Indice
1.
Introducción
2. Biotecnología e
ingeniería genética
3. Manipulación
genética
4. Proyecto genoma
humano
5. Medicina
Genómica
6.
Bioética
7.
Conclusión
8.
Bibliografía
" Cuando me di cuenta del poder
extraordinario que poseía, vacilé mucho tiempo en cuanto
a la forma de utilizarlo… "
Mary W. Shelley
De Frankenstein o el prometeo moderno
La idea de hacer una monografía
sobre el desarrollo de
la biotecnología y sobre las técnicas
de manipulación ocupadas en la actualidad surgió
por mi interés en
el tema, a menudo leí artículos de revistas o en
Internet sobre
los avances en este campo de la ciencia,
artículos que se parecían tanto a los libros de
ficción como a los relatos de la mitología
griega, en un principio me apasiono la idea de clonar o
manipular en la raza humana teniendo en cuenta la libertad y el
poder que la
ciencia nos
estaba dando, una libertad que
nos brinda la capacidad de mejorar las características de nuestra raza, crear
productos que
mejoren nuestra calidad de
vida, pero principalmente luchar contra las enfermedades del siglo XXI,
como el Sida y
el
cáncer que cobran millones de vidas. Luego
recordé una frase del ingeniero que creo la estatua de la
libertad, que decía que era necesario crear una estatua
del mismo tamaño junto a esta denominada estatua de la
responsabilidad, y entendí que toda gran
libertad va acompañada de una gran responsabilidad.
Mi objetivo
primordial es comprender las consecuencias y la razón de
la biotecnología como una ciencia que
manejará muchos aspectos de nuestro futuro próximo
y entender las diferentes técnicas
de la ingeniería
genética. A pesar de que hoy en día es poca la
información o los libros que
tratan estos contenidos, me doy cuenta de que cada día se
habla más sobre temas, como la
clonación, que impacto al mundo con noticias como el
nacimiento de Dolly, la oveja clonada y recientemente la
finalización del proyecto genoma
humano.
En fin, son muchos los temas de los que me gustaría
informarme e informar a muchas personas como yo que leen
artículos sobre biotecnología y se ven limitadas
por un lenguaje o un
bagaje de términos que solo los profesionales o personas
capacitadas pueden entender. Por ello voy a tratar de explicar
los procesos con
un lenguaje
cotidiano y con definiciones que permitan un mejor entendimiento
del mismo.
2. Biotecnología e
ingeniería genética
La biotecnología y sus objetivos
La biotecnología consiste principalmente en la
utilización de bacterias,
levaduras y células
animales en
cultivo, cuyo metabolismo y
capacidad de biosíntesis son orientados a la producción, cada vez, en mayor
número de sustancias especificas; por ello la
Organización de Cooperación y Desarrollo
Económico (OCDE) la define en los siguientes
términos "Es la aplicación de procedimientos
científicos y técnicos a la transformación
de ciertas materias por agentes biológicos para producir
bienes y
servicios";
dicho de otra forma es la ocupación de estos
microorganismos, capaces de transformar las sustancias con
métodos
como la fermentación, para una mejor y mayor
producción de alimentos.
Recientemente luego del estudio intensivo de la molécula
de ADN, descubierta
por Watson y Crick, esta ciencia se ligo a la ingeniería genética
(la cual voy a explicar a mas adelante) con el objetivo de
realizar intervenciones en la estructura
genéticas de los seres vivos.
Para entendernos mejor, podemos comparar los diferentes procesos: la
biotecnología tradicional pretendía la
obtención de productos,
como el pan, la cerveza, el
queso, mediante el uso de microorganismos existentes en un
proceso
relativamente largo y tedioso; mientras que, con la
cooperación de la ingeniería
genética el hombre
puede intervenir directamente, diseñando, corrigiendo y
probando nuevos patrones genéticos para producir el
compuesto deseado o mediante la modificación genética,
creando nuevos microorganismos más rápidos y
eficientes.
A lo largo de esta monografía
voy a referirme a la nueva biotecnología que ocupa los
procesos de manipulación genética, ya que es esta
la que despierta nuevas posibilidades y técnicas, que en
un futuro próximo mejoraran nuestra calidad de
vida.
