Ingeniería genética

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Ingeniería genética La ingeniería genética es una técnica que consiste en la introducción de genes en el genoma de un individuo que carece de ellos. Se realiza a través de las enzimas de restricción , que son capaces de cortar el ADN en puntos concretos y así separar los segmentos que interesan. Lass enzi La enzima mass de rest restri ricc cció ión n (end (endon onuc ucle leas asa a de rest restri ricc cció ión) n) son son enzi enzima mass descubiertas en bacterias que cortan el ADN en lugares específicos. El objetivo fundamental es la transferencia de genes de unos organismos a otros distintos. Se denominan organismos transgénicos a los organismos a los que se le introducen genes distintos de sus genes originales. La ingeniería genética nació a comienzos de 1970 y supuso un paso decisivo en la revolución genética. La ingeniería genética incluye un conjunto de técnicas biotecnológicas, entre las que destacan: con n la que que es pos posible ible ais aislar lar y La tecnol tecnologí ogía a del ADN recomb recombina inante nte:: co manipular un fragmento de ADN de un organismo para introducirlo en otro. La secuenciación del ADN: técnica que permite saber el orden o secuencia de los nucleótidos que forman parte de un gen. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR): con la que se consigue aumentar el número de copias de un fragmento determinado de ADN, por lo tanto, con una mínima cantidad de muestra de ADN, se puede conseguir toda la que se necesite para un determinado estudio. •

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Técnicas de manipulación del ADN Secuenciación del ADN: Técnicas para conocer la secuencia de nucleótidos

del ADN. Cuando se conoce la secuencia de bases de un gen se pueden identificar las regi region ones es que que son son secu secuen enci cias as co codi difi fica cado dora rass de prot proteí eína nas, s, y las las regi region ones es que que corr co rres espo pond nden en a secu secuenc encia iass regu regula lado dora rass de la expr expres esió ión n del del gen. gen. Co Cono noci cien endo do la secuencia codificadora del gen se puede deducir la secuencia de aminoácidos de la proteína codificada. Formación de moléculas de ADN recombinante : Se denomina ADN recombinante recombinante a las moléculas de ADN que resultan resultan de la unión de un gen elegido y un vector adecuado para su transporte. Intercalar un segmento de ADN extraño en un ADN receptor. Se realiza en tres etapas: 1.- Corte de fragmentos de ADN: Corte específico del ADN

en fra fragment entos pequ equeño eños y manejables mediante la utilización de un tipo de enzimas conocidas como enzi enzima mass de res restric triccción ión que pueden pueden consid considera erarse rse como como las tijeras biológicas. Lass endon La endonuc uclea leasa sass de restr restric icci ción ón son son unas unas enzima enzimass bact bacteri erian anas as cuya cuya final finalid idad ad es destruir el ADN procedente de bacteri bacteriófa ófagos gos,, y que tienen tienen la propiedad propiedad de cortar el ADN sólo en ciertas secuencias de nucl nucleó eóti tido doss. Las dife difere rent ntes es espe especi cies es de bact bacteri erias as tiene tienen n 1

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diversas endonucleasas de restricción, y cada una de ellas corta el ADN por una secuencia distinta. Cada Cada enzima enzima de restri restricci cción ón reconoce reconoce una secuenci secuencia a específic específica a de nucleótidos y corta en ese punto cada una de las cadenas de ADN. Los extremos libres que quedan se llaman extremos pegajosos , porque pueden unirse a otros fragmentos de ADN que hayan sido cortados por la misma enzima de restricción. Las secuencias de reconocimiento para cortar el ADN son secuencias cortas de nucleótidos, frecuentemente palindrómicas (secuencias iguales en ambas hebras y que presentan simetría según la complementariedad de las bases). Algun Algunas as endo endonu nucl clea easa sass co cort rtan an las las dos dos ca caden denas as hebr hebras as en el mismo mismo luga lugar, r, origina originando ndo extremo extremoss romos. romos. Otras Otras cortan cortan las dos cadena cadenass en lugare lugaress diferent diferentes, es, originando extremos cohesivos o “pegajosos”. 2.- Separación de los dos fragmentos de ADN : Cuando se ha cortado una molécula de ADN ADN co con n enzi enzima mass de rest restric ricci ción ón se origina inan fragment entos de difere erentes tamaño tamaños. s. Para Para separa separarlos rlos se utiliz utiliza a una técnica, la electroforesis en gel. En el proceso de la electroforesis se prepara una mezcla de fragmentos de ADN y se ponen en distintas soluciones. Los fragmentos se desplazan en relación invers inversa a con su tamaño tamaño,, los fragmen fragmentos tos más pequeños se mueven rápidamente, mientras que los grandes lo hacen muy lentamente. 3.- Unión al vector: Una vez obtenidos los fragmentos de ADN hay que unirlos a otras moléculas de ADN transportadoras, que se llaman vectores. Esta inserción se realiza en vect vector ores es de clon clonad ado o , que son los agen agente tess tran transp spor orta tado dore ress ca capa pace cess de introducirlos en las células hospedadoras. •

