejidos se cultivan en medios selectivos que inducen el crecimiento de brotes y raíces hasta que la planta naciente puede ser transferida al suelo. Estas plantas transgénicas están retrocruzadas para crear líneas de plantas transgénicas de alto rendimiento.
Los organismos transgénicos tienen muchas aplicaciones en la agricultura, la ciencia, la industria y la medicina. Por ejemplo, se han producido plantas transgénicas que son resistentes a los insectos para aumentar el rendimiento y reducir el uso de pesticidas (por ejemplo, maíz Bt); las bacterias han sido diseñadas para su uso en la investigación biomédica y para producir biocombustibles; y los animales transgénicos se han utilizado para fabricar medicamentos, como proteínas humanas, y para crear modelos de enfermedades humanas.Los científicos aprovechan el poder de las plantas, las bacterias y los animales transgénicos para investigar la expresión génica, crear productos genéticos deseados o promover rasgos valiosos.
