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La ingeniería genética

Y los nuevos

Organismos

Hecho por: Lini Valenzuela Tynan

ÍNDICE

  • La ingeniería genética



  • Los organismos transgénicos



  • Enzimas



  • ¿Cómo se clona un organismo transgénico?



  • ¿Cómo se clona un gen?



  • Aplicaciones de la Ingeniería Genética en Medicina e Industria Farmacéutica



  • Implicaciones Éticas



  • Ventajas y desventajas



  • Noticia



  • Para saber más



  • Bibliografía



  • Conclusión

La ingeniería genética

La ingeniería genética es la tecnología de la manipulación y transferencia de ADN de un organismo a otro, que posibilita la creación de nuevas especies, la corrección de defectos genéticos y la fabricación de numerosos compuestos.

Mediante este procedimiento se pueden corregir mutaciones, obtener microorganismos productores de sustancias útiles para el hombre, como la insulina o ciertos antibióticos. Se suele utilizar para conseguir que determinados microorganismos como bacterias o virus, aumenten la síntesis de compuestos, formen compuestos nuevos, o se adapten a medios diferentes. Otras aplicaciones de esta técnica, denominada técnica de ADN recombinante, se refiere a todos los procedimientos por los cuales una molécula de ADN es cortada en un lugar determinado y luego "pegada" (con el mismo u otro fragmento) mediante el uso de ciertas enzimas de existencia natural en microorganismos (enzimas de restricción); también se refiere a procedimientos para multiplicar una molécula determinada de ADN (o un fragmento de ella), mediante su incorporación a elementos autorreproducibles en microorganismos. Incluye la terapia génica, la aportación de un gen funcionante a una persona que sufre una anomalía genética o que padece enfermedades como síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) o cáncer.

La ingeniería genética se puede describir como la formación de nuevas combinaciones de genes por el aislamiento de un fragmento de DNA, la creación en él de determinados cambios y la reintroducción de este fragmento en el mismo organismo o en otro. Cuando los genes nuevos son introducidos en plantas o animales, los organismos resultantes pasan a llamarse transgénicos y los genes introducidos transgenes.

La ingeniería genética como tal no es una ciencia, sino un compendio de técnicas para aislar y modificar los genes.

La ingeniería genética no es una sola cosa, sino un conjunto de técnicas:

  • Extracción del DNA

  • Transcriptas inversa

  • Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)

  • Hibridación molecular de los ácidos nucleícos

  • Clonación

Los Organismos Transgénicos

Un transgénico (Organismo Modificado Genéticamente, OMG) es un organismo vivo que ha sido creado artificialmente manipulando sus genes. Las técnicas de ingeniería genética consisten en aislar segmentos del ADN (el material genético) de un ser vivo (virus, bacteria, vegetal, animal e incluso humano) para introducirlos en el material hereditario de otro, con el fin de proporcionarles características que nunca obtendrían de forma natura.

Para resumir, básicamente, los Organismos Genéticamente Modificados, o Transgénicos, pertenecen a tres categorías:

  • Los Microorganismos Transgénicos

Básicamente son bacterias a las que se ha agregado un gen que codifica determinada proteína o le brinda nuevas características. Entre estas destacan las que se están utilizando para producir determinados medicamentos a bajo costo – como la insulina y la hormona de crecimiento - , y otras para la minería.

  • Los Animales Transgénicos

Se utilizan tanto para el alimento, como para estudios de medicina. Por ejemplo, se han desarrollado ratones con genes humanos, que permiten estudiar el efecto de determinadas enfermedades en el sistema inmunológico. También hay ganado transgénico que tiene copias adicionales del gen de la hormona de crecimiento. Estas vacas crecen más rápido y producen más carne que las vacas normales. Varios laboratorios han desarrollado cerdos y ovejas transgénicos, que producen proteínas humanas en su leche, permitiendo obtener dichas proteínas a bajo costo.

  • Las Plantas Transgénicas

Es actualmente el mercad de mayor crecimiento y expansión de la agricultura a nivel mundial. Muchas de estas plantas han sido modificadas para incluir genes que producen insecticidas naturales. Otras variedades llevan genes que las hacen resistentes a los herbicidas, que se utilizan para eliminar a otras hierbas en los campos cultivados. Uno de los últimos desarrollados ha sido una variedad de arroz que contiene Vitamina A, un nutriente esencial para la salud de las personas.

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Enzimas

Las enzimas son biocatalizadores, es decir, moléculas que aceleran las transformaciones químicas que suceden en las células. Para ello, se unen a la sustancia que se va a transformar y actúan sobre ella facilitando el proceso. Por ejemplo:

  • Enzima de ADN polimerasa


La ADN polimerasa es la enzima principal en el proceso de replicación. Partiendo de una cadena inicial o “primer” la ADN polimerasa, añade nucleótidos complementarios a la cadena molde extendiendo la nueva cadena de ADN. La ADN polimerasa sólo puede catalizar el crecimiento de la cadena inicial. También se encarga de la reparación del ADN asociada a la replicación y facilita la unión con los nucleótidos.