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Los vectores de clonación son pequeñas moléculas de ADN, que tienen capacidad para autorreplicarse dentro de las células hospedadoras Frec Frecuen uente temen mente te,, esto estoss vect vector ores es son plásmi plásmidos dos bacter bacteriano ianos, s, o genoma genomass víricos de ADN, aunque también pueden ser moléculas de ADN sint intetizadas arti artific ficia ialme lment nte, e, co cort rtad ados os co con n la mism misma a enzima de restricción. La unión del gen aislado al vector se hace mediante la enzima ADN ligasa . complementario io a Síntesis de ADN complementario : se llama ADN complementar una una secu secuen enci cia a de ADN ADN sint sintet etiza izada da arti artific ficia ialme lment nte e utili utiliza zand ndo o co como mo mo molde lde el ARN ARN mensajero, mediante la enzima transcriptasa inversa. La ventaja de este tipo de moléculas es que el ADN complementario no contiene





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Clonación Clonar quiere decir hacer copias idénticas. Clonar un gen es obtener un conjunto de numerosas copias de ese gen. Por tanto, un clon de genes es un conjunto de genes idénticos procedentes de un gen concreto. Etapas en la clonación de un gen: 1. 2. 3. 4. 5.

Aislamien Aislamiento to y obtenció obtención n del gen. Selección Selección del vector vector de de clonación clonación.. Formación Formación del ADN recombina recombinante. nte. Inclusió Inclusión n del ADN recomb recombinan inante te en una célula hospedad hospedadora ora Comprobación de la expresión del gen clonado y selección de las células hospedadoras que lo llevan .

Las células hospedadoras pueden ser: Células bacterianas. El gen deseado, unido al vector se introduce en las bacterias, y al multiplicarse estas se consigue un número muy elevado de copias de ese gen. Es la vía clásica de clonación. Células eucariotas. El gen se une al vector de clonación apropiado y se introduce en células vegetales, animales, o en levaduras. •

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Clonación utilizando células bacterianas Comprende las siguientes etapas:

1. Aislamiento y obtención del gen. Para clonar genes de organismos procariotas el

procedimiento habitual es cortar el ADN cromosómico es sitios concretos, para obtener el gen que interesa, mediante las endonucleasas de restricción, que actúan como tijeras moleculares. Selección del vector vector de clonació clonación. n. Los vectores de clonación son pequeñas 2. Selección moléculas de ADN cromosómico, generalmente circulares, que tienen capacidad para auto autorr rrepl eplic icar arse se dentr dentro o de las las cé célu lula lass hosp hosped edad ador oras as,, indep indepen endi dien ente temen mente te de los los cromosomas de éstas. La elección del tipo de vector está en función de las características y del tamaño del fragmento de ADN que se vaya a clonar. Se util utiliz izan an co con n frec frecuen uenci cia a tres tres tipo tiposs de vect vector ores es de clon clonac ación ión:: plás plásmid midos os,, genomas de algunos virus y cromosomas artificiales. Plásmidos. Son moléculas de ADN circular, presentes en la mayoría de las bacterias, de menor tamaño que el cromosoma. Los plásmidos pueden replicarse con independiencia del cromosoma bacteriano, ya que tienen su propio origen de replicación. Genomas de algunos virus. Se trata también de moléculas pequeñas de ADN, que contienen su propio origen de replicación. Son plás plásmid midos os dise diseña ñado doss para para la Cromosomas Cromosomas bacteriano bacterianos s artificial artificiales. es. Son clonación de fragmentos muy grandes de ADN. Incluyen un origen de replicación muy estable. Ademá Ademáss del del orig origen en de replic replicac ació ión, n, los los vect vector ores es de clon clonac ació ión n debe deben n port portar ar también otros genes, denominados marcadores, que permitan identificar rápida y fácilmente a las células que contienen el vector de clonación. Se suelen utilizar como marcadores genes de resistencia a los antibióticos. De esta forma, se podrán identificar fácilmente las bacterias que contienen el vector de clonación, es decir, que portan el gen clonado, ya que, además, serán resistentes al antibiótico. 3. Formación de una molécula de ADN recombinante. La unión covalente del gen a clon clonar ar co con n el vect vector or de clon clonac ació ión n me medi dian ante te la ADNADN-li liga gasa sa produ produce ce ADN recombinante. recombinante. Tanto Tanto el gen como el vector vector tienen que ser cortados por las mismas •

