Genetica Molecular

TEMA 64 LA GENÉTICA MOLECULAR. LA INGENIERIA GENETICA Y SUS APLICACIONES. SU DIMENSIÓN ETICA. 1. Intr Introd odu ucción ión. 2. Natur Naturale aleza za del del mate materia riall genéti genético co.. a) La pista ista del ADN ADN.  b) de un Gen una enzima a un gen un polipéptido

3. Síntesis de proteínas •

Transcripción

4. El código genético 5. Traducción 6. Regulación de la expresión genética. 1. Regulación en procariotas. operones

2. Regu Regula laci ción ón en en euca eucari riot otas as 7. Ingeniería genética 1. Defini inición 2. cons conseg egui uirr adn adn dese desead ado o 3. clonación 4. inserción 8. APLICACIONES DE LA INGENIERÍA GENÉTICA 9. Riesgos de estas tecnicas

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1. Intr Intru uduc ducci cion on Definiremos la Genética como la parte de la Biología que se ocupa del estudio de la herencia biológica, biológica, intentando explicar los mecanismos y circunstancias circunstancias mediante los cuales se rige la transmisión de los caracteres de generación en generación. La genética molecular estudia molecular estudia estos procesos desde un punto de vista químico. 2. LA NATURALEZA DEL MATERIAL GENÉTICO 1) La pista ista de del ADN ADN.. La bacteria Diplococcus pneumoniae es un pneu-mococo, pneu-mococo, una bacteria causante de enfermedades. enfermedades. Existen dos cepas, la S (Smooth = lisa), virulenta, y la R (rough = rugosa), no virulenta. Las bacterias S, vivas, producen la muerte en los ratones, pero no la producen producen si están muertas. Las segundas no son capaces de desarrollar desarrollar la enfermedad. enfermedad. En 1928 Griffith realizó con estas bacterias las siguientes experiencias: Experiencia 1: Al inyectar en ratones bacterias del tipo S (virulentas) se produce la muerte de los animales por neumonía Un cultivo posterior detectaba la presencia de bacterias bacterias S en el animal muerto Experiencia 2: 2: La inyección de bacterias bacterias R no virulentas virulentas no tenía efectos sobre sobre los animales. animales. Un cultivo de tejidos del animal después de la inyección no detectaba la presencia de bacterias de ninguna de las cepas. Experiencia 3: Al inyectar inyectar bacterias S virulentas virulentas muertas, por tratamiento con calor los ratones no desarrollaban la enfermedad enfermedad Un cultivo de tejidos del animal no detectaba bacterias Experiencia 4: Al inyectar a los ratones (2) una mezcla de bacterias no virulentas R y S, virulentas, virulentas, muertas por calor (1), los ratones desarrollan desarrollan la enfermedad enfermedad y mueren En los cultivos se observan bacterias bacterias de tipo S y R. LOS EXPERIMENTOS DE AVERY y colaboradores Se propusieron encontrar cuál era el componente que transmitía el carácter heredable. Encontraron que podían eliminar las proteínas, los lípidos, los polisacáridos y el ARN del extracto sin disminuir la propiedad del extracto de transformar transformar a los neumococos R en S. Sin embargo, embargo, si purificaban el ADN presente en el extracto y lo incubaban incubaban con las bacterias R, éstas se transformaban en S. Era el ADN el principio transformante que hacía que los neumococos neumococos R se transformaran en S y llegaron a la conclusión de que era el ADN. TEORÍA "UN GEN-UNA ENZIMA". LOS ESTUDIOS DE GARROD: La alcaptonuria es una enfermedad hereditaria recesiva debida a una alteración en el metabolismo celular por falta de un enzima lo que provoca acumulación acumulación de ácido homogentísico y puede causar artritis. 2

GARROD llegó a la conclusión de que el gen normal (A) produce la enzima necesaria, mientras que el gen (a) recesivo no la produce. Ésta era la primera vez que se relacionaba relacionaba un gen con una enzima y, por tanto, con una reacción. reacción. De aquí surgió la hipótesis: un gen-una enzima. Ahora bien, debido a que hay enzimas formadas por dos o más cadenas polipeptídicas, polipeptídicas, la hipótesis se reformuló como: un gen-un polipéptido. 3. Síntesis de proteínas: Como ya sabemos, el ADN se encuentra en el núcleo y la síntesis de proteínas se realiza en los ribosomas (situados en el citoplasma). Para llevar la información desde el núcleo a los ribosomas tenemos un intermediario, que es el ARN mensajero (ARNm). También se sintetizan en el núcleo el ARNr y el ARNt, necesarios para la síntesis proteica. Los procesos de síntesis de ARN a partir del ADN constituyen la transcripción de la información genética. TRANSCRIPCIÓN DEL ADN en eucariotas

