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Si bien a menudo se usan indistintamente, la tecnología del ADN y la ingeniería genética tienen propósitos distintos. La ingeniería genética implica la alteración intencional del genotipo de un organismo para producir un cambio deseado en su fenotipo:sus rasgos observables. La tecnología del ADN, por otro lado, abarca un amplio conjunto de herramientas de métodos que permiten a los científicos manipular, analizar y sintetizar el propio ADN. Debido a que los genes están codificados en el ADN, la ingeniería genética es una aplicación especializada de la tecnología del ADN, pero esta última también impulsa muchos otros campos como el diagnóstico, la ciencia forense y la nanotecnología.
Un gen es un segmento de ADN que codifica un rasgo específico y puede ser heredado por generaciones futuras. El ADN es un polímero largo de cuatro nucleótidos:adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C). Si bien muchas secuencias de ADN son funcionales, algunas cumplen funciones reguladoras o permanecen sin caracterizar. Por ejemplo, una secuencia como AGCCGTAGTT... puede determinar el color de ojos de un gato, pero otros tramos de ADN proporcionan las señales que controlan cuándo y dónde se expresa ese gen.
La ingeniería genética busca modificar el genotipo de un organismo para cambiar su fenotipo. El genotipo (su conjunto completo de genes) impulsa la mayoría de los rasgos físicos del organismo. Al editar secuencias de ADN específicas, los científicos pueden alterar rasgos como el color de ojos, la resistencia a enfermedades o la capacidad metabólica. Aunque el proceso subyacente es complejo y requiere una manipulación precisa de largos tramos de ADN, el principio central sigue siendo:ajustar el patrón de bases en el ADN para influir en las características observables.
Herramientas clave de la tecnología del ADN, como enzimas de restricción, plásmidos y sistemas CRISPR/Cas, permiten una edición precisa del ADN. Los científicos utilizan habitualmente estos métodos para diseñar bacterias que produzcan insulina, desarrollar maíz resistente a herbicidas o crear modelos de ratón en los que crezcan tumores cancerosos humanos para realizar pruebas de fármacos. El enfoque más común, el ADN recombinante, implica extirpar un fragmento de ADN de un organismo e insertarlo en otro, un proceso facilitado por enzimas de corte y ligación.
Más allá de la ingeniería, la tecnología del ADN impulsa los flujos de trabajo forenses y de diagnóstico. La PCR amplifica muestras diminutas de ADN, como el cabello encontrado en la escena de un crimen, calentando y enfriando cíclicamente la muestra con enzimas y nucleótidos específicos. El resultado es una cantidad suficiente de ADN para la identificación, lo que permite a los investigadores comparar las pruebas con los sospechosos con gran confianza.
Los investigadores están llevando la utilidad del ADN más allá de la biología. El ADN puede servir como armazón programable para la nanofabricación, una plantilla para construir materiales átomo por átomo. Su especificidad de secuencia también permite el diseño de sondas fluorogénicas que se iluminan sólo cuando se unen a una molécula objetivo. Los proyectos emergentes incluso utilizan el ADN para fabricar circuitos electrónicos, aprovechando su capacidad para guiar el ensamblaje molecular preciso.
