La higromicina B es un antibiótico que se usa en la clonación recombinante para seleccionar células que se han transformado con una secuencia de ADN deseada. Actúa para matar las células susceptibles no transformadas al inhibir la síntesis de proteínas. Este compuesto se puede utilizar en cultivos de células bacterianas, fúngicas, vegetales y de mamíferos. Producida por el actinomiceto Streptomyces hygroscopicus, que habita en el suelo, la higromicina B también se agrega a las materias primas para pollos y cerdos para evitar que sean infestados por parásitos como los gusanos.
Los actinomicetos son un tipo de bacteria que habita habitualmente en el suelo. Producen una variedad de productos naturales que son tóxicos para otros organismos para ayudarlos a competir y sobrevivir en el suelo. Se han aislado muchos tipos diferentes de antibióticos a partir de estos organismos, incluidas la estreptomicina y la actinomicina. La higromicina B se descubrió en 1953. Aunque tóxica para los seres humanos, sus primeros usos fueron aumentar la alimentación de las aves de corral y los cerdos para prevenir la infestación de gusanos.
La higromicina B es un ejemplo de la clase de antibióticos aminoglucósidos. Está compuesto por azúcares que tienen grupos amino. Se ha descubierto que varios tipos diferentes de bacterias tienen resistencia a este antibiótico. Esta resistencia se activa mediante la transferencia de un grupo fosfato a un grupo hidroxilo — OH — en la molécula de antibiótico. La proteína que lleva a cabo esta reacción se conoce como higromicina B fosfotransferasa (Hph).
El mecanismo de acción de la higromicina B es inhibir la síntesis de proteínas al afectar la traducción del ARN mensajero (ARNm). Las proteínas están formadas por largas cadenas de aminoácidos. Normalmente, los ribosomas se mueven a lo largo de una hebra de ARNm y forman un aminoácido de acuerdo con un grupo de tres bases de ARNm conocido como codón. Cuando el antibiótico está presente, los ribosomas no leen el codón correctamente y se traducen mal. Generalmente, esto da como resultado la terminación de la síntesis de proteínas.
Con el advenimiento de la tecnología del ADN recombinante, los científicos pudieron clonar los genes Hph de varios tipos diferentes de bacterias. Se encontró un tipo de gen en el actinomiceto que produce el antibiótico y otro en las bacterias gram negativas Escherichia coli (E. coli) y Klebsiella pneumoniae. Dado que E. coli se manipula con tanta frecuencia en la ingeniería genética, su gen es el que se utiliza con más frecuencia en los experimentos. El modo de acción de este antibiótico es diferente al de muchos otros, lo que permite que se utilice a menudo en combinación con un tipo adicional de antibiótico.
Este gen de resistencia a la higromicina B se usa ampliamente como marcador seleccionable durante los experimentos de clonación. Por lo tanto, se usa en un plásmido recombinante que también contiene un gen que los científicos desean introducir en un organismo, como un hongo o una línea celular vegetal. Solo unas pocas células en una gran mezcla de células generalmente tendrán el plásmido deseado. Cuando se agrega un antibiótico a la mezcla celular, matará las células susceptibles que no absorbieron el plásmido recombinante. Esta selección de higromicina B asegura que las células restantes continuarán conteniendo el gen de interés.