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BIOTECNOLOGÍA E INGENIERIA GENÉTICA




Partes: 1, 2

 

Indice
1. Introducción
2. Biotecnología e ingeniería genética
3. Manipulación genética
4. Proyecto genoma humano
5. Medicina Genómica
6. Bioética
7. Conclusión
8. Bibliografía

1. Introducción

" 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.

3. Manipulación genética

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:

  1. 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. 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

  3. 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.

Partes: 1, 2

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