El ADN: La Molécula de la Vida

El mayor descubrimiento biológico del siglo XX fue la doble hélice de ADN. Esta estructura está formada por dos cadenas unidas que tienen la forma de un muelle. ADN significa ácido desoxirribonucleico. El ADN es la molécula que lleva la información genética utilizada por una célula para la creación de proteínas. Contiene las instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos. La función principal de las moléculas de ADN es el almacenamiento a largo plazo de la información genética. El ADN es a menudo comparado con un conjunto de planos para los seres humanos.

La Clave del ADN: Las Bases Nitrogenadas

Las moléculas de ADN son muy largas, pero están formadas por la repetición de tan solo cuatro subunidades básicas, llamadas nucleótidos:

• A: Adenina
• T: Timina
• C: Citosina
• G: Guanina

El gran descubrimiento de Watson y Crick fue que cada peldaño de la escalera de mano consiste en un par de bases. Solo pueden aparecer A con T y G con C. Se dice que ambas cadenas son complementarias. Si las dos cadenas se separan, cada cadena sirve de molde para fabricar una nueva cadena acoplando los nucleótidos correspondientes.

Ingeniería Genética y Organismos Transgénicos

La ingeniería genética agrupa el conjunto de técnicas utilizadas por los biólogos para dotar a las células vivas de nuevas propiedades. También se conoce como tecnología del ADN recombinante.

La ingeniería genética permite modificar el genoma de una planta, de un animal o de un microorganismo, convirtiéndolo en un organismo modificado genéticamente (OMG). Se habla entonces de:

• Planta transgénica
• Animal transgénico
• MGM: Microorganismo genéticamente modificado

Uno de los primeros resultados de la ingeniería genética fue introducir el gen de una proteína humana en el ADN de una bacteria y conseguir que esta bacteria fabricara insulina.

Enzimas: Catalizadores Biológicos

Las enzimas son biocatalizadores, moléculas que aceleran las transformaciones químicas que suceden en las células.

• Enzima ADN polimerasa: acelera el proceso de formación de ADN, una gran molécula, a partir de moléculas pequeñas, los nucleótidos. La enzima se une a los nucleótidos y facilita su unión.
• Enzimas de restricción: cortan el ADN en fragmentos por lugares precisos. Hay varias enzimas de restricción y cada una de ellas corta el ADN por una secuencia distinta.

Obtención de un Organismo Transgénico

Se realiza en dos etapas:

• Primera etapa: Introducir el gen deseado en el genoma de una célula del organismo que se desea modificar. Se extrae todo el ADN, se localiza el gen y se extrae, se clona el gen, se modifica el gen exógeno, se introduce el transgén y se comprueba que se ha incorporado el transgén.
• Segunda etapa: Obtener una planta o animal a partir de la célula cuyo genoma se ha modificado. Requiere la utilización de técnicas de clonación de organismos.

Alimentos Transgénicos y su Etiquetado

Los alimentos transgénicos son aquellos obtenidos a partir de OMG. Forman parte de la comida que se ofrece en los comercios, aunque pueden pasar desapercibidos. La normativa europea obliga a indicar en el envase de los productos si se trata de:

• Un alimento transgénico
• Un producto que contenga OMG
• Un alimento producido a partir de transgénicos
• Alimentos que contengan solo un 0,9% de transgénicos
• Productos de segunda o tercera generación
• Alimentos que empleen microorganismos transgénicos para su fermentación

Biotecnología: Aplicaciones y Riesgos

La biotecnología es la utilización de los seres vivos con fines comerciales. Algunas de sus aplicaciones son:

• Industria alimentaria: obtención de alimentos con características especiales.
• Industria farmacéutica: producción de fármacos o vacunas.
• Agricultura y ganadería: mejora de caracteres agronómicos.
• Medio ambiente: eliminación de residuos tóxicos con plantas capaces de resistir la presencia de sustancias tóxicas y que las acumulan en sus cuerpos.
• Investigación médica: obtención de órganos para trasplantarlos, que no plantean problemas de rechazo.

Sin embargo, la biotecnología también presenta riesgos:

• Pérdida de diversidad genética.
• Salto accidental de los genes transferidos a otras especies silvestres o a los cultivos tradicionales.
• Efectos perjudiciales sobre la salud (problemas alérgicos).

El Genoma Humano

Características del genoma humano:

• Contiene unos 3200 millones de pares de bases.
• Solo el 2% del genoma contiene genes.
• Un porcentaje muy alto está formado por el denominado ADN basura.
• Es casi el mismo para todas las personas.
• Contiene unos 15000 genes y se desconoce la función de casi la mitad de ellos.

Enfermedades Genéticas, Diagnóstico Prenatal y Terapia Génica

Una enfermedad genética es una condición patológica causada por una alteración del genoma. Puede ser hereditaria o no. Si el gen alterado está presente en los gametos de la línea germinal, será hereditaria (pasará de generación en generación); por el contrario, si solo afecta a las células somáticas, no será heredada. Pueden ser:

• Cromosómicas: resultado de problemas que afectan a cromosomas completos o a fragmentos de cromosomas.
• Monogénicas: se deben a cambios de un único gen y se heredan como cualquier otro carácter.

Diagnóstico prenatal: para determinar enfermedades genéticas es posible realizar un diagnóstico precoz dentro del útero. La amniocentesis y el análisis de vellosidades coriónicas son métodos de diagnóstico prenatal que permiten detectar anomalías. Ambas técnicas presentan el inconveniente de aumentar ligeramente la tasa de abortos espontáneos.

Terapia génica: consiste en la inserción de genes funcionales ausentes en el genoma de un individuo. Se realiza en las células y tejidos con el objetivo de tratar una enfermedad o realizar un marcaje. El tratamiento de las enfermedades genéticas ha consistido en intervenir sobre las consecuencias que se derivan de portar un gen anómalo. Este tratamiento, sin embargo, no logra la curación del enfermo. La curación definitiva de una enfermedad genética se logrará si se corrige la causa, si se sustituye el ADN del gen mutado por ADN normal.