Cromosomas, Genes y ADN
Antes de definir la ingeniería genética debo
aclarar que todo organismo, aún el más simple,
contiene una enorme cantidad de información. Esa información esta
localizada dentro de los cromosomas de
cada una de sus células
somáticas, a la vez esta se encuentra organizada en
unidades llamadas genes, los cuales están formados por
ADN. Esta molécula de ADN esta constituida por una doble
hélice, es decir, dos largos hilos perfectamente
enrollados; cada hilo se constituye a partir de una secuencia de
bases nucleicas, cuatro en concreto –
adenina ( A ), guanina ( G ), citosina ( C ) y timina ( T ) -,
que representan las letras moleculares del mensaje
genético. Con el tiempo, gracias a
Watson y Crick comprobamos que, combinando series de tres bases –
AGC, AGT, ATA -, lo que se conoce con el nombre de tripletes, se
podían obtener más de veinte alternativas
distintas, las claves para sintetizar los veinte
aminoácidos esenciales para la vida. Años
más tarde, los científicos empezaron a descubrir
que en esta hélice se encuentran escritos los secretos de
la vida, el envejecimiento, la muerte y
enfermedades como
el
cáncer, los trastornos del corazón,
la locura, la depresión,
el mongolismo o las malformaciones genéticas.
Ahora sabemos, gracias al desarrollo de
la biología
molecular, que en los casi dos metros de ADN que se guarda en el
núcleo de toda y cada una de las células del cuerpo
están los 100.000 genes que dan las órdenes para
edificar ladrillo a ladrillo, nuestro cuerpo. Cada gen tiene una
posición determinada y fija en el cromosoma. Lo mismo da
que sea el cromosoma de un aborigen salteño, un
porteño o un gallego. Y cuando los errores aparecen, lo
hacen para todos igual. Así, por ejemplo, el mongolismo,
también conocido con el nombre de trisomía del
cromosoma 21 o síndrome de
Down, tiene el mismo origen genético para todos los
seres humanos: un cromosoma de más. Lo importante es que
de ellos depende la continuidad de la vida, porque constituyen el
enlace esencial entre generaciones. Esta transmisión de
información genética de los padres a los hijos se
denomina herencia. Por
otra parte, el ADN (código
en el organismo vivo) como dije anteriormente, es el que contiene
toda la información, que determina la naturaleza del
organismo así sea una amiba, un árbol de pino, una
vaca o un hombre y el
cuál caracteriza las particularidades individuales. A
diferencia de los gemelos el mapa genético de cada uno de
nosotros es único. Los genes individuales son secciones
particulares de esta cadena, quienes determinan las características y funciones de
nuestro cuerpo.
La Ingeniería Genética
Luego de comprender estos preconceptos (cromosomas genes
y ADN) podemos comprender el propósito de la
ingeniería genética, que se la define como "La
manipulación deliberada de la información
genética, con miras al análisis genético o al mejoramiento
de una especie". Con el descubrimiento de la estructura del
material genético, en 1953, nace la biología molecular y
con ello se inicia una nueva etapa en la historia de la
biología. El año de 1970 marca otra etapa
importante: el comienzo de la manipulación
enzimática del material genético, y por
consiguiente, la aparición de la ingeniería
genética molecular, que constituye la más reciente
evolución de la manipulación
genética. Los procedimientos
que se utilizan reciben el nombre de métodos
del ADN recombinante o clonación molecular del ADN (los cuales voy
a explicar más adelante). En el pasado se utilizaban en
forma experimental los sistemas
biológicos existentes, hoy ya no solamente se
seleccionará uno de esos sistemas para
llevar a cabo un proceso, sino
que se diseñarán genéticamente atendiendo a
la posibilidad real de manejar su información
genética y la de incorporarles la de otros organismos.
La mayoría de los beneficios de la ingeniería
genética tiene un gran potencial. Sobre todo en la
Bioindustria, por ejemplo, el gen para la insulina, que por lo
general sólo se encuentra en los animales
superiores, se puede ahora introducir en células
bacterianas mediante un plásmido o vector. Después
la bacteria puede reproducirse en grandes cantidades
constituyendo una fuente abundante de la llamada insulina
recombinante a un precio
relativamente bajo. La producción de insulina recombinante
no depende del, en ocasiones, variable suministro de tejido
pancreático animal. Otros usos de la ingeniería
genética es 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, y la
alteración de las características del
ganado
Visión Histórica de la
Biotecnología
Los comienzos de la biotecnología se caracterizaron por un
lento progresos de los conocimientos. Tanto las nociones
disponibles como el instrumental eran, por así decirlo,
primitivos. La rápida y revolucionaria expansión
del saber biológico llego con el descubrimiento de la
estructura de ADN, un desarrollo que en nuestros días ha
gozado de mayor difusión gracias a los cientos de empresas activas
en este sector.
La comercialización de muchos de estos
descubrimientos ha abierto las puertas a un mercado de
amplias proporciones, que no solo incluye la medicina y la
genética, sino la industria
alimentaría, la agrícola, la zootécnica y,
sobre todo, la farmacéutica, con un aumento de la
frecuencia en las discusiones sobre patentes y derecho de autor.