La transcripción es el paso de una secuencia de ADN a una secuencia de ARN, ya sea  ARNm, ARNr o ARNt, ARNt, y tiene lugar en el el núcleo celular. celular. En ella intervienen: intervienen: Una cadena de ADN que actúa como molde. Ribonucleótidos Ribonucleótidos trifosfato de A, C, G y U  ARN-polimerasas  ARN-polimerasas I, II y III: ▪ I para la síntesis de ARNr  ▪ II " "

"

" ARNm

▪ III " "

"

" ARNt y ARNr 

Destaquemos, en primer lugar, que para cada gen, sólo una de las cadenas, de las dos que posee el ADN, se transcribe. El mecanismo se realiza de la siguiente manera: 1. Iniciación: Una ARN-polimerasa comienza comienza la síntesis del precursor del ARN a partir de unas señales de iniciación "secuencias "secuencias de consenso consenso " que se encuentran en el ADN lectura 3’  5’ 2. Alargamiento: La síntesis de la cadena continúa en dirección 5'



3'. Después de 30

nucleótidos se le añade al ARN una cabeza (caperuza o líder) de metil-GTP en el extremo 5'. Esta cabeza parece tener una función protectora para que las enzimas exonucleasas que destruyen los ARN no lo ataquen. Una vez que esto ha ocurrido, continúa la síntesis del ARN en dirección 5’  3´. 3. Finalización: Una vez que la enzima (ARN polimerasa) llega a la región terminadora del gen, finaliza la síntesis del ARN. Entonces, Entonces, una poliA-polimerasa poliA-polimerasa añade una serie de nucleótidos nucleótidos con adenina, la cola poliA, y el ARN, llamado ahora ARNm precursor, se libera. 4. Maduración: La mayor parte de los genes que codifican una proteína están fragmentados. Cada gen consta de varios fragmentos fragmentos denominados intrones y exones. Se trata, por lo tanto, 3

de un ARNm no apto para que la información que contiene sea traducida y se sintetice la correspondiente correspondiente molécula proteica. proteica. Durante la maduración maduración se eliminan secuencias "sin sentido" o repetitivas (Intrones), y luego se unen entre si las secuencias útiles o "con sentido" (Exones) por las ARN-ligasas. Tras estos procesos se habrá formado un ARN (mensajero, transferente o ribosómico), que se desplazará hasta el lugar donde llevan a cabo su función, que generalmente es en el citoplasma. LA TRANSCRIPCIÓN EN PROCARIOTAS: DIFERENCIAS DIFERENCIAS CON EUCARIOTAS 1) En los procariotas el ARNm no tiene ni caperuza ni cola. 2) Tampoco tiene intrones y por lo tanto no requiere de un mecanismo de maduración. 3) Al mismo tiempo que el ARNm se transcribe se está ya traduciendo. traduciendo. 4) Los genes son policistrónicos, policistrónicos, esto es, un ARNm contienen información para varias proteínas. 4. EL CÓDIGO GENÉTICO CRICK, con su modelo de ADN y la hipótesis de la colinearidad, señalo que la secuencia de nucleótidos debía especificar especificar la secuencia de aminoácidos. aminoácidos. En los seres vivos hay 20  Aminoácidos  Aminoácidos (AAc) que forman parte parte de las proteínas; proteínas; como el número número de nucleótidos nucleótidos es 4, difícilmente puede darse una correspondencia uno a uno. Con dos nucleótidos nucleótidos para codificar un aminoácido, hay 16 posibles combinaciones; combinaciones; quedan aún 4 aminoácidos sin codificar. Con tres nucleótidos nucleótidos para codificar un aminoácido, aminoácido, el número de combinaciones posibles posibles es de 64 y resulta suficiente. Crick demostró que el código genético es un código de tres letras (tripletes o codones). codones). Debe de tenerse en cuenta que, al haber en las proteínas 20 aminoácidos distintos, una o dos bases no serían suficientes para codificarlos. Al tener los ácidos nucleicos cuatro bases diferentes (la adenina, adenina, la guanina, guanina, la citosina y el uracilo), que representaremos representaremos por A, G, C y U respectivamente, respectivamente, existirán 64 codones o combinaciones de tres bases y como solamente hay 20 aminoácidos distintos, se deduce, que varias tripletas codificarán codificarán un mismo aminoácido. Este código, que relaciona la secuencia de bases del ARN con la secuencia de aminoácidos en las proteínas, recibe el nombre de código genético Características del código genético: ▪ Es universal. universal. Es compartido por todos los organismos vivos. Sólo se han encontrado excepciones excepciones en alguna mitocondria, mitocondria, en las que algún triplete tiene un significado distinto. ▪ Es degenerativo. degenerativo. A excepción de la Metionina y el Triptófano, existen dos o más codones para cada aminoácido (AAc). ▪ En la mayoría de los casos, los distintos codones correspondientes correspondientes a un mismo aminoácido, difieren en la tercera base, pero coinciden en las dos primeras.

