La revolución genética:

biotecnología SEGUNDA PARTE

2. La biotecnología.

La biotecnología moderna es la ciencia que estudia un conjunto de técnicas

que permiten la manipulación de material genético de organismos vivos, con

el fin de mejorar o desarrollar capacidades determinadas con multitud de

finalidades, buscando el bien para el ser humano.

2.1. Contexto histórico

La biotecnología es, realmente, antiquísima.

Podríamos remontarla a los orígenes de la agricultura y la ganadería, en el

Neolítico hace unos 10000 años.

Aunque no se tenía conocimiento de las genes, ya se usaba una biotecnología

ancestral.

Desde tiempos remotos se empezaba a dominar la agricultura y la ganadería y

haciendo cruces entre distintas especies, buscaban mejorar sus cosechas o sus

animales.

Como sabéis estos cruces entre especies van a suponer una modificación genética

y es un indicio de manipulación de los seres vivos.

Gracias a estos cruces hoy podemos comer plátanos sin semillas y una gran

variedad de frutas más suculentas y sabrosas.

Un gran ejemplo a nivel animal ha sido el cruce de perros para llegar a las

distintas razas que hoy conocemos, el Border collie es el resultado de cruces

entre distintos perros, hasta llegar a uno con mayor inteligencia que ayudara al

pastoreo.

Sin embargo, la biotecnología

moderna, ha requerido conocer los

principios y bases de la genética

actual.

Estos conocimientos, se han fusionado

con los avances tecnológicos.

2.2 Biotecnología: ciencia

multidisciplinar

El conocimiento científico y técnico de muchas disciplinas ha permitido el

desarrollo de la nueva biotecnología.

Los conocimientos científicos se unen a las distintas herramientas

biotecnológicas, pudiendo tener aplicaciones muy útiles en diferentes áreas.

2.3 Clasificación cromática de la

biotecnologíaEl uso de la biotecnología es muy amplio y la podemos encontrar en áreas muy diferentes, se ha hecho una clasificación por colores teniendo en cuenta las principales áreas en las que se aplica.

B. verde : Aplicaciones agrícolas y ganaderas. Ej: desarrollo de cereales resistentes a plagas.

B. roja: Aplicaciones médicas. Ej: utilización de organismos para la obtención de productos o fármacos.

B. blanca: Aplicaciones a los procesos industriales y a la bioenergía. Ej: desarrollo de nuevos combustibles

B. azul: Aplicaciones acuáticas y marinas. Ej: preservación y restauración deespecies acuáticas.

B. gris: Aplicada al medio ambiente. Ej: conservación de especies.

B. amarilla: aplicada ala nutrición. Ej: elaboración de pan, cerveza y vino.

B. negra: Aplicada al contrabioterrorismo. Ej: lucha contra los biocrímenes.

2.4. Principales herramientas en

biotecnología

La tecnología del ADN recombinante.

Las técnicas de ingeniería genética.

Las técnicas de clonación celular.

Las técnicas de cultivo de células y tejidos.

La tecnología del ADN recombinante

Son una serie de técnicas que permiten manipular el ADN, es decir, cortar, aislar,

pegar, reproducir y secuenciar fragmentos específicos del ADN de cualquier

organismo, este técnica es posible llevarla a cabo entre moléculas de ADN de

especies diferentes.

Pudiendo insertar un fragmento de interés, que proviene de un organismo

donante, en otra molécula de ADN, llamada vector.

El ADN recombinante es cualquier molécula formada por la unión de segmentos

de ADN de origen diferente.

Alguna de estas técnicas son :

Enzimas celulares : enzimas que se encargan de cortar y unir el ADN,

existentes en células vivas (enzimas de restricción y ligasas)

Análisis de fragmentos de ADN: nos permite analizar los fragmentos de ADN

mediante técnicas como la electroforesis en gel.

A través de la cual obtenemos un patrón de bandas característico de cada

ADN, llamado huella génica que nos permite conocer la identidad de un

individuo. Uno de sus usos son las pruebas de paternidad.

Hibridación mediante sondas de ADN: nos permite realizar la búsqueda

específica de un gen, a través de fragmentos artificiales de ADN, llamados

sondas de ADN, que marcamos con radioactividad y que presentan una

secuencia de nucleótidos complementaria a la secuencia del gen que

queremos detectar.

Entre otras muchas utilidades, se usa para detectar mutaciones en genes que

causen enfermedades como la hemofilia.

Reacción en cadena de la polimerasa: También conocida como PCR, es una

reacción en cadena que origina miles de copias de un segmento específico de

ADN, mediante la repetición de múltiples ciclos de replicación de ADN in

vitro.

Esta técnica se está usando actualmente para la detección de contagiados

por covid-19.

Secuenciación y clonación de ADN: nos permite conocer el genoma completo

de numerosos organismos y guardar en genotecas (bibliotecas de ADN) los

clones de ADN de interés.

