Biotecnología

27/05/2013

Objetivo: Explicar los principios básicos de

ingeniería genética y sus aplicaciones

Biotecnología o Ingeniería genética, es un método científico que modifica las características hereditarias de un organismo en un sentido predeterminado mediante la alteración de su material genético.

Utilizada en….

Clonación. Técnicas de ADN recombinante. Aumento en la producción de cultivos. Elaboración de vacunas. Alteración de las características del

ganado.

Técnica de ADN recombinante

 El primer paso consiste en identificar y aislar el DNA responsable de un determinado fenotipo (es decir, que codifique para la producción de una cierta proteína).Una vez obtenido, el gen (o genes) responsable del fenotipo se fusiona con otros fragmentos de DNA para formar moléculas de DNA recombinante

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.

En la figura  tenemos un gen(color rojo) que interesa insertar en un plásmido (color turquesa)

1. Se selecciona el gen que se desea transferir.

2. Se utiliza la enzima de restricción necesaria para cortar una determinada secuencia de nucleótidos de una cadena de ADN (N).

3. Por otra parte se toma una bacteria, Escherichia coli, y se corta el plásmido con la misma enzima de restricción que se utilizó para el gen.

4. Se añaden los fragmentos de ADN (N) al plásmido abierto.

5. El fragmento (N) se une al plásmido por medio de la enzima ligasa. El plásmido con el fragmento N insertado se denomina plásmido recombinante.

6. Al replicarse el ADN bacteriano en la interfase, también se replica el ADN del plásmido recombinante. Al dividirse la bacteria por fisión binaria, se divide también el plásmido que posee el fragmento insertado (N)

7. Los plásmidos recombinantes formados pueden ser introducidos en nuevas células huésped y clonados.

Oreja humana en el lomo de un ratón.

Alimentos transgénicos

Producidos a través de un organismo modificado genéticamente.

Su finalidad es obtener alimentos en condiciones adversas y aumentar la productividad.

Resistencia a insectos.

¿Qué consecuencias tiene consumirlos a temprana edad?

Posiblemente pueden provocar reacciones alérgicas, y resistencia a los antibióticos.

Clonación

Todas las células de un individuo derivan de una célula inicial: el cigoto.

Se obtiene por la fusión de los pro-núcleos.

El cigoto comienza a dividirse .

Dolly fue el primer animal en ser generado a partir de una célula somática.

Sin fecundación. Célula obtenida dela

ubre. Transferencia nuclear.

Genoma humano

Genoma humano Los humanos poseemos

alrededor de diez billones de células.

Cada célula mantiene la información en 46cromosomas.

En cada cromosoma existe un numero determinado de genes que generan proteínas y regulan procesos.

Se estima que el genoma humano posee 3.200millones de secuencias de base.

Genoma humanoLos objetivos del Proyecto fueron:

• Identificar los aproximadamente cien mil genes humanos en el ADN. (Se pensaba que ese era el número de genes).• Determinar la secuencia de tres billones de bases químicas que conforman el ADN.• Acumular la información en bases de datos.• Desarrollar de modo rápido y eficiente tecnologías de secuenciación.• Desarrollar herramientas para análisis de datos.• Dirigir las cuestiones éticas, legales y sociales que se derivan del proyecto

¿Qué técnicas se utilizan para desarrollar un alimento transgénico?

La creación de un alimento transgénico es posible gracias al desarrollo de algunas técnicas de ingeniería genética. La más utilizada es la denominada técnica del “ADN recombinante”.

¿Cómo se obtiene un alimento transgénico? Para incorporar una nueva función a una planta, por

ejemplo maíz, los investigadores identifican un gen con una característica y una función específica en una especie animal o vegetal, por ejemplo: un gen de una bacteria que habita en el suelo denominado Bacillus Thuringiensis BT, que produce toxinas contra insectos. Se aísla y se corta este gen del bacilo y se inserta en el material genético de un tipo de maíz. Este maíz genéticamente modificado producirá la toxina Bt, evitando las plagas de insectos, especialmente, gusanos.