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▪ Existen tres tripletas que no codifican ningún aminoácido, son las tripletas " sin sentido", de "paro" o " stop". Estas tripletas marcan el final de la región a traducir, esto es, el final de la molécula proteica. proteica. 40 La secuencia AUG codifica el principio de la región que se va a traducir y al mismo tiempo sirve para codificar al aminoácido metionina. metionina. Por lo tanto, todas las proteínas comienzan comienzan por la metionina. Ahora bien, posteriormente, esta metionina que ocupa la posición inicial puede ser eliminada. 5. TRADUCCIÓN O BIOSÍNTESIS DE PROTEÍNAS Consiste en la síntesis de una proteína a partir de la información contenida en el ARNm. Se trata de un proceso que se produce en el hialoplasma. hialoplasma. Consta de las siguientes fases: a)

Activación de los aminoácidos: La formación del enlace peptídico es un proceso endergónico. Para que pueda realizarse, los aminoácidos (aa) deben de ser activados, activación que se realiza por medio del GTP según la siguiente ecuación: aa + GTP - aa-GMP + PPi

Los aminoácidos activados se unen a una molécula molécula de ARNt (ARN de transferencia) por el extremo 3’. Estos polinucleótidos poseen en su estructura una secuencia secuencia de tres bases, el anticodón, complementaria complementaria de los correspondientes correspondientes codones o tripletas del ARNm. Cada aminoácido aminoácido se une, por lo tanto, a un ARNt específico, que será aquel que lleve el anticodón correspondiente. b) iniciación : La subunidad pequeña del ribosoma se une a la región líder del ARNm y el  ARNm se desplaza desplaza hasta que al llegar llegar al codón codón AUG, que codifica codifica el principio principio de la proteína. Se les une el complejo formado por el ARNt-metionina. La unión se produce entre el codón del  ARNm y el anticodón anticodón del ARNt ARNt que transporta el aminoácido. aminoácido. Por último, último, se une la subunidad subunidad mayor a la menor completándose el ribosoma. c) Elongación. Consta de los siguientes pasos: El complejo ARNt-aminoácido ARNt-aminoácido 2 (ARNt-aa2) (ARNt-aa2) se sitúa enfrente del codón correspondiente. La región del ribosoma en la que se une se le llama región aminoacil (A). Se forma el enlace peptídico y la metionina se une al segundo aminoácido (aa2). El ARNm se traslada como la cinta de una máquina de escribir y el complejo ARNt2-aa2-met queda situado en la región peptidil del ribosoma y la posición aminoacil queda libre para la entrada del complejo ARNt-aa3. ARNt-aa3. El ARNt de la metionina metionina se libera. De esta manera se van a ir  añadiendo añadiendo el resto de los aminoácidos que constituyen la proteína hasta llegar al codón de finalización. d) Finalización: Cuando el ribosoma llega al codón de finalización, uno de los codones sin sentido: UAA, UAG, UGA, la proteína se libera y las subunidades del ribosoma se disocian y se separan del ARNm. La estructura terciaria y cuaternaria de las proteínas se va adquiriendo según estas se van sintetizando Es de destacar, que varios ribosomas, de 4 a 6, a veces incluso 100, pueden estar 