La innovación de las técnicas
biológicas y médicas jamás había
suscitado tantos complejos problemas
morales como en estos últimos años. Estas son las
etapas claves de este recorrido científico.
- 1943: O. T. Avery, M. McCarty y C.M. MacLeod
demuestran que el ADN puede transferir una
característica hereditaria de una cepa bacteriana a
otra. - Finales de los años cuarenta: E. L. Tatum y J.
Lederberg establecen que el papel de los
genes es la especificación de la información
necesaria para la producción de proteínas. - 1951: M. Wilkins y R. Franklin, con la técnica
de difracción con rayos X,
obtienen e interpretan las primeras imágenes
de un cristal de ADN. - 1953: J. Watson y F. Crick establecen la estructura
de la doble hélice, proponiendo un modelo
tridimensional en el que las cuatro bases del ADN se acoplan
entre si siguiendo reglas muy precisas. Se descubre el virus Sendai,
utilizado en los laboratorios para favorecer la fusión
entre membranas de células distintas. - 1954: J. F. Enders y T. H. Séller consiguen
cultivar en una probeta el virus de la
poliomielitis, a partir de cultivos celulares fetales de
riñón. - 1957: A. Kornberg identifica la ADN polimerasa, la
enzima que duplica la doble hélice del ADN. - 1958: A partir de las células aisladas de
rices de zanahoria se estimula un proceso de
regeneración que lleva a la formación de
raíces de zanahorias completas. - 1960: Se descubre el ARN mensajero (ARNm), cuya
misión
es la transferencia de la información contenida en el
ADN hasta el aparato que fabrica las proteínas. - 1961: F. Jacob y J. Monod proponen un modelo de
regulación de los genes basado en la actividad
inhibidora de determinadas proteínas. - 1962: J. Watson y F. Crick (con M. Wilkins ) reciben
el premio Nóbel por la determinación de la
estructura del ADN. - 1964: La declaración de Helsinki (enmendada en
1989) define las directrices que regularán la investigación
biomédica. - 1965: Se consigue por primera vez cultivar en una
probeta ovocitos humanos hasta que alcanzan la
madurez. - 1966: G. Khorana y M. Niremberg descifran el lenguaje
del código genético : la lectura
del ADN se produce en grupos de tres
bases (tripletas). Por ese descubrimiento recibirán el
premio Nóbel dos años más
tarde. - 1967: Se descubre la ADN ligasa , la enzima que
suelda las moléculas de ADN. - 1970: G. Khorana sintetiza de forma química el primer
gen. H. Smith y K, Wilcox descubren las enzimas de
restricción (que cortan el ADN). - 1972: En Gran Bretaña se efectúan con
éxito
los primeros experimentos
implantación en el útero materno de óvulos
fecundados en probeta. - 1972: En Stanford , P. Berg produce la primera
molécula de AND recombinado, obtenida mediante el corte
y posterior unión de dos fragmentos distintos de
ácidos nucleicos: esta molécula
era un plásmido. - 1974: Nace el RAC (Recombinan ADN Advisory Committee)
con la función
de definir las directrices de la manipulación de
organismos y moléculas. - 1975: Se desarrolla la técnica para secuenciar
el ADN: con este sistema se
puede leer la sucesión de bases de un fragmento y
constatar la presencia de posibles mutaciones. Los
inmunólogos C. Milstein y G. Kholer crean los primeros
hibridomas. - 1976: Se produce la primera proteína humana
recombinada: la somatostatina , un pequeño
péptido de 14 aminoácidos con funciones
neurotransmisoras. - 1977: Clonación del primer gen defectuoso, el
causante de la anemia falciforme. Se descubren los genes
interrumpidos: no todo el ADN de un gen sirve para producir la
correspondiente proteína. - 1878 : La Genentech americana utiliza bacterias
para la producción de insulina humana recombinada, que
se comercializará cuatro años después. En
el Instituto alemán Max Planck se produce el pomato, un
híbrido entre papá y tomate. En Gran
Bretaña, nace la primera niña producto de
una fecundación in vitro. - 1980: La Genentech produce con técnicas de
ingeniería genética la calcitonina recombinada,
una hormona que ayuda a la retención de calcio en los
riñones. M. Cline intenta en secreto el primer
experimento de terapia genética, introduciendo genes
modificados en el interior de la médula de dos enfermos
de talasemia (enfermedad de la sangre). - 1982: R. Palmiter y R. Brinster crean el primer
animal transgenético introduciendo la hormona del
crecimiento de la rata en un ratón : nacen los
superratones. - 1983: K. Mullin pone a punta la técnica de la
reacción en cadena de la polimerasa (PCR) que permite
amplificar, es decir, multiplicar enormemente, secuencias de
ADN. El inglés A. Jeffreys descubre que el ADN de
cada individuo, cuando es tratado con las enzimas de la