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Existen varios métodos para introducir ADN en células vivas, que difieren en función de los tipos de célula hospedadora y del vector de clonación: Transformación. Este procedimiento se utiliza en células procariotas debido a que muchas de ellas lo hacen de forma natural. La célula capta moléculas de ADN que se encuentran en el medio externo, las introduce en su interior y las las inco incorp rpor ora a a su geno genoma ma me medi dian ante te reco recomb mbin inac ació ión. n. Lo Loss plás plásmi mido doss bacterianos pueden penetrar dentro de otras bacterias, especialmente si sus membranas se hacen permeables al ADN, mediante la adicción de cloruro cálcico. Las bacterias receptoras adquieren así las propiedades de los genes contenidos en el plásmido. Este métod método o co cons nsis iste te en intr introd oduc ucir ir el ADN en la cé célu lula la Transducción. Este hospedadora utilizando como vector de clonación el genoma de un virus bacteriófago. Los fagos lisogénicos pueden insertar su genoma en el cromosoma de las bacterias sin que se produzca produzca la muerte celular; celular; por esta razón, se utilizan utilizan como vectores vectores de clonación. Sin embargo, se deberá modificar el genoma vírico para que se exprese el gen que se desea clonar sin inducir el ciclo lítico que implica la muerte de la célula. •

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5. Se comp mpru rueb eba a qu que e la célu célulla hospe speda dad dora ora ha inc ncor orp porad orado o el ADN ADN recombinante o transgén y es capaz de expresar la información fabricando el producto codificado por el gen.

Cuando se introduce el vector con un gen en un cultivo de bacterias, no todas ellas lo incorporan; por eso es necesario seleccionar las que sí lo han hecho y, además, lo expresan. Si lo genes clonados clonados son de origen bacteriano bacteriano pueden expresarse expresarse en la bacteria hospedadora, pues la maquinaria de transcripción y traducción es semejante. En este caso, se detecta directamente la proteína producto del gen de interés. Sin embargo, en otros casos, el producto de algunos genes clonados no es fácil de detectar, por lo que se recurre a otros métodos: Adem Además ás del gen gen clon clonad ado, o, el vect vector or de clon clonac ación ión llev lleva a tamb también ién otro otross genes genes marc ma rcad ador ores es,, de fácil fácil detec detecci ción ón feno fenotí típi pica ca,, gene genera ralme lment nte e de resis resiste tenc ncia ia a antibióticos. Las colonias de bacterias que sean resistentes a los antibióticos marcadores lo son porque han incorporado el vector, y por lo tanto también el gen deseado. En otros casos el gen se detecta mediante una sonda radiactiva, que es una cadena de ADN, marcada radiactivamente, complementaria de una de las hebras de ADN del gen clonado. Cuando se emplean bacterias como células hospedadoras para clonar genes eucariotas, los vectores de clonación deben contener las secuencias reguladoras de transcripción y traducción adecuadas para la expresión génica en procariotas. Estos vectores se llaman frecuentemente vectores de expresión . •

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Clonación en células eucariotas

La clon clonac ación ión de genes genes en orga organis nismo moss eucar eucario iota tass es dife diferen rente te de la de los organismos procariotas en varios aspectos: Los genes de eucariotas contienen intrones. Los mecanismos de expresión génica son más complejos. En un organismo pluricelular, aunque todas sus células contienen la misma información genética, no la expresan toda, sino que cada tipo celular expresa solamente ciertos genes y no otros. Las células eucariotas no tienen sistemas naturales para captar ADN del entorno, • • •





