En biología , una cepa es una variante genética, un subtipo o un cultivo dentro de una especie biológica . Las cepas suelen considerarse 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 debido a las limitaciones físicas de una placa de Petri . Las cepas también se mencionan comúnmente en virología , botánica y con roedores utilizados en estudios experimentales . [ cita requerida ]
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 términos de otros". [2]
Una cepa es una variante genética o subtipo de un microorganismo (por ejemplo, un virus , bacteria u hongo ). Por ejemplo, una "cepa de gripe" es una forma biológica determinada del virus de la influenza o "gripe". Estas cepas de gripe se caracterizan por sus diferentes isoformas de proteínas de superficie. Se pueden crear nuevas cepas virales debido a la 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 herramienta valiosa para analizar el microbioma . [ cita requerida ]
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 suscitado controversias en ocasiones debido a preocupaciones sobre la seguridad, lo que ha llevado a una pausa temporal, posteriormente se ha continuado. [5] [6]
En biotecnología, se han construido cepas microbianas para establecer vías metabólicas adecuadas para tratar una variedad de aplicaciones. [7] Históricamente, se ha dedicado un gran esfuerzo de investigación metabólica al campo de la producción de biocombustibles. [8] Escherichia coli es la especie más común para la ingeniería de cepas procariotas. Los científicos han tenido éxito en establecer genomas mínimos viables a partir de los cuales se pueden desarrollar nuevas cepas. [9] Estas cepas mínimas proporcionan una garantía casi total de que los experimentos con genes fuera del marco mínimo no se verán afectados por vías no esenciales. Las cepas optimizadas de E. coli se utilizan típicamente para esta aplicación. La E. coli también se utiliza a menudo como un chasis para la expresión de proteínas simples. Estas cepas, como BL21, se modifican genéticamente para minimizar la actividad de la proteasa, lo que permite la 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 estatus de clasificación 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 por cría convencional o por medios biotecnológicos), o que resultan de una mutación genética. [ cita requerida ]
Por 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 modificada genéticamente son una variedad con información genética única que se transmite a generaciones posteriores; la designación de la variedad, que normalmente es un número o un nombre formal, cubre todas las plantas que descienden de la planta modificada originalmente. Las plantas de arroz de la variedad se pueden cruzar con otras variedades o cultivares de arroz y, si se producen plantas deseables, se las vuelve a cruzar para estabilizar los rasgos deseables; las plantas estabilizadas que se pueden propagar y "volverse verdaderas" (permanecer idénticas a la planta madre) reciben un nombre de cultivar y se liberan para la producción para que las utilicen los agricultores. [ cita requerida ]
Una cepa de ratón o rata de laboratorio es un grupo de animales que es 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 rata suelen ser endogámicas . Una población de roedores endogámicos determinada 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 también se utilizan a menudo para probar la toxicidad de los fármacos. [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 la conoce muy bien. Ha seguido siendo un organismo modelo popular por muchas otras razones, como la facilidad de su crianza y mantenimiento, y la velocidad y el volumen de su reproducción. Se han desarrollado varias cepas específicas, incluida una versión no voladora con alas atrofiadas (también utilizada en el comercio de mascotas como alimento vivo para pequeños reptiles y anfibios). [ cita requerida ]