restricción adecuadas, produce fragmentos
característicos de y que , por lo tanto, sirven como
verdaderas huellas digitales moleculares. - 1987: T. Stuart y P. Leder crean el Oncomouse, un
ratón transgenético que contiene un gen que lo
lleva a enfermar de cáncer. Crecen los primeros tomates
transgenéticos. - 1988: Se inicia la andadura del Proyecto Genoma
Humano, con el fin de identificar todos los genes que forman el
ADN del ser humano. Se patenta oficialmente el
Oncomouse. - 1989: En el cromosoma 7 se identifica y se clona el
gen de una de las enfermedades más expendida: la
fibrosis quística. - 1990: En Estados Unidos
se lleva a cabo el primer tratamiento oficial de terapia
genética; la paciente es una niña afectada por la
falta de la enzima adenosina deaminasa (ADA). - 1993: Se identifica el gen responsable de otra
enfermedad hereditaria: la corea de Huntington. - 1994: La FDA estadounidense ( Food and Drug
Administration ) concede a la industria
Calgene el permiso para comercializar los tomates
transgenéticos de maduración
retardada. - 1996: En el Instituto Rosling de Edimburgo nace
Dolly, la primera oveja clonada . El núcleo de una
célula adulta de la mama fue introducido
en un óvulo: el embrión se desarrollo con total
normalidad, demostrando que el ADN puede ser
reprogramado. - 1997: Se introducen en una célula los primeros microcromosomas
artificiales, que resisten durante más de seis meses,
comportándose como verdaderos cromosomas naturales, lo
que abre nuevas y amplias perspectivas para la curación
de enfermedades genéticas. - 1998: Nacen tres terneros clonados a partir de
células inmaduras. La famosa oveja Dolly da a luz al cordero
Bonnie, demostrando que no es estéril. Nacen 50 ratones
clonados de células ováricas ( de ellos algunos
son clones de clones anteriores) . - 2000: Craig Venter, presidente de la empresa PE
Celera Genomics completa el Genoma Humano, mucho antes de la
pensado, dejando atrás al mayor esfuerzo coordinado
mundial.
La Bioindustria
Nos referimos a la Bioindustria como la industria que
comercializa los productos desarrollados por la
biotecnología. Todo comenzó cuando a partir de
mediados de la década del 70 (cuando para algunos
ocurrió la revolución
biotecnológica) , se produjo un rápido y gran
proceso de investigación y desarrollo
biotecnológico en los países desarrollados y en los
Estados Unidos
en particular. Esta situación se tradujo en el
descubrimiento, la elaboración y la comercialización de varios productos
biotecnológicos, algunos de gran importancia
económica y de gran impacto social. Durante el resto de
los años 80, se multiplicaron los productos y aplicaciones
biotecnológicas
La biotecnología en el campo de la Salud
La unión de esfuerzos entre los países
desarrollados, principalmente Est. Unidos, posibilitaron el
descubrimiento y la puesta en elaboración de los primeros
productos biotecnológicos comerciales: la insulina y la
hormona del crecimiento humano y un poco más tarde el
activador de tejido plasminógeno. Además se lanzo
al mercado un buen
número de otras proteínas y polipéptidos
biológicamente activos.
En 1991, ya estaban disponibles en el mercado estadounidense 15
drogas
derivadas de
la biotecnología.
Algunos de los productos desarrollados son:
- Insulina
- Hormona del crecimiento
- Activadores de plasminogenes celulares
- Factor VIII para el tratamiento de la hemofilia
A - Vacunas a partir de levaduras y
células - Ratones y cobayos transgenéticos para la
experimentación de enfermedades humanas
La biotecnología y la cuestión
ambiental
A pesar de que existía cierto rechazo hacia los productos
supuestamente "poco naturales", el gobierno de
Estados Unidos autorizo la comercialización de varios
vegetales transgenéticos; en su mayoría se trataba
de plantas
modificadas a la que se les había mejorado su resistencia a los
herbicidas, a las plagas o a ciertas enfermedades microbianas.
Con el tiempo se autorizo el uso de la hormona de crecimiento
bovino para incrementar la producción lechera.
También se desarrollaron procesos facilitados de auto
recuperación del medio, como el uso de bacterias
transgenéticas capaces de depurar los "lagos de petróleo".
La biotecnología y la agricultura
En un futuro próximo, el aumento progresivo de la población mundial, creara un problema al
sistema
alimentario mundial, por las demandas de grandes volúmenes
de alimento. De los cuales el 98% provienen del agro, siendo el
92 % de origen vegetal (en su mayoría trigo, arroz y
maíz);
por ello encontramos la solución, para satisfacer tales
demandas, en la técnica de micropropagación clonal
ocupada por la ingeniería genética.