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1. Selección del gen que se desea clonar :

Se utilizan los siguientes métodos: Síntesis de un ADN complementario a partir de un ARN m extraído de la célula. Obtención de una secuencia de ADN sintético correspondien correspondiente te a la secuencia secuencia de aminoácidos de la proteína cuyo gen se desea clonar. 2. Vectores de clonación para eucariotas. Cuando se quiere clonar un gen en organi organismo smoss eucari eucariota otas, s, el ADN clonad clonado o tiene tiene que insert insertars arse e en algún algún cromos cromosoma oma celular para que pueda ser expresado, es decir, transcrito y traducido. Los vectores de clonación para organismos eucariotas tienen que ser capaces de insertar el fragmento con el gen clonado en algún cromosoma. Se emplean como vectores de clonación los siguientes: Loss viru viruss anim animal ales es tien tienen en me meca cani nism smos os para para Geno Genoma mas s de viru virus s. Lo introducir introducir su genoma genoma en el interior interior de las células células animales que parasitan, parasitan, y algu alguno noss de ello elloss, com omo o los los retr retrov ovir irus us int integra egran n su ADN ADN en los los crom cromos osom omas as de la cé célu lula la infec infecta tada da.. El geno genoma ma del del virus virus se mo modif dific ica a artificialmente, de forma que se eliminan los genes de virulencia y se sustituyen por el gen que se desea clonar. Cromosomas Cromosomas artificiale artificiales. s. Los cromos cromosomas omas artific artificiale ialess de levadu levadura, ra, llamados YAC Plás Plásmi mido dos s Ti pa para ra célu célula las s vege vegeta tale les. s. La bacter bacteria ia Agroba Agrobacte cteriu rium m tumefaciens, patógeno vegetal, tiene el llamado plásmido Ti en el que están los genes de virulencia causantes de tumoraciones en la planta. Este plásmido codifica además para un sistema de transmisión del ADN desde la bacteria al vegetal. El fragmento de ADN transferido, llamado ADN-t se integra en el cromosoma de la célula vegetal y se expresa. El plásmido Ti se puede manipular de tal forma que en la región ADN-t se eliminan los genes de virulencia y se sustituyen por los genes que se quiere introducir en la planta, como genes de resistencia a enfermedades, genes de mayor rendimiento en la productividad etc. •

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3. Selección de la célula hospedadora. • • •

Células vegetales. Levaduras (hongos unicelulares). Células animales.

4. Introducción del vector en la célula hospedadora

En el caso de las células eucariotas, en las que la entrada de ADN externo no se produce de forma natural, se emplean otras técnicas diferentes para la introducción del ADN recombinante: Microinyección. Mediante un capilar de diámetro muy pequeño que se coloca sobr sobre e la me membr mbran ana a ce celu lula lar, r, se inye inyect cta a direc directa tamen mente te el ADN en las las cé célu lula lass animales. (microinyección de zigotos): Se extrae un óvulo recién fecundado (in vitro o in vivo), cuando, todavía es sólo una célula con dos núcleos aportados por las dos células germinales, para inyectarle a presión en uno de los dos núcleos mediante una micropipeta de vidrio, los genes previamente seleccionados y purificados. Después se implanta este óvulo en el útero de una madre nodriza, con co n la espe espera ranz nza a de que que el anima animall que que nazc nazca a haya haya inco incorp rpor orado ado los los genes genes introducidos. Poco más de la mitad de las microinyecciones tienen éxito, y de los huevos implantados sólo la cuarta parte darán lugar a animales transgénicos. Electroporación. Se someten a impulsos eléctricos de alto voltaje, células que se encuentran en una solución de ADN, que contiene el gen a clonar. Las •

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solución solución acuosa del ADN que se quiere clonar. Los liposomas liposomas se fusionan fusionan con la membrana celular y el ADN entra en el interior. Agrobacterium en células vegetales . Mediante los plásmidos Ti.