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traduciendo traduciendo al mismo tiempo una cadena de ARNm. La función de los ribosomas no se conoce con exactitud, pero, podría ser, la de recibir las instrucciones instrucciones genéticas y traducirlas a proteí nas. Para ello es necesario que se unan al ARNm, procesen la información, incorporen los aminoácidos y los unan entre sí mediante enlaces peptídicos. 6. REGULACIÓN DE LA ACCIÓN DE LOS GENES: HIPÓTESIS DEL OPERÓN Uno de los principios principios básicos del metabolismo celular es el de la economía. Así, una célula no sintetiza todas las proteínas que es capaz, sino las que necesita en un momento determinado. Todas las células de un organismo pluricelular, excepto los gametos, poseen la misma información genética. genética. Ahora bien, no todos los genes se encuentran encuentran activos durante el ciclo celular. Muchos genes no actúan nunca y otros actúan sólo en determinados momentos, pudiendo permanecer permanecer durante largos periodos de tiempo inactivos. inactivos. Para poder comprender el mecanismo de acción de los genes veamos a continuación estos dos modelos de regulación El operón lactosa La ß-galactosidasa es una enzima que rompe el enlace O-glicosídico O-glicosídico entre la galactosa y la glucosa en la lactosa. Si no hay lactosa en el medio, E. coli apenas dispone de unas pocas moléculas de enzima, una o dos solamente. Sin embargo, si añadimos lactosa al medio donde se encuentra la bacteria, al cabo de unos pocos minutos los niveles de ßgalactosidasa suben hasta alcanzar las 5000 moléculas por célula, aproximadamente. Aparecen además otras dos enzimas: una permeasa que facilita la absorción de la lactosa a través de la membrana plasmática de la célula y una transacetilasa, necesaria también para el metabolismo de la lactosa. Este modelo supone la existencia de una región próxima al gen que se necesita transcribir  denominada denominada región promotora o simplemente promotor, que es el lugar donde se une la enzima ARN-polimerasa ARN-polimerasa que va a transcribir el gen. Próxima al promotor, incluso formando parte de él, existe otra región llamada región operadora u operador, el conjunto formado por  los genes estructurales y el gen operador recibe el nombre de operón, a la cual se puede unir  o no una proteína especial denominada denominada represor que se fabrica en otra zona del genoma a partir de un gen especial llamado gen regulador. regulador. Ciertas sustancias químicas actúan bloqueando al represor para que deje libre al operador, recibiendo entonces el nombre de inductores, ya que permiten la transcripción. Para que la ARN-polimerasa pueda transcribir el gen tienen que darse dos circunstancias: ▪ Una, que la ARN-polimerasa se una al promotor.

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▪ Otra, que el represor no esté unido al operador, operador, y por tanto al estar el operador libre, la ARNpolimerasa polimerasa pueda moverse hasta el gen. Si alguna de estas circunstancias circunstancias no sucede, la transcripción no se lleva a cabo. En procariotas y, de forma similar  en eucariotas, la célula produce el represor o modifica la forma del promotor, según le interese que se dé la transcripción o no, regulando de está manera la síntesis proteica, es decir, la expresión génica. Parece que los operones no existen en los organismos complejos, aunque es muy posible que cada gen tenga su propio sistema individual de promotores y operadores, y que los intrones y las secuencias repetidas desempeñen también algún papel en este proceso Si no hay lactosa el represor represor está en su forma activa, y los genes estructurales estructurales no se transcribe, con lo que la célula no tendrá los enzimas para metabolizarla. Los operones reprimibles. Como es el caso de la regulación de los genes responsables responsables de los procesos de síntesis. Supongamos Supongamos que la célula necesita producir una determinada cantidad de una sustancia A y que no interesa que haya un exceso de A ni que ésta falte. Supongamos Supongamos también que para sintetizar A se necesitan tres enzimas: a, b y c. En estos casos, la proteína que actúa como represor del gen operador se encuentra normalmente en estado inactivo, permitiendo que los genes a, b y c se transcriban y que A se sintetice. Cuando A alcanza unos niveles elevados, se une al represor, activándolo. El represor activo se une al operador y los genes estructurales a, b y c no se transcriben. Esto hace descender la cantidad de A, con lo que el represor vuelve a estar inactivo, los genes estructurales vuelven a traducirse y vuelve a sintetizarse A. De esta manera la célula mantiene unas determinadas cantidades de A. Como se ve, se trata de un mecanismo que funciona como un termostato, manteniendo unos niveles adecuados de una determinada sustancia, en este caso A, necesaria para la célula. 7. INGENIERÍA GENÉTICA Se trata de una serie de técnicas que se basan en la introducción de genes en el genoma genoma de un individuo que no los presente. Los procedimientos de ingeniera genética tienen varios pasos El primer paso consiste en aislar aislar pequeños fragmentos de ADN que contengan los genes a clonar. 7