  • Encimas de restricción

Las enzimas de restricción, que son producidas por varios tipos de bacterias, reconocen secuencias específicas de ADN e interrumpen la doble cadena donde aparece dicha secuencia. El tratamiento del ADN de dos organismos diferentes con la misma enzima de restricción produce fragmentos complementarios, o fragmentos con extremos que se acoplan. Estos se puede combinar en una molécula de ADN híbrida, que si forma parte de una célula viva, expresa rasgos de ambos progenitores.

¿CÓMO SE OBTIENE UN ORGANISMO TRANSGÉNICO?
La obtención de un organismo transgénico tiene básicamente dos etapas:


  • Primera etapa, o de transformación


Hay que introducir el gen deseado en el genoma de la célula del organismo que se desea modificar. Por ejemplo, el gen bacteriano para el veneno contra el taladro en la célula de maíz. Esto se hace siguiendo un método que consta de:


  1. Se extrae todo el ADN de la célula en la que se encuentra el gen que interesa transferir. (Gen contra el taladro, en el maíz).




  1. Se localiza el gen y se extrae cortando por lugares precisos, el fragmento de ADN que lo contiene.




  1. Se clona el gen, mediante muchas copias de ese gen (amplificación del ADN), ya que es imposible trabajar con una sola copia.




  1. Se modifica el gen exógeno añadiendo otros fragmentos para facilitar su posterior lectura. El ADN recombinante formado se denomina transgén.




  1. Se introduce el transgén en el núcleo de la célula que se desea modificar. Para ello, se utiliza un vector que suele ser una pequeña molécula de ADN que tenga facilidad para pasar de una célula a otra, como los plásmidos bacterianos o virus. También se puede introducir inyectándolo directamente.




  1. Se comprueba que ha incorporado el transgén y es capaz de expresar la información que contiene el gen trasferido. Se suele incorporar un gen que confiera a la célula resistencia a un antibiótico, un gen marcador. Así al colocar las células con ese antibiótico, solo sobrevivirían las transformadas.


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  • Segunda etapa, o de regeneración


Consiste en obtener una planta o un animal a partir de la célula cuyo genoma se ha modificado. Esta segunda etapa requiere, en la práctica, la utilización de técnicas de clonación de organismos. Además, conseguir un organismo transgénico supone un gran coste económico y la única manera de rentabilizarlo es producir el mayor número posible de copias idénticas, es decir, clonarlo.

  • Clonación

En ingeniería genética se entiende por clonación la obtención de múltiples copias de un gen específico o de un fragmento de ADN en el interior de un organismo hospedador.

Estos organismos deben cumplir las siguientes características:

  1. Crecimiento rápido

  2. No debe ser patógeno

  3. Debe favorecer la entrada de transgénicos

  4. Debe ser muy bien conocido

  5. Debe ser fácilmente manipulable

¿CÓMO SE CLONA UN GEN?

La clonación de genes es una técnica mediante la cual se selecciona un gen que interesa por alguna razón, generalmente porque produce alguna proteína de interés para el hombre (antibióticos, vacunas, proteínas terapéuticas, hormonas, etc.), se introduce en una célula sencilla, normalmente bacteriana, como las levaduras, y se hace que esa célula se divida muchas veces y que fabrique la proteína que nos interesa; luego se purifica la proteína y se puede distribuir para su uso. Se puede clonar en un laboratorio utilizando una técnica denominada reacción en cadena de la polimerasa (PCR).

  • Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)

Esta técnica permite multiplicar pequeñas cantidades de ADN entre cientos de veces. El método se basa, en su forma más simple en la realización de tres reacciones sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas. Estas reacciones se repiten cíclicamente entre veinte y cuarenta veces.

La muestra se calienta en el, en el primer paso, hasta lograr la separación de las dos cadenas que constituyen el ADN, hecho que se conoce como “desnaturalización”. En el segundo paso, la temperatura se reduce para permitir el “apareamiento” de cada una de dos cadenas cortadas de nucleótidos, denominadas “iniciadores” con cada una de las hebras separadas del ADN molde. Se trata de segmentos de ADN de cadena simple, sintetizados en el laboratorio y diseñados de manera tal que permiten definir los límites del tramo de ADN que se desea replicar. Para que se pueda producir el apareamiento, cada uno de estos nucleótidos debe ser complementario al tramo al que tienen que unirse en las cadenas separadas del ADN molde. En tercer lugar, una enzima ADN polimerasa extiende los “iniciadores” en el espacio comprendido entre ambos, sintetizando las secuencias complementarias de las hebras del ADN molde. Para ello, la temperatura a la que se realiza el tercer paso está condicionada por aquélla a la cual “trabaja” la enzima ADN polimerasa. Al cabo del primer ciclo de tres reacciones (desnaturalización, apareamiento, extensión) el tramo de ADN elegido se ha duplicado y el doble de su cantidad original se encuentre disponible para ser nuevamente replicado en un segundo ciclo. El resultado de la aplicación de numerosos ciclos “en cadena” da lugar a la amplificación geométrica del segmento de ADN delimitado por los “iniciadores”.

