INGENIERIA GENETICA - ámbito científico

TRABAJO SOBRE INGENIERÍA GENÉTICA
4º P.D.C.- A.C.T.
CURSO:2012/2013
INGENIERIA GENETICA
Ingeniería genética o tecnología del ADN recombinante es un proceso
biológico que se produce normalmente en todos los organismos, tras el cual se produce
un cambio del genoma (patrimonio genético del que está dotado un organismo) y se
verifica normalmente con la rotura y la reunión del ADN. Hoy es posible crear
moléculas recombinantes entre segmentos de ADN que no presentan homología y que
pueden proceder de organismos diversos. Con el uso coordinado de las enzimas de
restricción y de los vectores moleculares, es posible aislar una secuencia de ADN de
cualquier organismo e inserirla en el ADN de otro. Las formas vivas que han sufrido tal
transformación y que contienen un ADN extraño son llamadas transgénicas.
Las técnicas de clonación que permiten obtener gemelos idénticos consisten en sustituir
el núcleo de la célula madre por un núcleo de un donante del cual se quiere hacer una
copia. La célula obtenida de este modo dará origen a un embrión cuyas mitocondrias
contendrán el ADN de la célula madre y no el contenido en las mitocondrias del
organismo del cual se ha querido hacer la copia. En caso de gemelos idénticos obtenidos
naturalmente, los dos individuos comparten todo el patrimonio genético incluido el
mitocondrial.
En 1975 Daniel Nathans y Hamilton O. Smith descubrieron un tipo de proteínas -las
enzimas endonucleasas o enzimas de restricción- que actúan como "tijeras
moleculares", cortando la doble cadena de ADN a través del esqueleto de fosfatos sin
dañar las bases. El descubrimiento de estas enzimas condujo a dichos microbiólogos al
Nobel en 1978 y dio origen a la ingeniería genética.
Las enzimas de restricción son producidas por bacterias como método de defensa contra
virus y degradan el ADN extraño.
A su vez, el propio genoma bacteriano está protegido contra sus enzimas de restricción
mediante metilaciones (es decir, el agregado de un grupo metilo [-CH3)]) en un átomo
específico de ciertos nucleótidos.
Estas moléculas son indispensables para la ingeniería genética, ya que producen
fragmentos que se pueden unir entre sí fácilmente (con la ayuda de un "pegamento
molecular": la enzima ligasa).
La ingeniería genética es una aplicación de la biotecnología que involucra la
manipulación de ADN y el traslado de genes entre especies para incentivar la
manifestación de rasgos genéticos deseados. Aunque hay muchas aplicaciones de la
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ingeniería genética en la agricultura, el enfoque actual de la biotecnología esta en el
desarrollo de cultivos tolerantes a herbicidas, así como en cultivos resistentes a plagas y
enfermedades. También se esta trabajando con ganado vacuno para incrementar la
producción de leche o carne.
Siempre que los productos de la biotecnología sigan estrechamente el paradigma de los
plaguicidas, los productos modificados genéticamente reforzaran el espiral de los
plaguicidas en los agroecosistemas, legitimando así las preocupaciones que tantos
científicos han expresado con respecto a los posibles riesgos medioambientales de
organismos genéticamente modificados.
Los impactos potenciales de la biotecnología se evalúan aquí dentro del contexto de
metas agroecológicas que apuntan hacia una actividad agropecuaria socialmente más
justa, económicamente viable y ecológicamente apropiada .
¿Qué es la biotecnología?
La biotecnología es un área multidisciplinaria, que emplea la biología, química y
procesos, con gran uso en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, ciencias
forestales y medicina. Probablemente el primero que usó este término fue el ingeniero
húngaro Karl Ereky, en 1919.
Tambien la biotecnología puede ser:
- Biotecnología genética
En la década de 1970 se abrieron nuevas perspectivas en el campo de las biotecnologías
gracias a la elaboración de nuevas técnicas que permiten llegar directamente al material
que está en el origen de todas las características y procesos vitales, es decir, el ADN.
Este conjunto de técnicas moleculares de manipulación genética recibe el nombre de
ingeniería genética.
Su objetivo es la manipulación in Vitro del ADN, la introducción de este ADN así
modificado en células vivas y la incorporación del mismo como parte del material
hereditario de dichas células. De este modo, ADN de diversas procedencias, por
ejemplo, la fracción de ADN humano regula la síntesis de insulina, puede introducirse
en bacterias de manera que pasa a formar parte de su genoma y lograr así que la bacteria
adquiera la capacidad de elaborar insulina.
-
Terapia genética
La terapia genética consiste en sustituir o añadir, según el caso, una copia normal de la
región defectuosa del ADN para poder solucionar y restablecer la función alterada,
evitando el desarrollo de enfermedades de origen genético, como por ejemplo la
facultad defensiva ante las enfermedades infecciosas. Las enfermedades con las que se
ha empezado a trabajar son, entre otras, la deficiencia de la enzima ADA (adenosina
desaminasa), conocida como la de los niños burbuja y la DMD o distrofia muscular de
Duchenne.
