Ingeniería Genética

La ingeniería genética consiste en la manipulación del ADN de un organismo para conseguir un objetivo práctico. Esta tecnología se lleva a cabo mediante la transferencia de uno o más genes de un organismo a otro, ya sea de la misma especie o de otra distinta. Se denomina organismo transgénico a aquel cuyo genoma ha sido modificado con genes procedentes de otros organismos. El ADN sintetizado de manera artificial mediante la unión de ADN de orígenes diferentes se llama ADN recombinante.

Herramientas para la Manipulación de Genes

• Enzimas de restricción: Son proteínas bacterianas que cortan el ADN en puntos concretos.
• Vector de transferencia: Es el agente que transfiere un segmento de ADN de un organismo a otro. Los más utilizados son los plásmidos, pequeñas moléculas de ADN circular que se encuentran en las bacterias.
• ADN ligasas: Son enzimas encargadas de unir fragmentos de ADN.

Proceso de un Proyecto de Ingeniería Genética

1. Localización y aislamiento del gen que se desea transferir: Se utilizan las enzimas de restricción.
2. Selección del vector: Su elección dependerá de las características y del tamaño del ADN elegido.
3. Unión del ADN elegido al ADN del vector: A través de las ADN ligasas se une el fragmento de ADN aislado al ADN del vector y así se origina una molécula de ADN recombinante.
4. Inserción del vector con el gen transferido en la célula hospedadora: El ADN recombinante se introduce en la célula hospedadora.
5. Multiplicación del organismo transgénico: La célula hospedadora se divide originando copias que portan el gen deseado.

Aplicaciones de la Ingeniería Genética

La ingeniería genética permite originar un ADN recombinante, que, transferido a una célula en cultivo, expresará un determinado gen que originará una proteína. Esto permite obtener productos de gran relevancia para las proteínas. Destacan:

• Obtención de fármacos: La biotecnología se utiliza frecuentemente en la industria farmacéutica para producir ciertas sustancias difíciles de obtener. Destacan la insulina, proteínas de coagulación del suero sanguíneo y vacunas que estimulan las defensas contra determinados microorganismos.
• Mejora en la producción agrícola y animal: Consiste en transferir a plantas o animales, determinados genes que les confieren una mejora práctica para las personas. En plantas es posible insertar genes de resistencias y en los animales modificarlos genéticamente para lograr un mayor crecimiento, resistencia a condiciones ambientales.
• Terapia génica: Consiste en el tratamiento de enfermedades producidas por una alteración genética como la diabetes o el Parkinson. La terapia génica permite sustituir el gen defectuoso por un gen sano.

Alimentos Transgénicos

Un organismo transgénico o modificado genéticamente (OMG) es aquel en el que, mediante ingeniería genética, se ha introducido un gen llamado transgén, procedente de otro organismo, o se le ha suprimido o modificado un gen propio. Algunas mejoras son: retraso en la maduración, producción de sustancias, mejora de la calidad, resistencia a herbicidas e insectos. Estos cultivos ocasionan riesgos para el medio ambiente y la salud de las personas: la pérdida de biodiversidad, la generación de resistencias a antibióticos, el desarrollo de resistencias en insectos y malas hierbas o los efectos no deseados.

Clonación

Clonar un organismo, una célula o una molécula significa hacer una o varias copias idénticas al original. Se distinguen dos tipos: la reproductiva y la terapéutica.

Clonación Reproductiva

Tiene como objetivo conseguir individuos nuevos idénticos entre sí y al original. En 1997 se produjo el nacimiento de Dolly, el primer mamífero clonado mediante una técnica conocida como transferencia nuclear. Esta técnica utiliza los núcleos de células diferenciadas o de células embrionarias en un estado de desarrollo temprano.

Clonación Terapéutica

Tiene como objetivo tratar enfermedades y regenerar tejidos. Este tipo de clonación necesita obtener células madre, que son células no diferenciadas que pueden dividirse indefinidamente y originar distintos tipos celulares, como una célula sanguínea o una nerviosa. Las células madre pueden obtenerse de células somáticas de tejidos adultos o de embriones tempranos.

Implicaciones de los Avances en Biotecnología

Implicaciones Ecológicas

La introducción de organismos transgénicos en un hábitat puede provocar la extinción de especies naturales si se propagan de forma incontrolada, colonizando ecosistemas naturales y afectando a otros organismos. Esto puede tener consecuencias como la pérdida de diversidad genética.

Implicaciones Sanitarias

El uso de nuevos fármacos de diseño puede ocasionar efectos secundarios no conocidos.

Implicaciones Sociales

El conocimiento del genoma humano nos permitirá conocer de antemano las posibilidades que alguien tiene de sufrir una determinada enfermedad o de ser portador de la misma, con vistas a la prevención o curación.

Implicaciones Éticas

El conocimiento en profundidad de nuestro genoma abre la posibilidad de la manipulación del material genético de nuestra especie. El Comité Internacional de Bioética de la UNESCO, creado en 1993, sigue de cerca los avances velando por que se respeten los principios de libertad y dignidad.

Implicaciones Legales

La posibilidad de patentar productos biotecnológicos tiene multitud de implicaciones globales. Una de las principales controversias actuales entre los científicos es la posibilidad de patentar plantas y animales transgénicos, así como secuencias del genoma humano.

Proyecto Genoma Humano

El Proyecto Genoma Humano (PGH) nace en la década de 1980 con el objetivo de conocer el orden en que se disponen los nucleótidos en las cadenas de ADN de los cromosomas humanos. El proyecto suponía el primer esfuerzo coordinado internacionalmente para localizar e identificar los genes que forman el genoma y descifrar la secuencia de nucleótidos de nuestro ADN.

Objetivos del Proyecto Genoma Humano

• Identificar todos los genes humanos y localizar el lugar que ocupan en los cromosomas.
• Secuenciar cada gen, es decir, averiguar la secuencia de nucleótidos que lo forman.
• Determinar la función que realiza cada uno de los genes.

El 12 de febrero de 2001 se publicaron los primeros mapas e interpretaciones del genoma humano. Paralelamente se trabajó en la secuenciación del genoma de otros seres vivos como el de E. coli, S. cerevisiae, D. melanogaster o M. musculus, lo que permitió avanzar en la tecnología y los procedimientos utilizados.

Conocimientos Actuales

Actualmente la práctica totalidad del genoma humano está secuenciado. Entre los resultados obtenidos hasta la fecha destacan:

• Nuestro genoma tiene unos 25.000 genes, muchos menos de lo que en un principio se estimaba.
• El tamaño de nuestro genoma es de 2.900 millones de pares de bases.
• Muchos de los genes que poseemos parecen proceder en gran parte de microorganismos primitivos, como virus y bacterias.
• Los seres humanos somos genéticamente muy semejantes. El 99.99% de los datos genéticos son comunes a todas las personas, por lo que no existe base genética para el concepto de raza.
• En contra de lo que se pensaba, cada gen está implicado en la síntesis de muchas proteínas, no de una sola.
• Los genes que codifican proteínas son pocos y se encuentran alejados entre sí. La mayor parte del ADN son interrupciones en la secuencia génica, secuencias repetidas o ADN de función aún desconocida.

Todo lo que sucede en nuestro cuerpo depende en gran medida de los genes. Hoy día se sabe que el número de proteínas que sintetiza un individuo supera con creces el número de genes que posee, por eso actualmente los trabajos se centran en la proteómica, que es el estudio de conjuntos completos de proteínas que codifican los genomas.