Los organismos transgénicos La ingeniería genética permite modificar el genoma de una planta, de una animal o de un microorganismo convirtiéndolo en un “organismo modificado genéticamente”, un OMG. Lo Loss orga organis nismo moss que que han han sido sido mo modif dific icad ados os por por ingeni ingenierí ería a genét genétic ica a se denominan organismos transgénicos . Genes Genes ma manip nipula ulado doss pued pueden en ser ser intr introd oduc ucid idos os en anima animales les y plant plantas as para para así así modificar alguna de sus características. Por ejemplo, para acelerar su crecimiento, para mejorar la calidad de sus productos (carne, leche, etc), para hacerlos resistentes a enfermedades, insecticidas o herbicidas y a enfermedades microbianas. La obtención de un organismo transgénico sigue un procedimiento básico que se puede dividir en dos etapas. En la primera etapa, o de transformación, hay que introducir el gen deseado en el genoma de una célula del organismo que se desea modificar. Por ejemplo, el gen bacteriano para el veneno contra el taladro en una célula de maíz; o el gen de la insulina humana en una bacteria En la segunda etapa, o de regeneración, hay que obtener una planta o un animal a partir de la célula cuyo genoma se ha modificado. Esta segunda etapa requiere, en la práctica, la utilización de técnicas de clonación de organismos. Además, conseguir un organismo transgénico supone un gran coste económico y la única manera de rentabilizarlo es producir el mayor número posible de copias idénticas, es decir, clonarlo •

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Aplicaciones de (Biotecnología)

la

ingeniería

genética

La utilización de los seres vivos o de sus productos con fines comerciales y/o industriales recibe el nombre de biotecnología. La biotecnología moderna utiliza de manera generalizada los OMG.

Aplicaciones biosanitarias:

Las aplic Las aplicac acion iones es de la inge ingeni nierí ería a genét genétic ica a en biom biomed edic icina ina:: fabri fabrica caci ción ón de produc productos tos farmac farmacéut éutico icoss (prote (proteína ínass humana humanas), s), la terapia terapia génica génica,, la produc producció ción n de vacuna vacunass y la utiliz utilizaci ación ón biosan biosanita itaria ria de animale animaless transg transgéni énicos cos (en la invest investigac igación ión biomédica, biomédica, ya que se pueden pueden utilizar utilizar como modelos vivos de enfermedades humanas, humanas, lo cual cual permi permite te,, por por ejemp ejemplo lo,, co comp mpro roba barr la efica eficaci cia a de nuevo nuevoss me medic dicam ament entos os o vacunas). Uno de los éxit éxito os de la Fabrica Fabricació ción n de proteí proteínas nas humana humanas s: Uno ingeniería genética es la producción de moléculas que no se podían obtener por otros métodos o que eran demasiado costosos. hormon onas as (ins (insul ulin ina, a, horm hormon ona a de crec crecim imie ient nto) o),, Fabric Fabricaci ación: ón: alguna algunass horm interferón y proteínas de la sangre (factores de coagulación) tienen un interés interés médico y comercial. Ante Antess de la era era biot biotec ecno noló lógi gica ca esta estass prot proteí eína nass se obte obtení nían an me medi dian ante te 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 proteínas humanas en







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años ochenta se logró introducir el gen que codifica esta proteína en una bacteria y, una vez clonada, se pudo producir interferón en grandes cantidades. En la actualidad, a los diabéticos se le suministra insulina humana obtenida de cultivos de bacterias que contienen el correspondiente gen humano. Con anterioridad, se le proporcionaba la hormona procedente de animales (vacas o cerdos). Sin embargo, la insulina generada por estes animales no era exactamente idéntica a la humana y había enfermos que no la toleraban. Por otro lado, el proceso de obtención era caro y la cantidad de insulina disponible era limitada. La insulina es la molécula encargada de regular el nivel de glucosa en la sangre. sangre. Tiene dos cadenas de aminoácidos: aminoácidos: el péptido A y el péptido péptido B. Una vez aisladas las dos secuencias se introducen por separado, mediante plásmidos, en dos estirpes diferentes de bacterias, detrás del operón Lac. Éstas proporcionaron en muy poco tiempo muchas bacterias portadoras de esos genes. Al añadir lact lactos osa a al me medi dio, o, esta estass bact bacter eria iass em empi piez ezan an a sint sintet etiz izar ar pépt péptid idos os A o B, respectivamen respectivamente. te. Luego se retiran, se purifican y se activan los grupos – SH para que se unan los dos péptidos y se forme la insulina humana madura. Como el metabolismo metabolismo bacteriano bacteriano es muy elevado, esta vía de obt obtenc ención ión res resulta ulta muy rentab rentable. le. Además Además,, se trata de insulina humana en lugar de porcina. Se obtiene a partir de la levadura Sacharomyces cerevisiae, en la cual se clona el gen de la insulina humana. Obtención de vacunas: En el sistema tradicional de obtención de vacunas, los microorganismos patógenos se debilitan o inactivan antes de inocularlos en personas o animales. Este sistema, sin embargo, comporta siempre un riesgo potencial para el indi individ viduo uo inocu inocula lado do en ca caso so de no co cons nsegu eguir irse se la inact inactiva ivaci ción ón tota totall del del agen agente te patógeno. Actualmente, algunas vacunas, como la de la hepatitis A y B, se obtienen por ingeniería genética. En general, la mayoría de los factores antigénicos son proteínas y, por ello, se procede a clonar el gen de la proteína correspondiente. Estas vacunas cons co nsis iste ten n excl exclus usiv ivam ament ente e en una una o varia variass prot proteí eína nas, s, ya que que nunca nunca se em emple plea a el micr microo oorg rgan anis ismo mo co comp mple leto to;; de este este mo modo do se elim elimin ina a el ries riesgo go de co cont ntra raer er la enfermedad por la vacunación. El mayor éxito se ha obtenido con las vacunas víricas. •