En 1982, se logro la modificación genética de
plantas, gracias
al éxito
del aislamiento de genes, con el tiempo, esta técnica se
intensifico en América, Europa, Japón y
Australia. Pero recién en 1992, se comercializó,
dos tipos de tomates transgenéticos: el resistente al
virus en Japón,
y el larga vida en los Estados Unidos.
La biotecnología y la industria
alimentaría
El sector alimentario fue el más dinámico en
materia de
recibir innovaciones biotecnológicas a partir de mediados
de los 70. Ya para inicios de los 90 se incluían entre los
nuevos productos biotecnológicos
comercializables:
- Aminoácidos y otros nutrientes
especiales - Métodos de control
biotecnológicos - Métodos de bioconversión de
almidón - Nuevos saborizantes y conservantes
- Jugos de frutas procesados
- Pigmentos y vitaminas de
microalgas - Alimentos por procesos fermentativos
- Enzimas de quesos
- Productos perecederos libres de lactosa
La Investigación Biotecnológica en la
Argentina
El Sector Público
En la década de los ochenta, la Secretaría de
Estado para
la Ciencia y
la Tecnología (SECYT), indujo el programa Nacional
de Biotecnología (PNB), con la intención de
promover y costear proyectos de
investigación y entrenamiento.
También pretendía integrar los centros de
investigación biotecnológicos con la industria de
nuestro país y promover su participación
internacional. Entre algunos de sus proyectos y
acciones del
PNB, se destaca la creación del Instituto Nacional de
Tecnología
en Chascomus que aplicaba la biotecnología a los problemas
ecológicos regionales; organizo reuniones
científicas nacionales e internacionales con países
como Francia,
Alemania,
España,
Italia y Estados
Unidos. Dentro de las áreas prioritarias del PNB
figuraron:
- Investigaciones en Ingeniería Bioquímica
- Estudios sobre la fijación biológica
del nitrógeno - Investigación en biología celular y
molecular de - vegetales
- Producción de vacunas
- Desarrollo de reactivos de diagnóstico
Sin embargo en 1991, el PNB, dejo de funcionar por falta
de recursos
financieros que debían ser aportados por el sector
público y la industria. Creo que esta fue una mala
decisión por parte del sector
público, que no comprendió la importancia del
desarrollo biotecnológico a largo plazo, por sobre todo en
un país agrícola ganadero como el nuestro, donde la
bioindustria conformará el mayor ingreso del capital en la
Argentina.
Existen de igual forma otras instituciones
dedicadas a la investigación biotecnológica, como
el CONICET y la Comisión de Investigaciones
Científicas (CIC) de la provincia de Bs. As..Entre los
institutos del CONICET podemos mencionar al INGEBI (Bs. As.) con
programas de
investigación en biología molecular y resistencia a
los virus de las especies cultivadas; al Instituto de Botánica de Noreste (Corrientes) y al
Instituto de Bioquímica
de la Fundación Campomar (Bs. As.).Hoy en día el
CONICET podría dejar de funcionar o se podria privatizar,
por falta de recursos del
Estado.
También el INTA mantiene varios institutos y centros
dedicados a investigar en temas biotecnológicos,
como:
- Diagnosis de enfermedades de animales
domésticos - Producción de inmunógenos a partir de
técnicas de ingeniería
genética - Elaboración de antígenos de la
brucelosis y de la aftosa mediante ingeniería
genética
En 1991, Universidades como la de Buenos Aires , La
Plata, Cuyo y Rosario desarrollaron proyectos de
investigación y entrenamiento en
biotecnología.
El Sector Privado
A diferencia del sector público, las empresas privadas
están más vinculadas con la salud y la
preparación de reactivos y técnicas de diagnóstico.Y en menor medida, la
investigación privada se orientó hacia temas de
sanidad animal, semillas, aditivos para las industrias
alimentarías y procesos de transformación de
alimentos.
También puedo señalar al Foro Argentino de
Biotecnología que ayuda a los emprendimientos regionales e
internacionales.
Entre las empresas más importantes encontramos a BioSidus
S.A, un instituto biotecnológico que destina a la
industria farmacéutica los resultados de investigaciones y
desarrollos de nuevas
tecnologías.
BioSidus S.A. es considerada una de las principales empresas
farmacéuticas argentinas y líder
como laboratorio
nacional. Sus logros le permitieron obtener la
autorización de los laboratorios MERCK para comercializar
productos bajo licencia. Con el tiempo logro comercializar
productos biotecnológicos, como dismutasas bovinas y
humanas, diversas vacunas antibacterianas y hasta un sustituto
temporáneo de piel humana
(biofill), y a medida que esta creció se desarrollo en el
campo agrícola y el medio
ambiente.