Es la parte esencial esencial del proceso, ya que el ADN debe separarse y concentrarse. Partimos de células con núcleo, que deben ser lisadas (rotas). Las proteínas estructurales, enzimas, ARN y restos moleculares moleculares deben separarse del ADN. El ADN obtenido se concentra y se fragmenta por acción de las enzimas de restricción. Cada enzima de restricción reconoce una secuencia específica de nucleótidos y corta en ese punto cada una de las cadenas de ADN. Los extremos libres que quedan se llaman extremos pegajosos, pegajosos, porque pueden unirse a otros fragmentos de ADN que hayan sido cortados por la misma enzima de restricción Se aísla el ADN que se desea clonar. 2 paso Clonación Un clon es un conjunto de elementos genéticamente genéticamente iguales. Todos los elementos del clon son iguales entre sí e iguales al elemento precursor. Los clones pueden ser moléculas, moléculas, células u organismos completos. Hay que entender que la clonación es un proceso natural, ya que, por ejemplo, las células somáticas pertenecientes pertenecientes a un mismo tejido son células clónicas. Incluso, los hermanos hermanos gemelos univitelinos univitelinos son un clon. Para obtener el material genético necesario se puede utilizar la técnica de la PCR. a) Técnica de la PCR:. La más conocida es la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa polimerasa PCR. Así se consigue multiplicar un determinado fragmento de ADN millones de veces para poder tener una cantidad cantidad suficiente para estudiarlo. Sin esta técnica serían imposibles los estudios de ADN para el reconocimiento de la paternidad o en caso de delito, pues la cantidad de ADN presente en las células es tan pequeña, del orden de picogramos, que se necesitaría una gran cantidad de material celular celular para tener una cantidad apreciable de  ADN. La reacción es muy sencilla, sencilla, necesita necesita cantidades de ADN muy pequeñas y sólo se precisa un tubo de ensayo, algunos reactivos, una fuente de calor y unas pequeñas pequeñas cadena de nucleótidos que actúan como cebadores. cebadores. La reacción es un proceso cíclico: La molécula de ADN que va a copiarse se calienta para que se desnaturalice y se separe las dos hebras. Cada una de las hebras es copiada por la ADN-polimerasa. (Se utiliza la ADN-polimerasa de una bacteria que vive en aguas termales, Thermus aquaticus, así la enzima puede trabajar a altas temperaturas). temperaturas). Las cadenas recién formadas son separadas de nuevo por el calor y comienza otro nuevo ciclo de copias. Estos ciclos se repiten hasta que se obtiene el número de copias deseado.

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3 paso introducir ADN Esta inserción se realiza en vectores de clonado, que son los agentes transportadores transportadores capaces de introducirlos en las células hospedadoras. Los vectores de clonación son pequeñas moléculas de ADN, que tienen capacidad para autorreplicarse dentro de las células hospedadoras. Se utilizan con frecuencia dos tipos de vectores de clonación: plásmidos y virus. Plásmidos. Son moléculas de ADN circular, con un tamaño menor que el del cromosoma. Se replican con independencia del cromosoma bacteriano ya que tienen su propio origen de replicación Mediante la misma enzima de restricción cortamos el gen y el plásmido, quedando unos bordes cohesivos o pegajosos. La unión del ADN que contiene el gen que se desea clonar con el vector de clonación, se realiza por medio de otras enzimas, denominadas denominadas ADN-ligasas, que unen ambos trozos de  ADN. El resultado resultado es una molécula molécula de ADN recombinante, recombinante, ya que contiene contiene fragmentos fragmentos de  ADN de distinta distinta procedencia. procedencia. Bacteriófagos. Bacteriófagos. El proceso es similar, se trata de insertar el gen deseado en un fragmento de  ADN vírico. Métodos de introducción del vector. El siguiente siguiente paso será introducir el vector de clonación que contiene el gen que se quiere clonar en la célula hospedadora, para que ésta, al multiplicarse, origine un clon celular que lleve el gen concreto. Existen varios métodos que dependerán del tipo de célula fundamentalmente. Células bacterianas: son las más utilizadas, ya que tienen una alta velocidad de replicación, un bajo coste de mantenimiento de las colonias y son fácilmente manipulables. Células eucariotas: eucariotas: aunque las células eucariotas eucariotas son, en general, difíciles de mantener se usan levaduras y células tumorales: En bacterias (células procariotas), mediante estos procesos: Transformación. Transformación. Ocurre espontáneamente en ciertos tipos de bacterias y se consigue artificialmente artificialmente sometiendo a la célula bacteriana bacteriana a tratamientos físicos y químicos. La célula capta moléculas de ADN que se encuentran en el medio externo, las introduce en su interior y las incorpora a su genoma. Transducción. Transducción. Este método consiste en introducir el ADN en la célula hospedadora mediante un virus, utilizando como vector de clonación el genoma del virus. El virus inyecta su ADN al interior de la célula bacteriana.