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Terapia génica

Por terapia génica se entiende aquel tratamiento de una enfermedad que se basa en la introducción de genes en el organismo. Hasta ahora, el tratamiento de las enfermedades consistía en intervenir sobre las cons co nsec ecuen uenci cias as de la afecc afecció ión, n, y nunc nunca a en co corr rregi egirr la ca caus usa, a, es deci decir, r, los los gene geness anómalos. Por ejemplo, en el caso de la hemofilia se le suministraba al enfermo los factor factores es de coagul coagulaci ación ón sanguín sanguínea ea que su organi organismo smo no puede puede produc producir, ir, de esta esta manera no se actúa sobre el gen anómalo que la produce. Esto no cura al enfermo. A partir de la segunda mitad del siglo XX se inició el descubrimiento de los genes respo respons nsab ables les de algu alguna nass enfer enferme meda dades des y, se co come menz nzó ó a pens pensar ar en la soluc solució ión n definitiva de las enfermedades hereditarias: la sustitución del ADN mutado por ADN normal. La terapia génica consiste en manipular genéticamente las células del organismo enfermo de manera que ellas mismas sinteticen correctamente la molécula que falta o que es defectuosa. Se pretende corregir la causa de la enfermedad y no solo los síntomas. Muchas enfermedades humanas son enfermedades genéticas; y la posibilidad de sustituir el gen causante de la enfermedad por un alelo normal, mediante ingeniería genética, supondría la curación de muchas de estas enfermedades. Para que pueda aplicarse una terapia génica deben cumplirse varias condiciones: Que la enfermedad esté causada por una anomalía génica. Que se haya localizado el gen defectuoso. Que se pueda clonar el gen normal no defectuoso. Que Que la intr introd oduc ucci ción ón de este este gen gen sea técnicamente posible y que el gen gen lleg llegue ue en co cond ndic icio ione ness a su objetivo. Que el gen se exprese correctamente y no haya reacciones adversas. Para la introducción de genes en el organismo receptor, se emplean vectores, siendo siendo los más utiliz utilizado adoss determ determina inados dos virus. Existen diferentes estrategias para introducir genes en seres humanos: Ex vivo: Es la más utilizada. Se extraen las células del enfermo y se cultivan en el laboratorio. Se les inserta el gen normal y se reintroducen en el organismo. • • •

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una forma de solucionar en el futuro numerosas enfermedades con base genética (cáncer) o hereditarias.

