Modelo universitario minerva




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ACTIVIDAD

Construye tu árbol genealógico. Un árbol genealógico o genograma es un gráfico que muestra las relaciones de parentesco y la transferencia de los rasgos hereditarios a través de varias generaciones en una familia. Se elabora con el fin de detectar algunas anomalías genéticas y para establecer las probabilidades que tiene un padre de procrear un hijo con un rasgo determinado. El análisis genealógico puede detectar la herencia autosómica dominante y recesiva, y la herencia ligada al sexo así como pueden observarse las relaciones de consanguinidad y la unión entre personas estrechamente relacionadas. En las familias reales puede observarse en sus genogramas un alto grado de consanguinidad, ya que era tradicional y beneficioso casarse entre los miembros de la realeza. Los consejeros genéticos emplean la genealogía para determinar en las parejas si serán capaces de producir hijos sanos.



Expón tu árbol genealógico explicando el fenotipo entre los familiares presentados y el origen posible de las enfermedades, refiriendo las leyes de Mendel y, específicamente, a la transmisión de caracteres hereditarios (genotipo).

PROYECTO GENOMA HUMANO

El Proyecto Genoma Humano (PGH) se inició en 1988 y se concluyó en el 2004. Consistió en obtener la secuencia completa de más de 3,000 millones de pares de bases del ADN del genoma humano, codificada en 23 pares de cromosomas contenidos en cada una de las células del cuerpo. Se estima que, en total, deben ser unos treinta mil genes.

En los últimos años la localización de genes ha tenido un notable avance, pues en 1990 ya se habían localizado más de 600. Es importante hacer notar que para algunos cromosomas las investigaciones han resultado muy fructíferas, como es el caso del cromosoma X.

INGENIERÍA GENÉTICA

Es un conjunto de técnicas cuyo objetivo principal es la creación de nuevas combinaciones genéticas basándose en la manipulación directa del ADN.

ADN Recombinante

A fines de los 70’s, la genética entró en una “nueva era” con el descubrimiento y uso de las endonucleasas o enzimas de restricción, que cortan el ADN en lugares específicos. De esta manera se pudo manipular y formar una molécula de ADN con una secuencia conocida, dando como resultado una molécula denominada ADN recombinante (Fig. ). Este fue la base para el impulso de dos nuevas ramas de la Genética: la ingeniería genética y la biotecnología.

Se han transferido genes de mamíferos a bacterias, que así producen proteínas de gran importancia económica, como la insulina, la hormona del crecimiento y el interferón (tabla ). También se han desarrollado microorganismos que degradan el petróleo, proceso de gran importancia ecológica.

Transgénicos

Es la inserción de genes de un organismo a otro para mejorar su expresión. El proceso consiste en la transferencia de un gen responsable de determinada característica en un organismo, hacia otro al cual se pretende incorporar esta característica. Los organismos transgénicos (llamados organismos genéticamente modificados, OGM) han sido manipulados genéticamente en el laboratorio para aumentar la productividad y rendimiento económico de cultivos como maíz, papa, tomate, chícharo, soya o algodón, así como del ganado vacuno y ovino. A partir de estos organismos se elaboran alimentos llamados productos transgénicos.

Los beneficios que se alcanzan aplicando ingeniería genética a las plantas son:

  • Adaptación a condiciones desfavorables: temperaturas extremas, salinidad, sequía, metales presentes en niveles tóxicos

  • Resistencia a herbicidas menos contaminantes para el medio ambiente.

  • Cualidades nutricionales mejoradas, como perfil de ácidos grasos.

  • Características funcionales mejoradas, como disminución de perecibilidad o mayor vida en el estante.

  • Resistencia a enfermedades y plagas que reduzca el requerimiento de agroquímicos.

En animales, se producen vacas que segregan en su leche una proteína humana, o que tengan un contenido menor de lactosa; cerdos con genes que sinteticen hemoglobina humana, para usarla como sustituto de la sangre; cabras cuya leche contenga el activador tisular del plasminógeno humano que disuelve los coágulos sanguíneos y se utiliza en el tratamiento de enfermos con cardiopatías.

ACTIVIDAD

El caso de la nuez del Brasil. El propósito de la actividad es analizar beneficios y riesgos de salud por la aplicación de nuevas tecnologías.

1. Lee con atención la siguiente noticia:

La soya es una leguminosa de origen asiático que tiene muchos beneficios para la salud. Posiblemente es el alimento natural con mayor contenido en proteínas, vitaminas y minerales, lo que le da una extraordinaria capacidad para nutrir. Una empresa creó soya transgénica rica en metionina para elevar su valor nutricional, ya que es pobre en este aminoácido. Para ello se usó un gen procedente de a nuez de Brasil.

Sin embargo, dado que un porcentaje de la población es alérgica a la nuez de Brasil, antes de sacar al mercado la soya, se hicieron varias pruebas de alergenicidad que resultaron negativas en animales, pero cuando se hicieron pruebas con suero sanguíneo de personas alérgicas, si hubo reacción, que se Confirmó con pruebas en la piel.