La posibilidad de curar las enfermedades genéticas con un tratamiento específico
justifica lo esfuerzos que se están realizando en este sentido.
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Implicaciones éticas
La ingeniería tiene aplicaciones en campos muy diversos; dos de los más importantes
son la medicina y la creación de nuevas especies o mejora de las existentes. El progreso
en estos ámbitos puede aportar resultados capaces de aliviar algunos problemas de gran
importancia, pero no se debe olvidar que la explotación comercial de las tecnologías
requeridas sólo está al alcance de unas pocas empresas multinacionales. Como era de
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esperar, la tradicional dependencia económica de los países subdesarrollados tiene en la
ingeniería genética un nuevo elemento de desequilibrio. En otro orden de cosas, la
ingeniería genética puede plantear graves problemas éticos. Hay opiniones muy diversas
sobre dónde han de situarse los límites de manipulación del material que está en la base
de todos los procesos vitales.
Al inicio de los experimentos del ADN recombinante, varios investigadores mostraron
su preocupación por los riesgo que se pueden realizar con dichas técnicas, en varios
países se crearon comités para discutir el uso y la aplicación de técnicas de ingeniería
genética. Lamentablemente está limitada por fuerzas políticas y por la presión de las
empresas involucradas en el desarrollo y la comercialización de los productos
biotecnologías.
Es necesario la participación de cada ciudadano sobre la información para tener un
criterio respecto al tema ya que esto no puede ser resuelto solo por expertos, quien tiene
la decisión final es la sociedad en decidir qué se debe hacer.
Ingeniería genética en seres vivos
- Ingeniería genética en bacterias
Son los seres vivos más utilizados en Ingeniería Genética. La más utilizada es la
Escherichia coli. Se usa prácticamente en todos los procesos de I.G.
- Ingeniería genética en levaduras y hongos
Son junto con las bacterias los sistemas más utilizados. El Saccharomyces cerevisiae fue
el primer sistema eucariota secuenciado completamente. Otra levadura importante es P.
pastoris, utilizada para conseguir proinsulina en cultivo discontinuo y quitinasa en
cultivo continuo. En el campo de los hongos destaca por su labor médica el Penicillium.
- Ingeniería Genética en animales
La manipulación genética de los animales persigue múltiples objetivos: aumentar el
rendimiento del ganado, producir animales con enfermedades humanas para la
investigación, elaborar fármacos, etc.
- Ingeniería Genética en plantas
Actualmente se han desarrollado plantas transgénicas de más de cuarenta especies.
Mediante ingeniería genética se han conseguido plantas resistentes a enfermedades
producidas por virus, bacterias o insectos. Estas plantas son capaces de producir
antibióticos, toxinas y otras sustancias que atacan a los microorganismos. También se
han conseguido otro tipo de mejoras, como la producción de distintas sustancias en los
alimentos que aumentan su calidad nutricional, mejorar las cualidades organolépticas de
un producto o que ciertas plantas sean más resistentes a determinados factores
ambientales, como el frío.
Las técnicas de ingeniería genética también permiten el desarrollo de plantas que den
frutos de maduración muy lenta. Así, es posible recoger tomates maduros de la tomatera
y que lleguen al consumidor conservando intactos su sabor, olor, color y textura. La
mejora de la calidad de las semillas es también un objetivo.
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Las aplicaciones farmacéuticas son otro gran punto de interés. La biotecnología permite
desarrollar plantas transgénicas que producen sustancias de interés farmacológico, como
anticuerpos, ciertas proteínas y hormonas, como la hormona del crecimiento.
Aplicaciones de la Ingeniería Genética en medicina e industria farmacéutica
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Obtención de proteínas de mamíferos
Una serie de hormonas como la insulina, la hormona del crecimiento, factores de
coagulación, etc., tienen un interés médico y comercial muy grande. Antes, la obtención
de estas proteínas se realizaba mediante su extracción directa a partir de tejidos o fluidos
corporales. En la actualidad, gracias a la tecnología del ADN recombinante, se clonan
los genes de ciertas proteínas humanas en microorganismos adecuados para su
fabricación comercial. Un ejemplo típico es la producción de insulina que se obtiene a
partir de la levadura Sacharomyces cerevisae, en la cual se clona el gen de la insulina en
humanos.
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Obtención de vacunas recombinantes
El sistema tradicional de obtención de vacunas a partir de microorganismos patógenos
inactivos, puede comportar un riesgo potencial. Muchas vacunas, como la de la hepatitis
B, se obtienen actualmente por ingeniería genética. Como la mayoría de los factores
antigénicos son proteínas lo que se hace es clonar el gen de la proteína correspondiente.
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Diagnóstico de enfermedades de origen genético
Conociendo la secuencia de nucleótidos de un gen responsable de una cierta anomalía,
se puede diagnosticar si este gen anómalo está presente en un determinado individuo.
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Obtención de anticuerpos monoclonales
Este proceso abre las puertas para luchar contra enfermedades como el cáncer y
diagnosticarlo incluso antes de que aparezcan los primeros síntomas.
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