Pero existen otras empresas exitosas en el campo
biotecnológico; tal es el caso de Laboratorios Gador que
lidiaba con laboratorios multinacionales en especialidades
psicofarmacológicas, cardiológicas y
gastroenterológicas ; e incursionaba también en la
quimioterapia del cáncer, entre otras.
También en el Norte, específicamente en San Miguel
de Tucumán se desarrolla la Planta Piloto de Procesos
Industriales Microbiológicos (PROIMI) dedicada a la
investigación y desarrollo de procesos industriales
microbiológicos. En el campo de los productos
agroquímicos y veterinarios se destaca la empresa Bio
Almidar , que brinda servicios para
los productores paperos sobre el diagnóstico de
infecciones virósicas de la papa . Con respecto a las
biotecnologías vegetales encontramos a: Biótica S.A
que desarrolla reactivos para inmunodiagnósticos de
enfermedades de transmisión sanguínea, como
también se ocupa de la micropropagación vegetal; y
Tecnoplant S.A., líder
en el tema de la micropropagación vegetal "in Vitro"
Otra empresa atrayente
es Vilmax S.A. que en un principio producía tinturas
sintéticas del mercado interno para exportación y luego creo el primer centro
de ingeniería genética y biotecnología de la
Argentina, y
participo en un proyecto relacionado con la purificación
de proteínas a través de cromatografía. El primer objetivo fue la
purificación de insulina humana recombinante. Gran parte
de la
comunicación y cooperación existente entre las
biotecnologías pública y privada fue gestionada por
el Foro Argentino de
Biotecnología, fundación sin fines de lucro que
inició sus actividades en 1986.
La Manipulación Genética
Antes de adentrarnos en el tema de la "manipulación
genética", hace falta una introducción, para aclarar una serie de
cuestiones y así también realizar una trayectoria
hasta llegar a la "manipulación", la cual es en realidad
uno de los últimos peldaños que en la actualidad,
se desprende de la genética como ciencia.
Quizá, luego de tomar conocimiento
de algunas nociones elementales, podamos percibir que ciertas
cuestiones, que desde hace un tiempo atrás solo estaban en
las historias de ciencia ficción, ya no nos resultan tan
descabelladas, sino que podrían ser una suposición
hacia una ciencia que se proyecta al futuro.
La manipulación genética es "la introducción
de genes extraños en una célula"; siendo esta
célula generalmente un embrión; o sea el producto del
huevo fecundado. Recordemos que se llama "huevo" o "cigoto";
cuando la célula
sexual femenina, el óvulo, es fecundado por la célula
sexual masculina, el espermatozoide. La fecundación se realiza en el aparato
genital femenino, más específicamente, en las
trompas uterinas (en el ser humano, se produce en la parte
superior de las trompas). Este nuevo huevo o cigoto no tiene al
principio, un solo núcleo, sino dos, uno es el
pronúcleo del espermatozoide, y otro, es el
pronúcleo del óvulo que lo conformaron (luego
éstos se unirán para formar el núcleo del
huevo). Dicho huevo se extrae del aparato genital, y fuera del
mismo, se le introduce material genético, que son
fragmentos de A.D.N. contenidos en los genes. El lugar
específico donde se realiza esta inoculación es, en
el pronúcleo masculino del huevo. Al introducir material
genético extraño, se pretende producir nuevos
caracteres hereditarios que no estaban en el material
genético origina.
Es importante aclarar que es éste el único estadio
de la vida animal en el que un mensaje genético
extraño, puede ser aceptado. Estos huevos con material
genético extraño incorporado, reciben el nombre de
"huevos manipulados", habiéndose realizado, como dijimos,
esta serie de maniobras, en el exterior del aparato genital,
luego de lo cual, se lo vuelve a reimplantar en el útero
de la hembra. Esta técnica se realiza mayormente en
mamíferos, más
específicamente, en ratones, ya que tienen mayor
aceptación para someterse a este tipo de "manipulaciones".
Se piensa que las "manipulaciones" abrirían un camino para
la creación de nuevas especies, con un rendimiento mejor o
con una crianza menos costosa; y por otro lado, servirían
para el reforzamiento, en una especie determinada, de ciertos
caracteres, ampliando el campo de la Biología
experimental, más precisamente, de la Biología
Molecular. Otros de los beneficios en que esto redituaría,
podría ser, la importancia del estudio de algunos aspectos
del desarrollo
embrionario, que hasta la actualidad se
desconocen.