Aplicaciones ambientales

Eliminación de residuos tóxicos con plantas capaces de resistir la presencia de sust sustan anci cias as tóxic tóxicas as y que que ac acum umula ulan n en su cuerp cuerpo, o, o prod produc ucci ción ón de co combu mbust stibl ibles es biológicos (biocombustibles) a partir de plantas ricas en compuestos energéticos. Se denominan biocombustibles a cualquier combustible de origen biológico obtenido a partir de organismos vivos (plantas, algas) o de restos orgánicos (estiércol, restos agrícolas). Los biocombustibles pueden reducir en parte el consumo de combustibles fósiles tradicionales (petróleo, carbón) y también las emisiones contaminantes de la atmósfera. La biorremediación: los vertidos de petróleo y sus derivados se convirtieron en uno de los problemas ambientales más graves generados por las actividades humanas. Algunas Algunas bacterias y mohos tienen en su genoma genes que les permiten permiten degradar, de forma natural, los hidrocarburos. Sin embargo, el uso de estos organismos en la zona que tienen tienen que descon descontam tamina inarr puede puede tener tener cierta ciertass limitac limitacione iones, s, por ejemplo: ejemplo: las vari variac acio ione ness de temp temper erat atur ura a del del agua agua,, las las co corr rrie ient ntes es ma mari rina nas, s, las las co cond ndic icio ione ness nutricionales del mar y del suelo, o la necesidad de determinados nutrientes, son factores limitantes para su desenvolvimiento. Por ingenie ingeniería ría genétic genética a se pueden pueden diseñar diseñar organis organismos mos con capaci capacidad dad para para degrada degradarr estos estos compue compuesto stoss y para para desarr desarroll ollars arse e en condic condicion iones es concre concretar tar,, como: como: temperaturas bajas, alta concentración salina, etc. Por ejemplo, bacterias modificadas genéticamente que degradan el petróleo se emplearon por primera vez en 1989 para luchar contra la contaminación de las costas de Alaska provocada por el hundimiento del petrolero Exxon Valdez. La bioadsorción: Consiste en la obtención, mediante ingeniería genética, de cepas bacterianas capaces de fijar en la superficie de sus células (absorber) ciertos metales ( plomo o mercurio) que interesa retirar del medio puesto que son tóxicos para la mayoría de los individuos. Estos microorganismos sirven, por ejemplo: Para retirar iones tóxicos de suelos contaminados. Para enriquecer el lodo activo de las depuradoras de aguas residuales con cepas capaces de acumular grandes cantidades demetales. Para fabricar biofiltros preparados para retener iones tóxicos. • •

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Riesgos e implicaciones éticas

Los avances en el campo de la investigación aplicada y de la ingeniería genética han sido sido realment realmente e espect espectacu aculare lares: s: la medicin medicina, a, la agricu agricultu ltura, ra, la farmac farmacolog ología, ía, la arqu arqueo eolog logía ía y la inve invest stiga igaci ción ón foren forense se han han exper experime iment ntad ado o una una revol revoluc ució ión n co como mo consecuencia de la aplicación de la tecnología del ADN recombinante. La capacidad de alterar el genoma de organismos vivos plantea también una serie de problemas científicos y éticos. Toda la nueva tecnología genética provoca, en la sociedad, recelo y esperanza, al mismo tiempo. Recelo, por cuestiones de seguridad y de ética, esperanza, porque se abre abren n much muchas as puer puerta tass para para la cura curaci ción ón de enfer enfermed medad ades es que que hast hasta a ahor ahora a son son incurables o de muy difícil solución. Si se aborda la cuestión desde el punto de vista de la seguridad se plantea el problema de qué ocurriría, si organismos manipulados genéticamente, bacterias o viru irus porta ortado dore res s de gen genes pelig eligro roso sos, s, podr podría ían n esc escap apar arse se de los los labora laborator torios ios y disemi diseminar narse se libremen libremente te en la naturale naturaleza za . Aunque se toman

precauc precaucione ioness para para que este este tipo tipo de organi organismo smoss no puedan puedan reprod reproduci ucirse rse,, siempr siempre e





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Las técnicas utilizadas conllevan unos dilemas éticos muy importantes, pues algunos de ellos afectan a la vida humana, como la posibilidad de interferir en las características de los hijos y la obtención de seres humanos modificados . La ética nos debe obligar a reflexionar sobre cuáles deben ser los límites, con qué criterios se establecen y quién los pone. Es necesario llegar a unos acuerdos entre dichas limitaciones y la necesidad de continuar la investigación científica. La manipulación genética sobre los seres humanos plantea cuestiones éticas, jurídicas y filosóficas. La Declaración Universal del Genoma Humano, de 1988, prohíbe la clonación reproductiva de seres humanos. La introducción de genes en embriones humanos con el fin de corregir enfermedades o defectos, o de conferir ciertos rasgos estéticos deseables plantea problemas, no solo entre la comunidad científica, sino a nivel social.

Ingeniería genética

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