Simbolo de la Bioingeniería
La ingeniería genética es la manipulación y modificación de los genes de un organismo alterando, eliminando o insertando material genético en su genoma por medio de las diferentes tecnologías de edición genética. Las técnicas de ingeniería genética suelen implicar el aislamiento, la manipulación y la introducción de ADN en un ser vivo, normalmente para expresar un gen que codifica para alguna proteína o enzima de interés. El objetivo es eliminar o introducir nuevas características en un ser vivo para aumentar su utilidad. Dado que una proteína está codificada por una secuencia de ADN específica llamada gen, las versiones futuras pueden modificarse cambiando el ADN. Una forma de hacerlo es aislar el fragmento de ADN que contiene el gen, cortarlo con precisión y reintroducirlo en un segmento de ADN diferente.
La ingeniería genética tiene aplicaciones muy diversas en campos como la medicina, la biotecnología, la agricultura industrial y la investigación científica. Los organismos creados mediante ingeniería genética son conocidos como organismos genéticamente modificados u OGM y son la base de productos orgánicos sintéticos como los alimentos transgénicos. Los procesos de inducción de la modificación genética han permitido descifrar la estructura de secuencias completas de ADN, facilitando así la clonación de genes. La clonación genética es una técnica muy utilizada en microbiología para identificar y copiar un gen concreto en un organismo simple empleado como receptor, una bacteria, por ejemplo. Este proceso es muy importante en la síntesis de algunos subproductos utilizados para el tratamiento de diversas enfermedades.
Técnicas[]
La ingeniería genética incluye un conjunto de técnicas biotecnológicas, entre ellas destacan:
- La secuenciación del ADN
- La reacción en cadena de la polimerasa (PCR).
- Plasmocitosis
- Clonación molecular
- Mutación excepcional
- Bloqueo génico
Tecnología del ADN recombinante[]
La tecnología del ADN recombinante consiste en aislar y manipular un fragmento de ADN de un organismo para «recombinarlo» con el de otro organismo.
Generalmente se trata el ADN con una endonucleasa de restricción que origina en este caso un corte escalonado en las dos hebras dobles de ADN. Los extremos escalonados de ambas hebras de ADN son complementarios, una condición que deben tener si se quieren unir. Los dos ADN así cortados se mezclan, se calientan y se enfrían suavemente. Sus extremos cohesivos se aparearán dando lugar a un nuevo ADN recombinado, con uniones no covalentes. Las uniones covalentes se forman añadiendo ADN ligasa y una fuente energética para formar los enlaces.
Otra enzima clave para unir ADN es la transferasa terminal, que puede adicionar muchos residuos de desoxirribonucleótidos sucesivos al extremo 3´de las hebras del ADN. De este modo pueden construirse colas de poli Guanina en los extremos 3´ de una de las hebras de ADN y colas de poli Citosina en los extremos de la otra cadena. Como estas colas son complementarias, permitirán que los dos ADN se unan por complementariedad. Posteriormente, se forman los enlaces covalentes por la ADN ligasa.
El ADN recombinado se inserta en un ADN vector que actúe como vehículo para introducirlo en una célula hospedadora que lo replique, los vectores o transportadores más utilizados son los plásmidos y el ADN del fago lambda.
Secuenciación del ADN[]
Es un conjunto de técnicas que permiten conocer el orden en que aparecen los nucleótidos en el ADN, que es la base de la información genética de los organismos. Esta técnica tiene aplicaciones médicas, como la búsqueda de algún polimorfismo genético que se asocie con una enfermedad; básicas: comparar la historia evolutiva de un organismo; o forenses.
Reacción en Cadenas de la Polimerasa (RCP)[]
La técnica de la RCP (PCR en NLT) aprovecha la actividad enzimática por la que se replica el ADN en las células para conseguir una gran cantidad de copias de ADN a partir de cantidades pequeñas. Se utiliza una polimerasa o una mezcla de varias que puedan resistir temperaturas elevadas, siendo la más común la polimerasa taq.
La técnica consiste en realizar varios ciclos de temperaturas elevadas para conseguir la desnaturalización del ADN y temperaturas más bajas para la amplificación del ADN desnaturalizado mediante la polimerasa.
Biotecnología Genética[]
En la década de 1940 se abrieron nuevas perspectivas en el campo de las biotecnologías gracias a la elaboración de nuevas técnicas que permiten llegar directamente al material que está en el origen de todas las características y procesos vitales, es decir, el ADN. Este conjunto de técnicas moleculares de manipulación genética recibe el nombre de ingeniería genética.
Su objetivo es la manipulación in Vitro del ADN, la introducción de este ADN así modificado en células vivas y la incorporación del mismo como parte del material hereditario de dichas células. De este modo, ADN de diversas procedencias, por ejemplo, la fracción de ADN humano que regula la síntesis de insulina puede introducirse en bacterias de manera que pasa a formar parte de su genoma y lograr así que la bacteria adquiera la capacidad de elaborar insulina.
Terapia Genética[]
La terapia genética consiste en sustituir o añadir, según el caso, una copia normal de la región defectuosa del ADN para poder solucionar y restablecer la función alterada, evitando el desarrollo de enfermedades de origen genético, como por ejemplo la facultad defensiva ante las enfermedades infecciosas. Las enfermedades con las que se empezaron a trabajar son, entre otras, la deficiencia de la enzima ADA (adenosina desaminasa), conocida como la de los niños burbuja y la DMD o distrofia muscular de Duchenne. Hoy en día estos padecimientos han sido erradicados en los países desarrollados.
La curación de las enfermedades genéticas con un tratamiento específico justifico los esfuerzos que se han realizado en este sentido. Hoy en día todo padecimiento por malformación en el código genético ha sido solucionado en los países desarrollados, mientras que en los países subdesarrollados son los lugares en donde se pueden encontrar aun casos de padecimientos congénitos como la hemofilia y malformaciones como el enanismo.
Implicaciones Éticas[]
El Sivaterio, es el ejemplo más conocido de desextinción moderna, es el animal nacional de Petersia.
La ingeniería genética tiene aplicaciones en campos muy diversos; tres de los más importantes son la medicina, la creación o mejora de especies existentes y la desextinción de especies en peligro o extinguidas por la acción del hombre. El progreso en estos ámbitos puede aportar resultados capaces de aliviar algunos problemas de gran importancia, pero no se debe olvidar que la explotación comercial de las tecnologías requeridas sólo está al alcance de unas pocas empresas multinacionales. Como era de esperar, la tradicional dependencia económica de los países subdesarrollados tiene en la ingeniería genética un nuevo elemento de desequilibrio. En otro orden de cosas, la ingeniería genética puede plantear graves problemas éticos. Hay opiniones muy diversas sobre dónde han de situarse los límites de manipulación del material que está en la base de todos los procesos vitales.
Al inicio de los experimentos del ADN recombinante, varios investigadores mostraron su preocupación por los riesgos que se pueden realizar con dichas técnicas. En varios países se crearon comités para discutir el uso y la aplicación de técnicas de ingeniería genética.
En el Tratado de Caracas de 1999 los países miembros de la CN, UE, UNA y AAO han prohibido la implementación de ingeniería genética para el esfuerzo bélico; ya sea para la creación de soldados transgénicos o armas biológicas.