El ADN recombinado
Para comprender como se pede ensamblar el ADN, primero debemos
tener en cuenta que, este esta formado por una estructura de
doble hélice simétrica constituida por
nucleótidos (sustancias formadas por una base, un azúcar
y un fosfato).En el exterior de la hélice se encuentra la
estructura, formada por el azúcar
y el fosfato y en el interior, las cuatro bases. El esquema de
unión entre las bases es muy riguroso: la adenina se une
con la timina y la citosina con la guanina. La información
genética depende de los ordenes de las bases (recordemos
que los genes, son fragmentos de ADN).
Algo sorprendente hoy en día es la posibilidad de
recombinar el ADN través de aparatos especiales (llamados
sintetizadores de ADN) capaces de combinar las cuatro bases
mencionadas anteriormente (adenina, timina, guanina, citosina) .
La práctica parece simple, solo introducimos la materia prima
del ADN (es decir las cuatro bases y los grupos de fosfato
y azúcar)en el sintetizador y luego se introduce en la
máquina la secuencia deseada y los instrumentos se
encargan de combinar las bases. Pero la teoría
es mas compleja: las secuencias obtenidas por la máquina
(oligonucleotidos), son utilizadas como imanes de ADN (sendas
moleculares), para localizar los genes en los cromosomas y de
esta forma poder aislar las mutaciones de las células
cancerígenas o para modificar el ADN en
puntos concretos. El principio en el que se basan las sondas (las
que yo llame imanes de ADN) es reconocer una secuencia de ADN en
el interior de una molécula entre millones de secuencias
parecidas, y una vez reconocida se une a ella y permite la
identificación. De la misma manera se pueden construir
secuencias de ADN inverso, es decir de moléculas espejo de
las de un determinado gen; al encajar en la
perfección es estas ultimas, las secuencias inversas
bloquean la actividad del gen. También se pueden
utilizar las secuencias de ADN inverso para modificar la
actividad de genes responsables de las enfermedades hereditarias.
La diagnosis prenatal se sirve de tales instrumentos para
analizar y detectar con anticipación posibles
anomalías del feto.
Regeneración de Células y Tejidos
Las recientes investigaciones europeas en regeneración de
huesos,
piel y
membranas con biomateriales, presentadas en Bruselas,
contribuirán en un futuro próximo a aumentar la
calidad y la
esperanza de vida de la población. Cuatro proyectos de
autoreparación de huesos, tejidos y
construcción de membranas a través
de biomateriales fueron presentados este jueves en Bruselas por
científicos de varios países europeos.
La ingeniería de tejidos
permitirá principalmente la desaparición de
riesgo de
infecciones en el implante de prótesis, la
disminución de amputaciones de miembros provocadas por la
diabetes, un
período de espera mayor anterior a los transplantes de
hígado o riñón o mayor precisión en
algunas operaciones.
Los biomateriales son materiales
orgánicos e inorgánicos que se implantan en el
cuerpo humano
para sustituir o reparar tejidos dañados, y suponen una
alternativa a las tecnologías genéticas como
la
clonación y la terapia génica, en las que se
manipula el ADN (ácido desoxirribonucleico).
El proyecto de regeneración de huesos consiste en extraer
células del hueso afectado y multiplicarlas para crear con
este resultado prótesis que se
implantan en el mismo hueso y donde este material sigue
reconstruyéndose. Esto permitirá más
movilidad y hará desaparecer el riesgo de
infecciones durante el implante de la prótesis. Cada
año se implantan en el mundo unas 750.000 prótesis
de caderas, la mitad de ellas en Europa. La
regeneración de la piel, tanto la dermis como la epidermis
(capa inferior y superior respectivamente), consiste en sembrar
en laboratorio
células del paciente en fibras textiles para crear una
estructura biodegradable que se integre en el tejido implantado.
Esta técnica, ya comercializada en Italia, se
aplicaría en úlceras de piel de diabéticos y
quemaduras graves. Un 15% de los diabéticos sufren
úlceras de piel que pueden hacer necesaria la
amputación de un miembro. Estas úlceras son la
principal causa de amputación en los países
desarrollados. Asimismo, en Europa sufren quemaduras graves unas
50.000 personas al año, de las cuales el 10% muere. En
Estados Unidos se realizan actualmente implantes de piel pero
utilizando donantes y no células del propio paciente, que
no sobreviven al transplante, método que
no está aprobado en Europa. El tercer proyecto pretende
desarrollar un hígado o riñón
biohíbrido que pueda servir de puente hasta encontrar el
órgano de transplante. Actualmente existen pocos donantes
de estos órganos y además se añade el
problema del rechazo y el del alto coste y riesgo de la
hemodiálisis.
Por último se presentaron maquetas tridimensionales del
cráneo para ensayar operaciones y
preparar transplantes muy complejos y así aumentar su
eficacia.