2. Con base en la lectura responde las preguntas y elabora una conclusión.

3. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la soya transgénica?

4. ¿Por qué piensas que deben hacerse pruebas preliminares antes de liberar un producto transgénico?

5. Por un lado, la soya transgénica beneficiaría la nutrición de mucha gente, por otro lado podría perjudicarla ¿cómo lo solucionarías?

6. Investiga que especies vegetales y animales se han manipulado genéticamente en nuestro país y cuáles son sus repercusiones, marcando sus ventajas y desventajas a nivel biológico.

7. Elabora conclusiones sobre lo que determina la variedad de especies como las presentadas en el cuadro comparativo y las exponga señalando las implicaciones, éticas, biológicas, sociales y económicas ante el grupo.

Fig. 4.22 ADN recombinante
Tabla 4.5 Péptidos y proteínas producidos por ingeniería genética

péptido o proteína

uso o tratamiento potencial

ά-antitripsina

Enfisema

ά, β, γ-interferones

Agentes antivirales, antitumorales y antinflamatorios.

Factor de coagulación VIII

Hemofilia

Calcitonina

Osteomalacia

Factor de crecimiento epidérmico

Heridas

Eritropoyetina

Anemia

Hormona del crecimiento

Promoción del crecimiento

Insulina

Diabetes

Interleucinas 1, 2 y 3

Trastornos inmunitarios y tumores

Relaxina

Auxiliar del parto

Somatostatina

Acromegalia

Estreptoquinasa

Anticoagulante

Activador del plasminógeno tisular

Anticoagulante

Factor de necrosis tumoral

Cáncer




Clonación

La clonación es la acción de reproducir a un ser de manera perfecta en el aspecto fisiológico y bioquímico de una célula originaria, es decir que a partir de una célula de un individuo se crea otro exactamente igual al anterior. Un clon es el conjunto de individuos que desciende de otro por vía vegetativa o asexual. La clonación existe en la naturaleza paralelamente a la reproducción sexual. Los descendientes de los microorganismos que iniciaron la vida, eran idénticos a sus padres.

En 1997, Ian Wilmut, anunció que había clonado una oveja llamada Dolly. Esta oveja se convirtió en el primer mamífero clonado. En la clonación de Dolly se obtuvo un óvulo de oveja, se elimina su núcleo, se sustituye por un núcleo de célula de oveja adulta procedente del tejido mamario y se implanta en una tercera oveja que sirve como mamá de "alquiler" puesto que será la que lleve el embarazo (Fig. 3.25).

Fig. 4.25. Clonación de la oveja Dolly

Terapia Génica

Es un tratamiento que reemplaza genes defectuosos por otros sanos. En el futuro, las enfermedades hereditarias podrán detectarse y curarse a tiempo gracias a este procedimiento. En 1990, se inició el primer estudio clínico de terapia génica humana, con una niña que recibió una transfusión de leucocitos procesados mediante ingeniería genética, para contener el alelo normal; en la actualidad la niña tiene un sistema inmune funcional.

En 1994 se iniciaron estudios experimentales para combatir la fibrosis quística, una enfermedad pulmonar hereditaria. Con técnicas de ingeniería genética se incluyó en un virus el gen normal. El virus se introdujo en los pulmones por medio de un aerosol bucal para que penetrara a las células que con esta información, pudieran sintetizar la proteína que al faltar produce la enfermedad.

ACTIVIDAD

Leche curativa

El propósito de esta actividad es identificar los avances de la manipulación genética.

1. Lee con atención la siguiente noticia

Científicos argentinos han creado una vaca transgénica que produce insulina en su leche. El ADN de las vacas se ha modificado para que generen leche con el precursor de la insulina. De él se extrae una molécula idéntica a la del ser humano; mediante un proceso químico, se purifica y se transforma en un medicamento inyectable. Así se ha conseguido que el fármaco final sea igual a la hormona que los humanos sanos producen naturalmente. Y además, es muy rentable: con ella, sólo en Argentina los precios de a insulina bajarían 30%.

Fuente: “Vacas clonadas para producir insulina”. Consultado el 6 de julio de 2010.

Disponible en http:///www.biotecnologica.com/vacas-clonadas-para-producir-insulina/(Adaptación)

2. Investiga como se obtenía anteriormente la insulina y responde las siguientes preguntas en tu cuaderno.

3. ¿Crees que esta técnica sea mejor que las anteriores? , ¿Por qué?

4. ¿Si fueras diabético usarías insulina con este origen?

5. Elabora una conclusión con base en la lectura y en tus respuestas.

Células madre

Célula madre o stem cell se define como una célula progenitora, autorenovable, capaz de regenerar uno o más tipos celulares diferenciados. En animales superiores, se clasifican en dos grupos:

Células madre embrionarias ó pluripotenciales que derivan de la masa celular interna del blatocisto del embrión (7-14 días), y son capaces de generar todos los diferentes tipos celulares del cuerpo.

