En biología , una cepa es una variante genética, un subtipo o un cultivo dentro de una especie biológica . Las cepas a menudo se consideran conceptos inherentemente artificiales, caracterizados por una intención específica de aislamiento genético. [1] Esto se observa más fácilmente en microbiología, donde las cepas se derivan de una colonia de células individuales y generalmente se ponen en cuarentena por las limitaciones físicas de una placa de Petri . Las cepas también se conocen comúnmente en virología , botánica y con roedores utilizados en estudios experimentales . [ cita necesaria ]
Se ha dicho que "no existe una definición universalmente aceptada para los términos 'cepa', ' variante ' y 'aislado' en la comunidad virológica, y la mayoría de los virólogos simplemente copian el uso de los términos de otros". [2]
Una cepa es una variante genética o un subtipo de un microorganismo (p. ej., un virus , una bacteria o un hongo ). Por ejemplo, una "cepa de gripe" es una determinada forma biológica del virus de la gripe o de la "gripe". Estas cepas de gripe se caracterizan por sus diferentes isoformas de proteínas de superficie. Se pueden crear nuevas cepas virales debido a una mutación o intercambio de componentes genéticos cuando dos o más virus infectan la misma célula en la naturaleza. [3] Estos fenómenos se conocen respectivamente como deriva antigénica y cambio antigénico . Las cepas microbianas también se pueden diferenciar por su composición genética utilizando métodos metagenómicos para maximizar la resolución dentro de las especies. [4] Esto se ha convertido en una valiosa herramienta para analizar el microbioma . [ cita necesaria ]
Los científicos han modificado cepas de virus para estudiar su comportamiento, como en el caso del virus de la gripe H5N1 . Si bien la financiación de este tipo de investigaciones ha generado controversia en ocasiones debido a preocupaciones de seguridad, lo que ha llevado a una pausa temporal, posteriormente ha procedido. [5] [6]
En biotecnología, se han construido cepas microbianas para establecer rutas metabólicas adecuadas para tratar una variedad de aplicaciones. [7] Históricamente, un importante esfuerzo de investigación metabólica se ha dedicado al campo de la producción de biocombustibles. [8] Escherichia coli es la especie más común para la ingeniería de cepas procarióticas. Los científicos han logrado establecer genomas mínimos viables a partir de los cuales se pueden desarrollar nuevas cepas. [9] Estas cepas mínimas proporcionan casi una garantía de que los experimentos con genes fuera del marco mínimo no se verán afectados por vías no esenciales. Para esta aplicación normalmente se utilizan cepas optimizadas de E. coli . E. coli también se utiliza a menudo como chasis para la expresión de proteínas simples. Estas cepas, como BL21, están modificadas genéticamente para minimizar la actividad de la proteasa, lo que permite una producción de proteínas a escala industrial de alta eficiencia . [10]
Las cepas de levaduras son los sujetos más comunes de modificación genética eucariota, especialmente con respecto a la fermentación industrial . [11]
El término no tiene un ranking oficial en botánica; el término se refiere a los descendientes colectivos producidos a partir de un ancestro común que comparten un carácter morfológico o fisiológico uniforme. [12] Una cepa es un grupo designado de descendientes que descienden de una planta modificada (producida mediante mejoramiento convencional o por medios biotecnológicos) o que resultan de una mutación genética. [ cita necesaria ]
Como ejemplo, algunas variedades de arroz se obtienen insertando nuevo material genético en una planta de arroz, [13] todos los descendientes de la planta de arroz genéticamente modificada son una variedad con información genética única que se transmite a generaciones posteriores; la designación de la cepa, que normalmente es un número o un nombre formal, cubre todas las plantas que descienden de la planta originalmente modificada. Las plantas de arroz de la cepa se pueden mejorar con otras cepas o cultivares de arroz y, si se producen plantas deseables, se mejoran aún más para estabilizar los rasgos deseables; las plantas estabilizadas que pueden propagarse y "hacerse realidad" (permanecen idénticas a la planta madre) reciben un nombre de cultivar y se ponen en producción para ser utilizadas por los agricultores. [ cita necesaria ]
Una cepa de ratón o rata de laboratorio es un grupo de animales genéticamente uniforme. Las cepas se utilizan en experimentos de laboratorio. Las cepas de ratón pueden ser endogámicas , mutadas o modificadas genéticamente , mientras que las cepas de ratas suelen ser endogámicas . Una determinada población de roedores endogámicos se considera genéticamente idéntica después de 20 generaciones de apareamiento entre hermanos. Se han desarrollado muchas cepas de roedores para una variedad de modelos de enfermedades y, a menudo, también se utilizan para probar la toxicidad de los medicamentos. [14] [15] [16]
La mosca común de la fruta ( Drosophila melanogaster ) fue uno de los primeros organismos utilizados para el análisis genético , tiene un genoma simple y se comprende muy bien. Ha seguido siendo un organismo modelo popular por muchas otras razones, como la facilidad de cría y mantenimiento, y la velocidad y volumen de su reproducción. Se han desarrollado varias cepas específicas, incluida una versión no voladora con alas atrofiadas (que también se utiliza en el comercio de mascotas como alimento vivo para pequeños reptiles y anfibios). [ cita necesaria ]
