La transformación y la transfección son técnicas fundamentales para introducir ADN foráneo en células. Son la base de la producción de proteínas recombinantes, la terapia génica, la genómica funcional y la biología sintética.

Transformación Bacteriana

La transformación es la captación de ADN exógeno por células bacterianas. La mayoría de las cepas de laboratorio de Escherichia coli no son naturalmente competentes y deben hacerse artificialmente competentes.

Transformación química utiliza tratamiento con cloruro de calcio (CaCl₂) para hacer permeable la membrana celular bacteriana al ADN. Las células se incuban en hielo con el ADN, se someten a un choque térmico a 42 °C durante 45–90 segundos, luego se devuelven al hielo. Un breve crecimiento en medio no selectivo permite la expresión del marcador de resistencia a antibióticos antes de sembrar en agar selectivo. La transformación química típicamente produce 10⁶–10⁸ unidades formadoras de colonias por microgramo de ADN plasmídico.

Células electrocompetentes se preparan lavando bacterias en fase logarítmica con glicerol al 10% helado para eliminar iones. Un pulso breve de alto voltaje (1.5–2.5 kV) pora transitoriamente la membrana celular, permitiendo la entrada de ADN. La electroporación produce 10⁹–10¹⁰ UFC/µg para plásmidos pequeños y funciona con productos de ligación y constructos más grandes.

Transfección de Células Eucariotas

La transfección introduce ADN en células de mamífero o insecto. El término la distingue de la transformación, que se refiere a la captación bacteriana.

• Transfección mediada por lípidos: los lípidos catiónicos forman liposomas que encapsulan el ADN y se fusionan con la membrana celular. Este método es eficiente para la mayoría de líneas celulares adherentes (HeLa, HEK 293) pero es tóxico para algunas células primarias.
• Co-precipitación con fosfato de calcio: el ADN forma un precipitado con fosfato de calcio que se deposita sobre las células y es captado por endocitosis. Es económico pero menos eficiente y requiere un control cuidadoso del pH.
• Electroporación: como en bacterias, un pulso eléctrico breve pora la membrana. Funciona para células difíciles de transfectar (células primarias, células en suspensión) pero causa una muerte celular significativa.
• Transducción viral: utilizando lentivirus, retrovirus o virus adenoasociados (AAV) modificados para administrar material genético. Este es el método más eficiente para células primarias y para la integración estable en el genoma.

Transfección Estable vs. Transitoria

La transfección transitoria produce expresión durante 2–7 días mientras el plásmido permanece episomal. La transfección estable utiliza un marcador seleccionable (ej., puromicina, G418, higromicina) para seleccionar células que han integrado el ADN en su genoma, produciendo líneas celulares permanentes.