¿Cómo se identifican semillas o plantas transgénicas? Las empresas que elaboran estos productos modificados

genéticamente necesitan poder identificarlos y diferenciarlas de las tradicionales, entonces agregan otro gen denominado “gen marcador”, por ejemplo, un gen que produce enzimas que destruyen antibióticos o “gen para la resistencia antibiótica”. Así, cuando se necesita identificar las semillas transgénicas, se ponen sus células en un medio de cultivo con el antibiótico al que la semilla es resistente. Si mantienen el crecimiento significa que son semillas modificadas genéticamente. Pero existe otra limitante a controlar y es que todas las células cuentan además, con un sistema que inactiva los genes extraños cuando éstos son introducidos. Entonces, para que la célula acepte estos nuevos genes, se introduce otro gen que inactiva a los genes inhibidores, el denominado “gen promotor”, por ejemplo el Virus del Mosaico de la Coliflor, cuya función es bloquear a los genes inhidores y permitir que los nuevos genes trabajen en la planta donde fueron introducidos.

¿Quiénes crearon los alimentos transgénicos? Como una nueva estrategia comercial y para aumentar sus

ventas, grandes empresas de productos químicos, como por ejemplo herbicidas, desarrollaron plantas transgénicas que son resistentes a las sustancias que ellas mismas producen. De esta manera se puede rociar el cultivo con el herbicida, eliminando todas las malezas pero manteniendo resistente la semilla transgénica sembrada. Esta estrategia asegura la venta de un paquete: semillas y herbicida, relación comercial que se establece bajo estrictos contratos. Estos contratos determinan por ejemplo prohibiciones de resiembra a los agricultores, asegurando de este modo la compra anual de semillas y su correspondiente herbicida. Estos productos son patentados, estableciéndose además, una serie de condiciones de uso que limitan las prácticas agrícolas tradicionales y que generan demandas judiciales hacia los campesinos cuando éstas no se cumplen, por ejemplo, guardar semillas de un año para otro. Podemos decir que los alimentos transgénicos son una opción alimentaria impuesta por los intereses comerciales de grandes empresas.

¿Tienen efectos los alimentos transgénicos en la salud humana? Una de las grandes limitantes en este tema es que todos los estudios

relacionados con la salud humana han sido desarrollados por las empresas productoras de transgénicos o por científicos o universidades contratadas por ellas. Estos conflictos de intereses han hecho que existan muchas incertidumbres en relación al tema. Los escasos estudios independientes realizados apuntan a:

Resistencia a antibióticos. Los genes marcadores de resistencia a antibióticos presentes en muchos de los alimentos transgénicos pueden ser traspasados a bacterias del tracto gastrointestinal, causando resistencia a antibióticos tanto en gérmenes de los suelos y animales, así como también en seres humanos, limitando el uso de antibióticos como ampicilina, tetracilina, amikacina y sus productos relacionados.

Alergias. Cada vez que en la transgenia se utilizan genes de un producto que es conocido como alergénico debe ser cuidadosamente evaluado. Sin embargo, a pesar de esta medida de precaución, han existido liberaciones de transgénicos en el mercado que tienen una conocida capacidad alergénica y originalmente se habían autorizado sólo para consumo animal. A pesar de estas medidas, éstos se han comercializado erróneamente para consumo humano debiendo ser retiradas todas las partidas presentes en el mercado (Maíz Starlink año 2000). El punto es que cada vez que se incorpora un nuevo gen a una cadena de ADN, se incorpora también la capacidad de producir nuevos procesos metabólicos y nuevas sustancias, situación que dependerá además del sitio del ADN donde quedan incorporados estos nuevos genes y de la evolución y modificación que tenga el transgénico en el tiempo. Esto puede generar nuevas sustancias alergénicas o tóxicas, las que no siempre son evaluadas y controladas tanto en el corto como en el largo plazo, en forma independiente y sin que medien conflicto de intereses.

¿Tienen efectos ambientales los cultivos transgénicos? Existen muchas evidencias, claramente documentadas, de riesgos

ambientales o de alteración en la preservación de la biodiversidad producida por estos tipos de cultivos:

Se han encontrado malezas resistentes a los herbicidas utilizados en los cultivos transgénicos, lo que determina un uso en cantidad cada vez importante del producto tóxico, contaminando la tierra de cultivo. Esto hace necesario incorporar otros tipos de herbicidas y sustancias aún más tóxicas.

Desaparición de variedades de plantas más antiguas, variedades originarias, como consecuencia de polinización cruzada con especies transgénicas.

Desaparición de variedades o cepas más antiguas por falta de cultivo. Desaparición de especies (insectos, plantas u otros organismos) por

efecto de estos nuevos compuestos químicos nocivos (insecticidas) o como consecuencia del desplazamiento por cultivo de plantas transgénicas.

Alteración en especies no transgénicas por transferencia de genes. Aparición de microorganismos resistentes a antibióticos que alteran el

equilibrio ecológico de los suelos.