Células madre órgano-específicas ó multipotenciales, es decir, capaces de originar las células de un órgano concreto en el embrión, y también, en el adulto.

Un ejemplo de células madre órgano-específicas, es el de las células de la médula ósea, que pueden generar todos los tipos celulares de la sangre y del sistema inmune. También existen en más órganos como piel, grasa subcutánea, músculo cardíaco y esquelético, cerebro, retina, páncreas, etc. Se cultivan tanto en in vitro (en el laboratorio), como in vivo (en un modelo animal) utilizándolas en la reparación de tejidos dañados. A pesar de todo, la aplicación de estas técnicas de trasferencia de células madre de adulto para el recambio y reparación de tejidos enfermos está todavía en sus comienzos.

Se ha comprobado que células madre de adulto pueden reprogramarse (transdiferenciarse), y dar lugar a otros tipos celulares que hasta ahora se pensaba que eran incapaces de generar. Es decir, ya no serían multipotenciales, si no pluripotenciales.

En la línea germinal se pide su prohibición en todo aquello que sea recomponer un programa genético humano. Los trabajos con embriones humanos con fines puramente experimentales se consideran un atentado a la dignidad de la especie humana.

Por todo ello, es preciso que los conocimientos y avances en Ingeniería Genética se consideren patrimonio de la humanidad, y que los organismos internacionales creados para ello sean capaces de vencer las reticencias que crean los intereses políticos y económicos, logrando una legislación adecuada y justa, que recoja las voces razonables de todos los sectores sociales.

IMPLICACIONES BIOÉTICAS EN LA GENÉTICA

Los avances vertiginosos de la genética y otras ciencias nos hacen preguntarnos si el ser humano está listo para manejarlos correctamente. La ética y las leyes no han avanzado al mismo ritmo que la ciencia, por lo que es imperioso el desarrollo de la Bioética y de una legislación adecuada para que estos nuevos conocimientos generen un desarrollo positivo y no se conviertan en una forma de control y exterminio.

Frente a los múltiples beneficios que ofrece este campo, se encuentran algunos problemas que causa la aplicación de la Ingeniería Genética:

Sanitarios.  Pueden aparecer nuevos microorganismos patógenos que causen enfermedades desconocidas, o que el uso de fármacos de diseño provoque efectos secundarios no deseados.

Ecológicos.   Al liberar nuevos organismos en el ambiente puede provocarse la desaparición de especies contra las que se lucha, con consecuencias aún desconocidas, ya que cumplen una función en la cadena trófica de la naturaleza. Se puede pensar en posibles nuevas contaminaciones debidas a un metabolismo incontrolado.

Sociales y políticos.  Las aplicaciones de la biotecnología en el campo de la producción industrial, agrícola y ganadera, pueden crear diferencias aún más grandes entre países ricos y pobres. El sondeo génico en personas puede llevar a consecuencias nefastas en la contratación laboral, por ejemplo, y atenta contra la intimidad a que tiene derecho toda persona.

Éticos y morales.  La experimentación en la especie humana puede atentar contra su misma dignidad. En el campo de la Terapia Génica es defendible este procedimiento cuando se utilice en células somáticas para corregir enfermedades.

LECTURAS SUGERIDAS

Cherfas, Jeremy (2003). El Genoma Humano. SEP/Planeta. Colección Espejo de Urania. México.

Claybourne, Ana. (2006) El Gran Libro de los Genes y el ADN. SEP/Usborne. Colección Astrolabio. México.

García, H. (1997). Genética para el Futuro. Colección Esto es Química ¿y qué?, Facultad de Química, UNAM. México.

Gómez Roig, E. (2003) La Clonación 1. SEP/Libros del Escarabajo. Colección Astrolabio. México.

Gómez Roig, E. (2004) Los Transgénicos. SEP/Libros del Escarabajo. Colección Espejo de Urania. México.

Walter, R. (2004) Genes y ADN. SEP/Altea. Colección Espejo de Urania. México.

VIDEOS RECOMENDADOS

  • Película GATACA

  • La Eva Genética – Discovery Channel

TIC’s

Action Bioscience

http://actionbioscience.org/esp/genomica/index.html
Proyecto Biósfera.

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/
Embryos

http://www.embryos.org
My Heritage

http://www.myheritage.es/genealogia
Genograma

http://chato.cl/blog/2001/01/genograma_arbol_genealogico.html

BIBLIOGRAFÍA

Audesirk, T, Audesirk, G y Byers, B.E. Biología, Ciencia y Naturaleza. Prentice Hall. México, 2004.

García, H. Genética para el Futuro. Colección Esto es Química ¿y qué?, Facultad de Química, UNAM. México, 1997.

Nelson, Gideon E. Principios de Biología. 3ra. Reimpresión de la Segunda Edición, Editorial Limusa Willey. México, 2002.

Valdivia. B, Granillo.P, Villarreal M. S. Biología, La Vida y sus Procesos. Publicaciones Cultural. México, 2006.

Villee, Claude A. Biología. Octava Edición. Editorial Mc Graw-Hilll, 2000

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