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Aplicaciones de la Ingeniería Genética en Medicina e Industria Farmacéutica

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 a partir de tejidos o fluidos corporales. En la actualidad, 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 un gen de la.

Implicaciones Éticas

Los avances científicos en el área de la investigación y del diagnóstico genético están poniendo en manifiesto importantes problemas éticos, legales y sociales.

La ingeniería genética tiene aplicaciones en campos muy diversos; dos de los más importantes son la medicina y la creación de nuevas especies o mejora de existentes. El progreso en estos ámbitos puede aportar resultados capaces de aliviar algunos problemas de gran importancia, pero no se de be olvidar que la explotación comercial de las tecnologías requeridas sólo está al alcance de unas pocas empresas multinacionales. Como era de esperar, la tradicional dependencia económica de los países subdesarrollados tiene en la ingeniería genética un nuevo elemento de desequilibrio. La ingeniería genética puede plantear graves problemas éticos.

Ventajas

El principal avance de la Ingeniería Genética consiste en la capacidad para crear especies nuevas a partir de la combinación de genes de varias existentes, incluyendo todas sus características. Cultivos con genes de insectos para que desarrollen toxinas insecticidas o tomates con genes de pez para rechazar la marchitación han dejado hace tiempo de ser ciencia-ficción y constituyen una realidad en nuestros días. Permitir el cultivo de hortalizas en áreas desérticas hasta ahora estériles o aumentar el tamaño de los frutos cultivados son algunos de los adelantos que la utilización de este tipo de técnica que puede aportar a la Humanidad con los logros que supone hacia la irradiación del hambre en el mundo.

Desventajas

Alterar significativamente la evolución de las especies puede tener consecuencias imprevisibles en un equilibrio ecológico, por otra parte ya muy dañado y de difícil solución. Las técnicas de ingeniería genética alterar todas las limitaciones que la propia naturaleza pone para la relación entre los organismos de especies alejadas o no emparentadas. En desarrollo de estas ventajas competitivas por parte de los organismos transgénicos, a la sequía o a las bajas temperaturas, puede ocasionar la invasión por parte de estas especies

Noticia

Una vaca modificada genéticamente produce leche hipoalergénica.

'Daisy', creada en Nueva Zelanda, elimina la proteína que suele causar reacciones en bebés.

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Es una vaca modificada genéticamente y es capaz de producir leche hipoalergénica.

Los dos problemas más frecuentes del consumo de leche son la intolerancia a la lactosa y la alergia a alguna de sus proteínas. Tiene unas proteínas con propiedades energéticas en el suero de la leche de vaca y no se encuentra en la leche materna.

Los investigadores modificaron la estructura genética de Daysi. Introdujeron unas moléculas, que una vez analizada, no registró niveles altos de la proteína BGL. Hasta ahora, la industria láctea está reduciendo el potencial alérgico de la leche mediante procesos químicos, que son más caros, pero también existen otras técnicas de manipulación de genes, llamada recombinación homóloga, que es capaz de eliminar la proteína BGL.


Para saber más

  • Se ha demostrado que los organismos transgénicos son muy útiles en el análisis de la función de productos genéticos específicos. El gen ajeno se expresa en todas las células de los organismos, por lo tanto, es posible observar el efecto producido en el desarrollo y estudiar su función concreta. Una aproximación similar puede realizarse para generar organismos que expresen genes para mejorar su producción de carne o conferir resistencia a determinadas enfermedades. También pueden crear organismos que funcionen como fábricas biológicas, produciendo grandes cantidades de proteínas utilizadas en el tratamiento de algunas enfermedades humanas.

Se han desarrollado plantas con capacidades insecticidas que pueden amenazar la existencia de especies de insectos y hongos beneficiosos e incluso imprescindibles para el desarrollo biológico. Insectos diseñados específicamente para controlar el desarrollo de otros insectos pueden mutar o combinarse con otras especies y producir resultados imprevisibles. La modificación genética de virus cuya capacidad de mutación y combinación los hace imprevisibles ya de por sí peligrosamente imprevisibles, puede dar lugar a la aparición de nuevas enfermedades o la transformación de otras ya existentes que modifican sus vías de contagio o las especies a la que pueden afectar.

