4: La revolución genética: biotecnología

4.4 Técnicas de ingeniería genética

4. Técnicas de ingeniería genética

• La Ingeniería Genética es una rama de la genética que se concentra en el estudio del ADN, pero con el fin su manipulación. En otras palabras, es la manipulación genética de organismos con un propósito predeterminado.

• En este punto se profundizará el conocimiento sobre los métodos de manipulación génica. El fin con el cual se realizan dichas manipulaciones se tratará más adelante, cuando se analicen los alcances de esta ciencia.-Enzimas de restricción.

• Como ya se dijo, la IG consiste la manipulación del ADN. En este proceso son muy importantes las llamadas enzimas de restricción, producidas por varias bacterias. Estas enzimas tienen la capacidad de reconocer una secuencia determinada de nucleótidos y extraerla del resto de la cadena. Esta secuencia, que se denomina Restriction Fragment Lenght Polymophism o RLPM, puede volver a colocarse con la ayuda de otra clase de enzimas, las ligasas. Análogamente, la enzima de restricción se convierte en una "tijera de ADN", y la ligasa en el "pegamento". Por lo tanto, es posible quitar un gen de la cadena principal y en su lugar colocar otro.

4.1 Organismo genéticamente modificado

• Un organismo genéticamente modificado es aquel cuyo material genético es manipulado en laboratorios donde ha sido diseñado o alterado deliberadamente con el fin de otorgarle alguna característica específica. Muchos de los OGM son transgénicos, creados artificialmente en laboratorios por ingenieros genéticos, sin importar las barreras entre especies ni reinos de la naturaleza.

• Las técnicas de ingeniería genética que se usan consisten en aislar segmentos del ADN para introducirlos en el genoma de otro .

Peces cebra fluorescentes genéticamente modificados.

• pez cebra normal.

MGO: mejora del medio ambiente

• La biodegradación es el proceso natural por el cual los microorganismos degradan o alteran moléculas orgánicas transformándolas en moléculas más pequeñas y no tóxicas. Sin embargo, este proceso es muy lento y puede acelerarse introduciendo determinadas bacterias o plantas en los ambientes contaminados. Esta intervención se denomina “biorremediación” o “biocorrección” y se define como el empleo de organismos vivos para eliminar o neutralizar contaminantes del suelo o del agua. En los procesos de biorremediación generalmente se emplean mezclas de microorganismos, aunque algunos se basan en la introducción de cepas definidas de bacterias u hongos. Actualmente se están desarrollando microorganismos, algas (especialmente cianobacterias o algas azules) y plantas genéticamente modificadas para ser empleadas en biorremediación.

MGO: productos industriales, farmacéuticos y médicos

• Los microorganismos genéticamente modificados también se utilizan como pequeñas “factorías vivientes” programadas para fabricar productos útiles que los microorganismos no producen de manera natural.

• Las enzimas son proteínas que hacen posibles los procesos de degradación de sustancias.

• Los antibióticos son sustancias que se usan para matar o inhibir el crecimiento de las bacterias.

• Las bacterias y las levaduras modificadas genéticamente se usan para producir, en cantidades ilimitadas, proteínas humanas utilizadas en medicina, como la insulina humana, la hormona del crecimiento y el factor antihemofilico, y cuya obtención por otros medios resulta más difícil y costos

Animales transgénicos

• Los animales transgénicos son aquellos que poseen un gen que no les pertenece. La forma más sencilla para generar un animal transgénico es la que involucra el aislamiento del gen que se quiere introducir (al que llamaremos transgén), su clonación y manipulación para que pueda ser expresado por el organismo blanco, y su inserción en el organismo. Para lograr que todas las células del organismo expresen este nuevo gen, incorporamos dicho gen en un embrión en estadio de cigoto. Una vez seguros que el embrión incorporó el transgén, implantamos el embrión en un animal receptivo, que actúa como madre (en un procedimiento similar al de fertilización in vitro).

Aplicaciones:

• Aumentar la resistencia a enfermedades y mejorar la producción animal.

• Diseñar animales Knockout: sustituir un gen funcional por otro mutante no funcional.

• Fabricar órganos de animales para trasplantes.

• Crear granjas farmacéuticas.

La oveja Dolly

Plantas Transgénicas

• Una planta transgénica se crea insertando o eliminando algún gen para producir características deseadas en ella, ya sea para combatir herbicidas, tener mayor contenido nutritivo y/o producir sus propios insecticidas.

