Breve guía ilustrada (y para todopúblico) sobre cómo expresar y purificar proteínas recombinantes

Biól. Karen Acosta Maldonado y M. en C. Iris Bravo Bonilla

Seguramente usted ha leído o escuchado alguna vez que “los científicos de la universidad…”, descubrieron algo muy importante o que los “investigadores del instituto…”, dijeron algo bastante interesante pero ¿quiénes son esos investigadores y cientificos? ¿Dónde están estas universidades e institutos? ¿Cómo le hacen para tener información importante o interesante que debemos conocer todos nosotros?

Comenzaré diciéndole que nuestros nombres son Karen Acosta e Iris Bravo, ambas somos estudiantes de posgrado en el Instituto de Biotecnología (IBt), localizado en la ciudad de “la eterna primavera”: Cuernavaca, Morelos. Tal vez, justo en este momento, se pregunte: ¿qué rayos es un “estudiante de posgrado” y a qué se dedica? Algunas personas malintencionadas le dirán que los estudiantes de posgrado “beben y beben” (como los peces en el río…) pero la verdad es que nosotros realizamos investigación (siempre bajo la supervisión de un (a) investigador (a), que es una especie de “adulto responsable” de nuestra formación como futuros científicos). Y de tales investigaciones es de donde sale esa información importante que ha escuchado en algún medio de comunicación.

Los alumnos de posgrado pueden ser de maestría, como Karen, o de doctorado, como yo (Iris), pero eso no importa, ya que a todos nos gusta usar palabras domingueras que hemos heredado de los investigadores y cientifícos que nos supervisan. Algunas de estas palabras guapachosamente cientí cas pueden ser: plásmido, expresión de proteínas, clonación, reacción en cadena de la polimerasa, amplificación, purificación por cromatografía y aquí le paramos porque la lista puede volverse interminable. Y si no entendió nadita de lo que le acabo de escribir, no sufra mucho: cuando nosotras llegamos al IBt, tampoco teníamos idea de lo que significaban cada una de esas palabras. Con ayuda de los compañeros de laboratorio, clases, libros y demás, pudimos comprender este vocabulario exótico y ahora le escribimos e ilustramos estos párrafos para ayudarlo a sobrevivir la marejada de términos científicos que abundan en todos lados. Y quien sabe, tal vez más adelante, sea usted el “científico de la universidad…” que descubrió algo importante…

¿Las proteínas expresan sus sentimientos?

Si alguna vez usted asiste a un evento de “Puertas Abiertas” del IBt, le apuesto que escuchará hasta el cansancio la siguiente frase: “expresión de proteínas”. Cuando escuchaba que las proteínas se expresaban no podía sacar de mi cabeza la idea de una proteína dando a conocer sus opiniones y sentimientos. Poco tiempo después entendí que se referían al proceso de “expresión y purificación de proteínas recombinantes”, utilizado en varios laboratorios de este instituto.

Si usted, estimado lector, quisiera hacer que una proteína “se exprese”, no debe de torturarla, ni invitarle un cafecito, solamente necesita seguir una serie de pasos como los que Karen Acosta ilustró en la  gura de la página siguiente, y que a continuación yo le describiré.

Proteína favorita

Primero hay que seleccionar la proteína con la que se va a trabajar ya que proteínas hay por montones (ver  gura, panel 1): globulares o fibrosas, anticuerpos o enzimas, de plantas, bacterias, animales, etc. Para mí, la elegida fue la enzima que se llama Shikimato deshidrogenasa, proteína importante para la bacteria Escherichia coli y modelo del trabajo del laboratorio del investigador Lorenzo Segovia, el “adulto responsable” que supervisó mi proyecto de maestría; mientras que Karen Acosta (alumna de maestría de la Dra. Claudia Martínez) decidió que la causa de sus desvelos sería la proteína llamada Expansina 1, de la planta de jitomate.

Después de haber elegido nuestra proteína favorita, hay que pasar del lenguaje de la proteína, que son los aminoácidos, al lenguaje del ADN, que son los nucleótidos (panel 2), para quedarnos con la secuencia nucleotídica de la shikimato deshidrogenasa (protagonista principal de esta aventura). Esto lo puede lograr fácilmente con la ayuda de una computadora y algo de trabajo en internet. Esta secuencia nucleotídica será el molde para obtener miles de copias de ella misma cuando llevemos a cabo una reacción que entre los cientí cos es muy popular: una PCR (reacción en cadena de la polimerasa, panel 3), que también es el terror de chicos y grandes, estu- diantes e investigadores.

Posteriormente, ha llegado la hora del corte y la confección de un segmento de ADN: el plásmido, un objeto bastante parecido a un aro de hula-hula microscópico. Con ayuda de unas enzimas de restricción (que cortan el ADN en lugares muy específicos), haremos los cortes necesarios para insertar una (y solamente una) copia de la secuencia nucleotídica, para después usar una enzima llamada ligasa que se hará cargo de volver a unir el ADN (panel 4). Este nuevo plásmido contiene todos los elementos necesarios para convertir a una bacteria en una fábrica de shikimato deshidrogenasa o de la proteína de su elección. Asegúrese de diferenciarla de las otras proteínas de la bacteria. Yo elegí unirle varias moléculas del aminoácido llamado histidina (etiqueta de histidinas), lo que, como verá más tarde, me facilitó el trabajo.

Para ver la guia ilustrada haga click en el siguiente enlace:

 https://biotecnologiaibtunam.files.wordpress.com/2016/12/bm7corr.pdf