  • En febrero de 1997, se hizo pública la noticia de que había sido clonado el primer mamífero adulto: una oveja, a la que bautizaron con el nombre de Dolly. Los genetistas del Instituto Roslin y los de PPL Therapeutics de Edimburgo (Escocia), para llevar a cabo esta clonación, emplearon una técnica de ingeniería genética conocida como transferencia nuclear. Esta técnica consiste en fundir mediante un pulso eléctrico dos células, una de ellas un huevo no fecundado u ovocito al que previamente se ha extraído el núcleo, con otra que contiene un núcleo con el código genético deseado. El pulso eléctrico hace que el huevo comience a dividirse y se convierta en un embrión viable. Después este embrión se implanta en una gestante provisional, la cual ha sido preparada para llevar a cabo el embarazo. Al final se obtiene un clon o un ser idéntico, en este caso una oveja gemela. Este descubrimiento es una auténtica revolución biotecnológica debido a las importantes aplicaciones en áreas como la investigación médica y la reproducción animal, pero referido al ser humano plantea una serie de cuestiones morales y éticos.

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  • Actualmente la ingeniería genética está trabajando en la creación de técnicas que permitan solucionar problemas frecuentes de la humanidad como, por ejemplo, la escasez de donantes para la urgencia de trasplantes. En este campo se están intentando realizar cerdos transgénicos que posean órganos compatibles con los del hombre de hábitats que no les son propios y cuyo equilibrio se vería entonces amenazadora desplazar otras especies o favorecer su extinción.



  • Una utilidad de la ingeniería genética es el empleo de enzimas en lugares, y para propósitos, muy diferentes. Así, un producto biológico puede aparecer en un detergente, en un proceso industrial metalúrgico, etc. Pero muchos de los enzimas tienen el inconveniente de desnaturalizarse en condiciones relativamente duras. La ingeniería genética permitirá modificarlos para lograr versiones más resistentes, más adecuadas a las condiciones químicas, térmicas, de pH, etc., en las que va a actuar en la industria. Para conseguirlo, una de las técnicas más útiles es la muta génesis puntual dirigida. Si bien es cierto que con ella todavía no se ha conseguido mejorar significativamente ninguna enzima industrial, sí que se han logrado claros éxitos de laboratorio como mutar un gen en un punto específico, de modo que la proteína difiera ligeramente de su versión natural.

Bibliografía

www.monografias.com/trabajos5/ingen/ingen.shtml

www.oc.lm.ehu.es/cupv/univ98/Comunicaciones/Comun04.html

www.slideshare.net/gloriaCM/organismos-transgenicos

http://www.slideshare.net/AlexisTapia1/los-transgnicos-15137341

http://iesbarriodebilbao.es/blogs/cmc/files/2010/03/TRANSG%C3%89NICOS.pdf

es.wikipedia.org/wiki/Organismo_genéticamente_modificado

elpais.com/tag/manipulacion_genetica/a/

www.edumedia-sciences.com/es/a443-clonacion-de-un-gen www.cienciahoy.org.ar/hoy23/reaccion.htm

es.wikipedia.org/wiki/Ingeniería_genética

Conclusión

La ciencia se puede usar tanto para el bien como para el mal. Depende de nosotros el uso que le demos. La ingeniería genética se está convirtiendo en uno de los sectores más útiles de la sociedad.
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Buscando información me he dado cuenta de que la clonación no es algo reciente sino que los científicos llevan mucho tiempo experimentando con las cadenas de ADN y que la ingeniería genética tiene muchos usos éticamente aceptados e incluso presentes en nuestra vida cotidiana. Las cosechas transgénicas ya son abundantes en el mundo, pero no son testadas correctamente las consecuencias ecológicas que pueden causar.

Estoy a favor de los organismos transgénicos y en contra de la ecología.

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Creo que se debe informar mejor a la población acerca de la transgenia, y hacer más estudios sobre las consecuencias tanto para el ambiente como para el humano, para así poder dar conclusiones científicamente avanzadas. Se ha criticado mucho la ética de este tipo de técnicas, sobre todo las de fecundación por método no natural, yo pienso que es una manera que la ciencia nos permite realizar por métodos naturales.


También, al haber muchas enfermedades, se podrían solucionar con estos avances, y me resulta un hecho un increíble. Otros usos varios de la ingeniería genética son el aumento de la resistencia de los cultivos a enfermedades, la producción de compuestos farmacéuticos en la leche de los animales, la elaboración de vacunas, la alteración de las características del ganado…etc. Aún así, queda mucho por estudiar y descubrir. No conocemos los límites de la ciencia y no sabemos hasta qué punto nuestros genes serán controlados con infinidad de fines estupendos para nuestra vida.


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