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8. APLICACIONES DE LA INGENIERÍA GENÉTICA  APLICACIONES  APLICACIONES EN MEDICINA A) OBTENCIÓN DE PROTEINAS DE MAMÍFEROS Una serie de hormonas como la insulina, la hormona del crecimiento, factores de coagulación, etc ... tienen un interés médico y comercial muy grande. Antes, la obtención de estas proteinas se realizaba mediante su extracción directa a partir de tejidos o fluidos corporales. En la actualidad, gracias a la tecnología del ADN recombinante, se clonan los genes de ciertas proteinas humanas en microorganismos microorganismos adecuados para su fabricación comercial. Un ejemplo típico es la producción de insulina que se obtiene a partir de la levadura Sacharomyces Sacharomyces cerevisae, en la cual se clona el gen de la insulina humana B) OBTENCIÓN DE VACUNAS RECOMBINANTES El sistema tradicional de obtención de vacunas a partir de microorganismos patógenos patógenos inactivos, puede comportar un riesgo potencial. Muchas vacunas, como la de la hepatitis B, se obtienen actualmente actualmente por ingeniería genética. Como la mayoría de los factores antigénicos son proteinas proteinas lo que se hace es clonar el gen de la proteina correspondiente. correspondiente. C) Terapia génica. Es un tratamiento médico que consiste en manipular la información genética de células enfermas para corregir un defecto genético o para dotar a las células de una nueva función que les permita superar una alteración. En principio existen tres formas de tratar enfermedades enfermedades con estas terapias: Sustituir genes alterados. Inhibir o contrarrestar efectos dañinos. Se silencia un gen que produce una proteína dañina. Insertar genes nuevos. Se insertan genes suicidas que destruyen a la propia célula que los aloja o genes estimuladores de la respuesta inmune. También se puede introducir una copia de un gen normal para sustituir la función de un gen mutante que no fabrica una proteína correcta. Por ejemplo, en el tratamiento de los cánceres que se realiza hoy día, una de las principales vías de investigación es la de marcar genéticamente a las células tumorales de un cáncer para que el organismo las reconozca como extrañas y pueda luchar contra ellas, estimulando la respuesta inmune. D) OBTENCIÓN DE ANTICUERPOS MONOCLONALES. La producción de anticuerpos que responden específicamente específicamente a un antígeno ha facilitado la detección precisa de moléculas de interés clínico. Este proceso abre las puertas para luchar contra enfermedades como el cáncer y diagnosticarlo diagnosticarlo incluso incluso antes de que aparezcan aparezcan los primeros síntomas.