Estos proyectos, de alto coste en un principio, estarán
totalmente preparados para su aplicación en un plazo de
unos dos años.
Clonación de Animales
En primer lugar me gustaría esclarecer, que se denomina
clon a una colección de organismos genéticamente
idénticos provenientes de un único ancestro. Y en
concreto, la
clonación es una forma de manipulación
genética dentro de las cientos que pueden
haber.
La clonación viene a ser una forma de
manipulación genética realizada en la etapa de la
fecundación, en la cual se busca duplicar o crear seres
idénticos. Esto trae como consecuencia la
vulneración del principio de la individualidad, unicidad y
unidad del hombre pues
estaríamos buscando crear seres homogéneos, seres
iguales, violando la regla de la heterogeneidad y de la
diversidad humana, que es lo que sustenta las leyes de la
naturaleza.
Debo aclarar también que no existe un solo método de
clonaje, entre los cuales están:
- La autorreproducción que es lo que se ha hecho
en el caso de la oveja Dolly. Se extrae el núcleo del
ser que quieren clonar y se lo implantan a un óvulo
fecundado sin núcleo, entonces este núcleo
ingresa al óvulo fecundado enucleado y una
información que permite se le comience a duplicar,
entonces una vez que se ha logrado obtener un embrión
con el código genético duplicado se implanta en
una mujer para
que lo geste, entonces al momento en el cual ser realice el
nacimiento, nace una criatura con el código
genético de una persona ya
existente. 2) La clonación por fisión embrional.
De ella se obteniendo un embrión y lo que se hace es
dividirlo, seccionarlo con el fin de que nazca no una
persona,
sino dos, tres o cuatro totalmente iguales.
3) La clonación partenogénica. Es la
activación del núcleo de un óvulo a fin
de que el mismo se comience a reproducir. Es una especie de
fecundación atípica o impropia porque el
óvulo comienza a reproducirse sin la presencia o
motivación de un espermatozoide, lo que
trae como consecuencia la creación de otra mujer con
las mismas características de la que cedió su
óvulo.
Es fácil imaginar un clon celular, es decir, un
grupo de
células que han proliferado a partir de una
célula aislada. Pero, no es tan simple comprender
cómo los científicos pueden clonar mamíferos superiores. A pesar de que en
la actualidad existen, desde Dolly, muchísimos
mamíferos clonados voy a citar el caso de una oveja
adulta de raza Finn Dorset como ejemplo:
Para lograr el experimento siguieron los siguientes pasos: se
cultivaron in vitro células de la glándula
mamaria – la ubre – de una oveja adulta de raza
Finn Dorset que se encontraba en el último trimestre
de preñez, Las células fueron posteriormente
fusionadas, mediante un shock eléctrico, con ovocitos
(óvulos inmaduros) a los que previamente se les
había extraído el núcleo (ovocitos
anucleados), provenientes de una oveja de raza Scottish
Blackface (blanca con cara negra). Estos ovocitos,
fertilizados de manera artificial, luego de ser activados con
una suave descarga eléctrica, comenzaron a dividirse.
Cuando los embriones llegaron a poseer entre ocho y
dieciséis células (estadio de mórula),
se implantaron en el útero de otras ovejas Scottish
Blackface. Transcurridos 148 días nació un
cordero de 6,6kg de peso, totalmente blanco, un vertebrado
obtenido a partir de una célula tomada de un
mamífero adulto. Estudios moleculares demostraron que
la dotación genética del cordero clonado era
idéntico a la de la oveja de la cual se, desde Dolly,
muchísimos mamíferos clonados voy a citar el
caso de una oveja adulta de raza Finn Dorset .
La revista
Nature dio a conocer los resultados de este experimento que
logró demostrar que el material genético de las
células de un tejido adulto conserva la capacidad de
dar origen a un nuevo organismo.Manipulación de Células
- Las llamadas quimeras no solo prueban las leyendas
mitológicas, sino también los laboratorios de
genética. Son ratones que se obtienen cruzando de forma
artificial dos cigotos (un óvulo tras haber sido
fecundado por un espermatozoide) procedentes de progenitores de
distinta clase. A diferencia de la fecundación natural,
en la que el patrimonio
genético del padre y la madre se redistribuye de manera
casual, dando lugar a mezclas
intermedias respecto a las originales ( en los ratones si uno
de los progenitores es blanco y el otro negro, sale con el pelo
de color
marrón), en las quimeras las características
externas del cuerpo se mantienen distintas y el pelo que se
obtiene tiene unas viscosas manchas. Esto quiere decir que
algunas células tienen un bagaje genético
materno, y otras mantienen en paterno.
Página siguiente  |