A finales de los años 1960, una herramienta molecular útil acudió en ayuda de estos investigadores frustrados, gracias a una serie de estudios realizados por Werner Arber en Suiza y Hamilton Smith en la Universidad Johns Hopkins. Estos investigadores estaban estudiando lo que en principio parecía ser un problema no relacionado. Ellos estaban interesados en saber cómo era posible que algunas bacterias resistiesen a la invasión de los virus. Cuando el ADN viral se introduce en estas bacterias, se corta en pequeños pedazos y se inactiva por medio de unas enzimas denominadas endonucleasas. Smith demostró que una de estas enzimas cortaba el ADN en una secuencia corta de ADN específica. El colega de Smith, Daniel Nathans, reconoció que esto proporcionaba una manera de cortar una molécula de ADN grande en fragmentos más pequeños bien definidos, y utilizó el método para generar el primer mapa físico de un cromosoma, el del virus del mono pequeño SV40. El mapa permitió a Nathans determinar la disposición de los genes individuales dentro del ADN que forma el cromosoma viral. Nathans especuló intuitivamente que los cromosomas más grandes se podrían estudiar de forma similar. Esto anunció la asignación de cromosomas, actividad que establece la base para la asignación del gen de una enfermedad a una región específica de un determinado cromosoma humano.

La enzima del corte de ADN que Smith aisló fue la primera de las más de 1.000 "enzimas de restricción" que se han descubierto en tan solo unas décadas. Las enzimas de restricción no solo permiten la asignación de cromosomas, sino que también permiten a los investigadores generar grandes cantidades de cualquier secuencia de interés específica de ADN. Normalmente estas enzimas no cortan directamente los dos filamentos de ADN, sino que cortan de manera escalonada. Por tanto, sus cortes crean colas cortas de un solo filamento en los extremos de cada fragmento, llamados extremos pegajosos. Los extremos pegajosos se pueden unir a otros filamentos de ADN con la ayuda de otro tipo de enzima, llamada ligasa. En 1973, los investigadores ya estaban usando enzimas de restricción para cortar secuencias específicas de interés del ADN y unirlas al ADN de bacterias. Las bacterias generaban entonces copias del ADN seleccionado con su propio ADN cada vez que se dividían. Como una bacteria simple crece rápidamente, produciendo más de 1.000 millones de copias de sí misma en 15 horas, se pueden producir de esta manera grandes cantidades de una secuencia específica de ADN, en un proceso denominado clonación. El ADN se puede usar para estudios adicionales o para hacer sondas de ADN.

The National Academies

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