Electroforesis

Búsqueda de un gen mediante sondas de ADN (A es la sonda de ADN que

marcamos con radioactividad B )

PCR covid-19 (a partir de fragmentos ARN del virus)

Técnicas de ingeniería genética

Son una serie de técnicas que nos permiten la manipulación de un organismo

para conseguir nuevas formas de vida, con combinaciones únicas de genes,

adecuadas a nuestras necesidades.

Nos permite transferir genes entre especies distintas.

Estas técnicas son similares a las del ADN recombinante pero en este caso el fin

es obtener una nueva forma de vida como ya hemos dicho.

Organismos modificados genéticamente (OGM) : también conocidos como

transgénicos, son organismos (bacterias, hongos, animales y plantas) que

contienen un gen procedente de otro organismo o transgén.

Este tipo de organismos a pesar de ser muy polémicos, tienen múltiples usos

para el hombre:

- Para la mejora del medio ambiente (eliminación de mareas negras gracias a

bacterias modificadas para que digieran hidrocarburos),

- Fabricación de productos industriales, fármacos (muchos antibióticos

proceden bacterias genéticamente modificadas)

- Sirven para aumentar la resistencia de los animales a enfermedades y

aumentar así la producción.

- Mejorar el valor nutritivo de plantas empleadas en agricultura (como el arroz

dorado que ayuda a evitar la deficiencia de vitamina A en personas que

dependen del arroz como alimento principal)

Terapia génica: tiene como objetivo tratar, curar y prevenir enfermedades

producidas por un solo gen defectuoso introduciendo en el paciente un gen

terapéutico o funcional

* Hay un tipo de terapia génica, la terapia génica de la línea germinal, en la

que se introducen las células transgénicas en un ovulo fecundado, de modo que

los genes terapéuticos formarán parte del código genético de todas las células

del cuerpo y de la línea germinal futura (formarán parte de la herencia).

Este tipo de técnica conlleva con grandes problemas éticos, ya que muchas

personas consideran que se acerca demasiado a los “bebes a la carta” o

eugenesia.

Actualmente sólo se realiza en ratones de laboratorio.

OS ANIMO A VER LA PELÍCULA QUE TENÍA PREPARADA PARA ESTE TEMA

“GATTACA” (1997)

Técnicas de clonación celular

Es el proceso mediante el cual se producen organismos genéticamente idénticos

entre sí e idénticos al organismo original del que proceden.

➢ Clonación reproductiva en los animales: para ello se usa la técnica de

transferencia nuclear, que consiste en eliminar el núcleo de un óvulo de un

animal donante y reemplazarlo por el núcleo de una célula somática

(conforman el crecimiento de tejidos) procedente del animal que se quiere

clonar.

Esta técnica se encuentra todavía a nivel “artesanal” ya que la gran mayoría

de animales clonados sufren distintas enfermedades y muerte prematura.

*Como ocurrió con Dolly, primer mamífero clonado en 1996 por científicos

escoceses, tuvo que ser sacrificada a los 6 años de edad por desarrollar una grave

enfermedad pulmonar y artrosis impropia de su edad.

Clonación terapéutica y células madres o troncales: no es utilizada para

obtener un individuo viable, tiene como objetivo producir células madre que

se usaran con fines curativos.

Las células madre o troncales son células indiferenciadas que pueden tanto

dividirse indefinidamente en células madre, es decir autorrenovarse, como en

condiciones adecuadas, diferenciarse en uno o varios tipos celulares

especializados, como células musculares, células sanguíneas o células hepáticas.

* A finales de los años 80 se descubrió que la sangre del cordón umbilical (SCU)

tiene células madre hematopoyéticas (pueden producir nuevas células

sanguíneas) muy útiles en trasplantes, desde entonces se recogen, se congelan y

se guardan en bancos de SCU (en España estos bancos se nutren de donantes

anónimos, no remunerados)

Las células madre tienen múltiples usos:

- Testar toxinas y probar nuevos fármacos o cosméticos, clonando piel humana

a partir de células madre, evitando el uso de animales

- Terapias celulares y trasplantes, para reparar órganos y tejidos dañados, uno

de los usos más conocidos es el trasplante de médula ósea

- Estudio de fases iniciales del desarrollo embrionario.

- Y otras que conllevan mayores problemas éticos y legales como generar un

embrión clónico del que obtener células madre para múltiples usos.

Técnicas de cultivo de células y tejidos

Permiten mantener y crecer in vitro células, órganos y embriones durante largos

periodos de tiempo

2.5. Proyecto Genoma humano (PGH)

Es el mayor proyecto de investigación biomédica de la historia, se inició en

1990, y permitió localizar, secuenciar y estudiar la función de todos los genes

humanos, lo lograron en un plazo de 15 años.

El PGH marcó el comienzo de la era del genoma en la medicina y la salud,

permitiendo varios avances como identificar genes implicados en distintas

enfermedades, como el Parkinson o el Alzheimer, o realizar estudios de genómica

comparado que aportan información sobre la evolución de los seres vivos, entre

muchos otros.

2.6. Bioética

Es una actividad multidisciplinar que estudia los problemas éticos que surgen en

la aplicación de las ciencias biomédicas y sus tecnologías que pueden influir y

modificar la vida humana y la de otros organismos.