Morfología[editar · editar código]

El cuerpo de los ratones está cubierto de pelos, y separado en tres partes:

La cabeza, donde se ubican la boca y los órganos sensoriales (olfativos, visuales, auditivos).

El tronco, al cual están vinculados dos pares de miembros.

La cola, situada más allá del ano, que es más larga que el tronco y la cabeza.

VENtajas de su uso como animal de laboratorio:

› De fácil cuidado y mantenimiento, por su pequeño tamaño.

› Bajos costo de manutención.

› Cepa definida.

› Diversidad de características especificas que sirven como modelo.

› Eficiencia reproductiva.

› Por su vida relativamente corta es excelente para su uso en ensayos

crónicos de toxicología, microbiología, virología, farmacología, etc.

› Corto tiempo de generación.

Desventajas:

› Dificultad en la recolección de material biológico.

› Dificultad la administración de drogas.

› Dificultad en las técnicas quirúrgicas.

Poco longevo Pueden desprender mal olor

El ratón (GM)

Tras la publicación de la secuencia y el análisis de una

variedad de ratón en diciembre de 20021 el ratón se convirtió

en el modelo de animal preferido para la mayoría de los

experimentos de laboratorio. El potencial de los ratones para

la manipulación genética ahora hace que se prefieran estos a

las ratas y a otros roedores, tanto en las pruebas de seguridad

como en la investigación fundamental. Los ratones

genéticamente modificados (GM), transgénicos y knock-out,

son ahora valiosas herramientas en la mayoría de los campos de la investigación médica.

El ratón representa un excelente modelo para la enfermedad humana, porque la organización de

su DNA y la forma en la que se expresan sus genes son muy similares a las de los seres

humanos. Sus sistemas reproductores y nerviosos son como los de los humanos y padecen

muchas de las mismas enfermedades, como el cáncer, la diabetes e incluso la ansiedad. La

manipulación de sus genes puede llevarlos a desarrollar otras enfermedades que naturalmente

no les afectan y, como resultado, la investigación con ratones ha ayudado a comprender tanto la

fisiología humana como las causas de la enfermedad.

Antes de la tecnología genética, los ratones se sometían a cría consanguínea para producir

variedades de laboratorio con características particulares. Estas variedades consanguíneas eran

genéticamente muy similares, lo que hace que resulten ideales para estudiar los cambios

producidos por la modificación genética.

Estadísticas

La capacidad para manipular sus genes ha convertido al ratón en el animal de laboratorio más

común. En el Reino Unido, su uso ha aumentado durante los últimos 10 años, y entre 2005 y

2006 se documentó un incremento del 5%. La mayoría de estos ratones se empleó para

programas de cría y en la investigación biológica fundamental.2 El reciente aumento del número

de ratones utilizado es el resultado directo del desarrollo de nuevas tecnologías que permiten la

manipulación de sus genes.

¿Qué es un ratón transgénico?

Un ratón transgénico es aquel cuyos cromosomas han sido alterados, de forma que sus genes

contienen ADN extraño. Estos genes se encuentran en el núcleo de todas las células del cuerpo,

por lo que todas las células del ratón contienen el nuevo ADN. El ADN extraño puede proceder de

cualquier fuente y puede ser humano, de otro animal o de otro ratón.

El cambio del ADN normalmente hace que las células adquieran una función, como la producción

de una nueva proteína. Por ejemplo, algunos ratones transgénicos producen proteínas

reconocidas por las células inmunológicas humanas y se pueden utilizar para modelizar

determinados aspectos de una enfermedad. En ocasiones el ADN extraño puede significar una

pérdida, en lugar de la adquisición, de una función, dado que el nuevo ADN podría interferir en

una vía bioquímica o impedir la producción de una determinada proteína.

Los ratones transgénicos son modelos útiles para entender cómo los genes regulan los procesos

en el cuerpo, porque el efecto que cambia un determinado gen se puede ver en todo el

organismo. También se utilizan para estudiar enfermedades humanas que son causadas por

'errores' en la forma en que el organismo produce determinadas proteínas. Por ejemplo, en la

hemofilia A, el gen crucial codifica una proteína conocida como factor VIII, necesaria para la

coagulación de la sangre.

Producción de ratones transgénicos

Las dos técnicas principales para introducir el ADN extraño en el ratón son a través de la

inyección pronuclear o mediante el uso de células madre embriónicas.

En la inyección pronuclear, el ADN extraño es inyectado en el pronúcleo de un ovocito de ratón,

que se forma inmediatamente después de que haya sido fertilizado. El ADN extraño se integra en

el genoma en una posición aleatoria, normalmente después de que se haya producido la primera

o la segunda división celular. Esto significa que el ratón no portará ADN transgénico en todas sus

células y, por lo tanto, solamente será parcialmente transgénico. El esperma o los ovocitos

transgénicos de estos ratones son posteriormente utilizados para crear la siguiente generación

de ratones completamente transgénicos.