• A simple vista una planta transgénica no es nada fuera de lo común. El cambio se da en el interior de esta, pues aquí está lo extraordinario. Las características que la modificación añade al organismo, son heredables. Esta ingeniería genética no está limitada a especies compatibles.

• Para modificar genéticamente a un organismo, se modifican los genes que codifican para ciertas proteínas deseables, pues estos son más fáciles de manipular que las proteínas mismas.

• Las corporaciones que dominan el mercado de la agrobiotecnología son las que hoy en día utilizan estas plantas transgénicas. El maíz es la planta más utilizada en la modificación genética, a tal grado que es incapaz de reproducirse sin la asistencia del humano.

-Características:

• Resistencia contra herbicidas o plagas.

• Resistencia a las heladas, las sequias o al exceso de acidez y salinidad del suelo.

• Retrasar la maduración.

• Mejorar el valor nutritivo de las plantas empleadas en agricultura.

• Producir sustancias de interés farmacológico.

4.2 Terapia génica

• La 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.

• La técnica todavía está en desarrollo, motivo por el cual su aplicación se lleva principalmente a cabo dentro de ensayos clínicos controlados, y para el tratamiento de enfermedades severas o bien de tipo hereditario o adquirido.

-Tipos:

• Terapia génica somática: se realiza sobre las células somáticas de un individuo, por lo que las modificaciones que implique la terapia sólo tienen lugar en dicho paciente.

• Terapia in vivo: la transformación celular tiene lugar dentro del paciente al que se le administra la terapia. Consiste en administrarle al paciente un gen a través de un vehículo (por ejemplo un virus), el cual debe localizar las células a infectar. El problema que presenta esta técnica es que es muy difícil conseguir que un vector localice a un único tipo de células diana.

• Terapia ex vivo: la transformación celular se lleva a cabo a partir de una biopsia del tejido del paciente y luego se le trasplantan las células ya transformadas. Como ocurre fuera del cuerpo del paciente, este tipo de terapia es mucho más fácil de llevar a cabo y permite un control mayor de las células infectadas. Esta técnica está casi completamente reducida a células hematopoyéticas pues son células cultivables, constituyendo así un material transplantable.

• Terapia génica germinal: se realizaría sobre las células germinales del paciente, por lo que los cambios generados por los genes terapéuticos serían hereditarios. No obstante, por cuestiones éticas y jurídicas, ésta clase de terapia génica no se lleva a cabo hoy en día.

Webgrafía

• http://www.monografias.com/trabajos5/ingen/ingen.shtml

• http://es.wikipedia.org/wiki/Organismo_gen%C3%A9ticamente_modificado

• http://www.argenbio.org/index.php?action=novedades&note=202

• http://aportes.educ.ar/biologia/nucleo-teorico/influencia-de-las-tic/manipulacion-y-reprogramacion-de-genes/animales_transgenicos.php

• http://plantastransgenicas4020.blogspot.com.es/

• http://es.wikipedia.org/wiki/Terapia_g%C3%A9nica

• http://es.wikipedia.org/wiki/Terapia_g%C3%A9nica#Tipos_de_terapia_gen.C3.A9tica

Webgrafía

-Imágenes: • http://recuerdosdepandora.com/wp-content/uploads/2010/08/ingenieria-genetica.gif• http://html.rincondelvago.com/000228512.png• http://www.monografias.com/trabajos5/ingen/Image758.gif• http://blogs.creamoselfuturo.com/bio-tecnologia/wp-

content/uploads/2011/08/nacimiento_ing_gen_01.jpg• http://bcmctema5.wikispaces.com/file/view/dolly-fig-13-13.jpg/124757821/dolly-fig-

13-13.jpg• http://2.bp.blogspot.com/_R9NLeq97GZg/TDCJJ-

gI4VI/AAAAAAAAIjI/2eR25LUOSi0/s320/transgenicos45.jpg• http://3.bp.blogspot.com/-

aAo4riwbW_k/TiTHUJ9MneI/AAAAAAAAAYY/8oQTQt3hRK4/s200/transgenicos543.jpg• http://www.xtec.cat/~jcarrasc/image3.jpeg• http://www.iesfuentenueva.net/proyecto/images/stories/CMC/in_ex.gif• http://blogs.creamoselfuturo.com/bio-tecnologia/wp-

content/uploads/2011/06/terapia_genica_01.jpg

TRABAJO REALIZADO POR: RAFAEL JESÚS VALDERRAMA LIRIA Y JAVIER DÍAZ SÁNCHEZ

1º Bachillerato B