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LA INGENIERÍA GENÉTICA Y LA PRODUCCIÓN AGRÍCOLA Y ANIMAL Llamamos organismos organismos transgénicos a aquellos que se desarrollan desarrollan a partir de una célula en la que se han introducido introducido genes extraños. El objetivo de estas técnicas es obtener características "útiles" de otros organismos. Estas características pueden ser muy variadas. Fue una técnica difícil por la impermeabilidad impermeabilidad de las membranas membranas de las células eucariotas animales y por la pared celulósica de las vegetales, aunque cada vez hay mejores técnicas para resolver estos problemas. La técnica más empleada empleada es la de microinyección microinyección (introducción de ADN mediante mediante microjeringa microjeringa y micromanipulador). Ejemplos del empleo de estas técnicas en la producción agrícola: Las técnicas más empleadas en las plantas son: * Uso de pistolas con microbalas de metal recubiertas de ADN. * Uso como vector de un plásmido de una bacteria simbionte que produce tumores. Mediante estas técnicas se han obtenido o se está en vías de obtener: a) Variedades transgénicas del maíz que: Resisten heladas. incorporación de un gen de un pez resistente al frío. Resisten plagas.- incorporación de un gen del trigo. * Resisten herbicidas.- incorporación de un gen bacteriano. Variedades transgénicas transgénicas del trigo que: * Son más nutritivas. * Resistentes a plagas y herbicidas. herbicidas. Incorporación Incorporación de varios genes de insectos y bacterias. bacterias. c) Variedades de tomate que maduran más lentamente por anulación de un gen que regula la maduración maduración por haberlo introducido en sentido contrario, se producen dos ARNm complementarios que hibridan y no se traducen. d) Plantas de tabaco transgénicas: transgénicas: Se está trabajando en la inserción de "genes nif" que posibilitarían posibilitarían el aprovechamiento aprovechamiento directo del N2 atmosférico. atmosférico. Se usa esta planta porque es una planta muy maleable. 2) Ejemplos del empleo de estas técnicas en la producción animal: En los animales estas técnicas se emplean más en peces porque la fecundación es externa. Las técnicas más comunes son: * La microinyección de los genes en el zigoto. * Campos eléctricos que hacen permeable la membrana y permiten la entrada de material genético. Mediante estas técnicas se han obtenido o se está en vías de obtener:

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* Carpas transgénicas que crecen de un 20 a un 40% más rápido. Se consiguen introduciendo el gen de la hormona del crecimiento de la trucha arco iris. Se estimula añadiendo Cinc a la dieta. * Salmones transgénicos resisten mejor las temperaturas bajas. Se consigue por incorporación de un gen de una especie de platija del ártico. * En mamíferos se han conseguido ratones que carecían de la hormona del crecimiento por  mutación del gen productor de la misma por introducción en el zigoto de estos ratones del gen de la hormona del crecimiento de la rata. Los ratones transgénicos transgénicos conseguidos producen 800 veces más hormona que los normales. El gen de la rata no se introduce en el lugar propio, sino en otro. 9. RIESGOS Y ASPECTOS ÉTICOS DE LAS TÉCNICAS DE INGENIERÍA GENÉTICA * BIOSANITARIOS.- La mayoría de los productos se destinan al consumo humano y aún no se puede afirmar que no sean perjudiciales para la salud. * BIOÉTICO.- )Hay derecho a monopolizar el uso de la información genética presente en la naturaleza? * BIOTECNOLÓGICO.- ) Qué pasaría si el material genético de un virus tumoral terminara formando parte del genoma de alguna bacteria simbionte del ser humano? )Y si los genes que permiten la resistencia a los antibióticos entraran en el genoma de los patógenos? )O si los microorganismos microorganismos inocuos adquirieran los genes para producir toxinas potentes como la difteria, el cólera, el botulismo o el tétanos? EL PROYECTO GENOMA HUMANO El estudio del Genoma Humano comenzó en EEUU en 1990, pero hoy hay centros en numerosos países implicados en el proceso. El objetivo es secuenciar completamente completamente el  ADN. Ahora bien, bien, esto representa representa un enorme trabajo trabajo pues el genoma genoma humano humano se compone de 3X109 de pares de bases. Si representásemos cada base por un carácter (A, T, C, G), para poder escribirlo en un libro (a 80x50=4000 80x50=4000 caracteres por página), necesitaríamos un libro de 750 000 páginas. LÍMITES A LOS RIESGOS E IMPLICACIONES IMPLICACIONES ÉTICAS DE LA INGENIERÍA INGENIERÍA GENÉTICA Existe un Comité Internacional de Bioética de la Unesco fundado en 1993 por  Federico Mayor Zaragoza. Los criterios establecidos son: * Límites por motivos ecológicos ecológicos y de sanidad. * Límites por motivos éticos y morales. * Límites por motivos sociales. * Límites por motivos políticos. La organización HUGO defiende que sólo se puedan patentar las secuencias secuencias de ADN de las que se sepa su función. 12

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