Cuando se introduce el ADN en las células madre embriónicas, normalmente se integra

aleatoriamente en el genoma, pero si tiene una estructura similar a una parte existente del

genoma puede ser «reconocido» por el ADN (de forma que se somete a una recombinación

homóloga) y se integra una única copia en el genoma, en una ubicación específica. A

continuación, estas células embriónicas necesitan crecer y son inyectadas en un embrión

hospedador, convirtiéndose en parte del ratón que crece a partir de ese embrión. El ratón

crecido del embrión hospedador es conocido como quimera y se forma de las células

embriónicas de dos ratones diferentes. Parte del esperma producido por la quimera será

transgénico (conteniendo el ADN extraño) y cuando ese esperma fertilice un ovocito normal, el

ratón que crecerá del mismo será completamente transgénico, con ADN extraño en todas las

células.

Ejemplos de variedades transgénicas

Los ratones grandes tienen un gen de una hormona de rata que les hace crecer más de lo

habitual y se utilizan para estudiar el crecimiento y el desarrollo.

• Los oncorratones tienen un oncogen inactivado y tienen predisposición a desarrollar un cáncer.

Estos ratones han sido fundamentales para entender muchos cánceres y el desarrollo de

tecnologías para tratarlos.

• El ratón Doogie muestra una memoria y una capacidad para el aprendizaje mejoradas. Estos

ratones tienen mejorada la función de los receptores de NMDA, que son necesarios para que el

cerebro almacene nueva información.

Ratón knock-out

El desarrollo más reciente de las variedades de ratón knock-out (o knock-in) durante la década

de los ochenta supuso un importante avance para la genética. Esta tecnología permite alterar

determinados genes de la cadena de ADN, normalmente retirados, aunque también pueden ser

inactivados o insertados. Esto permite a los investigadores determinar la función exacta de un

determinado gen y estos ratones GM han proporcionado excelentes modelos para numerosas

enfermedades humanas, que no se podrían haber estudiado con animales anteriormente. La

secuenciación y el análisis del genoma del ratón han permitido seleccionar y estudiar muchos

genes empleando esta tecnología. Los creadores del primer ratón knockout obtuvieron el Premio

Nobel de Medicina en 2007.

Los antecedentes de la selección de genes

La técnica que permitió la creación de los ratones knockout fue desarrollada en las bacterias por

Joshua Lederburg, que obtuvo el Premio Nobel por su descubrimiento en 1958. Descubrió que las

cepas bacterianas se podían cruzar para obtener una descendencia con su propia genética

exclusiva, similar a la reproducción sexual. Esto significaba que cuando se utilizaban rayos X

para producir mutaciones en sus estructuras genéticas, estos cambios se podían transmitir.

Lederburg fue el primero en describir el proceso de la recombinación homóloga en las bacterias,

en la que los pares de cromosomas intercambian material genético, y descubrió que, durante la

recombinación, otras partes de material genético del organismo bacteriano se podían integrar en

la estructura genética.

Dos científicos estadounidenses, Mario Capecchi y Oliver Smithies trabajaron en las formas de

alterar secuencias específicas del genoma de los mamíferos. Ambos se dieron cuenta por

separado de que la técnica de Lederburg se podía utilizar para introducir mutaciones en los

genes de los mamíferos. Mientras tanto, el trabajo de Martin Evans sobre células madre

embriónicas proporcionó un medio para introducir las mutaciones en animales vivos alterando

las células madre y después inyectándolas en un ovocito de ratón fertilizado.

Creación del ratón knock-out

Los ratones knock-out y knock-in se producen mediante la selección de genes. Esta técnica

permite alterar un determinado gen del genoma del ratón, sustituyéndolo por una secuencia

genética similar que ha sido modificada para que contenga una mutación. A mutación a menudo

evita que el gen funcione. Cuando los genes están «inactivados» (knocked-in), un gen de ratón

normalmente se sustituye por un gen similar del genoma humano.

El gen mutante se crea en un plásmido bacteriano, que se inyecta en las células madre

embriónicas del ratón, normalmente de un ratón macho. Estas células son de un embrión de

ratón muy temprano y se dividirán para formar todos los tipos de células en el organismo. El

objetivo es que el material genético mutante del plásmido forme ADN en el esperma del ratón

cuando éste se haya desarrollado por completo. Una vez que el plásmido se encuentra en el

interior de una célula madre, las dos secuencias de ADN similares intercambian material

genético mediante la recombinación homóloga, que cambia el nuevo gen mutante en el genoma

del ratón. Estas células madre son después implantadas en un embrión hospedador para que se

desarrollen. Normalmente se seleccionan ratones con el pelaje de diferentes colores como

hospedadores, para que esté claro qué ratón es el que tiene los genes mutantes.

Cuando nace el ratón es una quimera, dado que solamente algunas de sus células estarán

modificadas. Este ratón tendrá el pelo de ambos colores. Cuando el esperma del ratón quimera

fertilice un ovocito normal, parte de su descendencia portará una única copia del gen mutante.

Estos ratones tendrán el pelaje del mismo color que el ratón cuyo ADN fue alterado

originalmente.

La cría consanguínea entre estos ratones da una descendencia con dos copias del gen mutante.

Estos son ratones knockout.

Ejemplos de ratones knockout

Hay muchos ejemplos de ratones knockout, dado que esta técnica se ha utilizado para estudiar

todos los aspectos de la fisiología y para crear modelos para muchas enfermedades humanas.

• Los ratones gordos, que son propensos a la obesidad debido a una deficiencia de

carboxipeptidasa E

• Los ratones fuertes, con un gen de miostatina inactivado

• Los ratones tolerantes al frío, que carecen de un canal de sodio que causa dolor cuando son

expuestos al frío.