viernes, 18 de junio de 2010

LA BIOTECNOLOGÍA Y LA INGENIERÍA GENÉTICA






LA BIOTECNOLOGÍA

DEFINICIÓN:
es la utilización de organismos vivos, o partes de los mismos,para obtener o modificar procuctos,mejorar plantas o animales o desarrollar microorganismos para objetivos específicos.
- La biotecnología no es una técnina nueva.Por ejemplo,la fermentación láctica o la alcohólica tienen miles de años.Se sabe que hace 4000 años los egipcios utilizaban levaduras para la fabricación de cerveza.Sin embargo,actualmente la palabra biotecnología se asocia a procesos en los que se utilizan microorganismos con fines terapéuticos o industriales,como sucede co la fabricación de hormonas,antibióticos,anticuerpos,etc.... - Algunas de las ramas de conocimiento implicadas en la biotecnología:
  • Microbiología
  • Bioquímica
  • Genética
  • Biología celular
  • Química
  • Ingenieria (bio)química
  • Ingenieria mecánica
  • Ciencia y Tecnología de los alimentos
  • Electrónica
  • Informática

La biotecnología presenta muchos campos de aplicación

Dejando aparte el hecho ya reseñado de que las técnicas biotecnológicas (principalmente las genéticas) encuentran su primera utilidad en el avance de las propias Ciencias de la Vida, desde el punto de vista de su aplicación comercial e industrial, podemos decir que el campo de utilidad es inmenso como por ejemplo tiene aplicaciones terapéuticas(vacunas,hormonas..),para diagnósticos,en la alimentación y el medio ambiente.
INGENIERIA GENÉTICA

La ingeniería genética es una parte de la biotecnología que se basa en la manipulación y transferencia de ADN de un or
ganismo a otro para la creación de nuevas variedades,la corrección de defectos genéticos o la fabricación de numerosos compuestos.
Los procedimientos de ingenieria genética comienzan con la obt
ención de un clon,es decir, con el aislamiento y replicación de uno o varios genes que codifican unas proteínas determinadas.
Una vez obtenido el g
en que codifica la proteína que se quiere producir se une a otra pequeñas moléculas de ADN llamadas vectores de clonación,para formar un ADN híbrido o ADN recombinante.El organismo formado se denomina trangénico.
Los principales vectores de clonación son los plásmidos y el A
DN de ciertos virus.Los vectores de clonación se introducen en la célula hospedadora,generalmente una bacteria o una levadura y se multiplican con ella.Así se obtiene una población de células que fabrican la proteína del gen que se ha introducido en su interior.

APLICACIONES

La Ingeniería genética tiene numerosas aplicaciones en campos muy diversos, que van desde la medicina hasta la industria . Sin embargo, es posible hacer una clasificación bastante simple bajo la cual se contemplan todos los usos existentes de estas técnicas de manipulación genética: aquellos que comprenden la terapia génica, y aquellos que se encuentran bajo el ala de la biotecnología.


Aplicaciones en la medicina


Una de las aplicaciones más importantes de la ingeniería genética en el sector sanitario es la obtención a escala industrial de productos propios de los seres vivos que éstos fabrican en cantidades muy pequeñas, pero cuya carencia implica graves desajustes del funcionamiento del organismo.

De este modo, proteínas como la hormona del crecimiento o la insulina, que el hombre produce en cantidad apenas detectable, puede ser sintetizada por la bacteria Escherichia coli, previa manipulación genética, en una cantidad superior al 10% del total de las proteínas celulares.

Los conocimientos referentes a la expresión de proteínas mamíferos en microorganismos se han desarrollado con gran rapidez y el número de proteínas humanas producidas mediante manipulación genética de Escherichia coli va aumentando día a día en la actualidad.

La técnica utilizada para la obtención de una proteína concreta consiste en aislar el gen que esta en el origen de su síntesis, recombinarlo con un vector adecuado e introducirlo en una bacteria que siguiendo la información del gen insertado, producirá la proteína en cuestión.

· Producción de vacunas:

Otro aspecto que tiene relación con el sector sanitario y más concretamente con la industria farmacéutica es la producción de vacunas.

La ingeniería genética ofrece nuevas alternativas. Por ejemplo: puede obtenerse químicamente el gen vírico de la Hepatitis B que determina la proteína de la cápsula, introducirlo en un vector apropiado (en general un plásmido) e inyectarlo en levaduras que sintetizan la proteína vírica en ausencia del virus y, por lo tanto, sin riesgo de infección. Actualmente están siendo investigadas algunas vacunas como las de la hepatitis B, el herpes, la malaria, la caries dental, la rabia o el cólera.

Otra vía de interés, aunque todavía en fase de investigación, consiste en manipular genéticamente el virus conocido como “ virus de la vacuna”. Se trata de un agente vírico que a perdido in vitro la capacidad infecciosa pero conserva la de inmunizar contra la viruela. En el proceso de manipulación se le introducen genes que codifican proteínas de otros virus, por ejemplo, de la hepatitis B, de este modo que el paciente adquirirá inmunidad no solo contra la viruela, sino también contra la hepatitis cuando se la administre el virus manipulado. Se están efectuando intentos para conseguir una vacuna universal insertando asta veinte genes extraños en el genoma del virus viccinia y conseguir de ese modo que una sola vacuna inmunice contra un amplio conjunto de enfermedades.

Terapia génica


La TG somática busca introducir los genes a las células somáticas (esto es, todas las células del organismo que no son gametos o sus precursores), y así eliminar las consecuencias clínicas de una enfermedad genética heredada o adquirida. Las generaciones futuras no son afectadas porque el gen insertado no pasa a ellas.

Obtención de animales transgénicos Los animales transgénicos son aquellos que poseen un gen que no les pertenece.Para lograr que todas las células de un organismo expresen este nuevo gen y fabriquen una proteína determinad,el gen se incorpora al embrión cuando este se encuentra todavía en fase cigoto.Una vez que se tiene la seguridad de que el embrión lo ha incorporado,se implanta a un animal que actúa como madre. Este sistema se emplea para conseguir animales resistentes a determinadas enfermedades,que crezcan más deprisa,elaboren medicamentos e incluso proporcionen órganos que puedan ser utilizados para transplantes sin provocar rechazos. El incovenniente de este sistema es que el gen se inserta al azar en los cromosomas del cigoto;solo a partir de un 5% de los cigotos se obtendrá un animal transgénico vivo,y de ellos solo la mitad serán hembras. Gracias a las técnicas de ingeniería genética se ha logrado que vacas,ovejas y cabras produzcan leche con medicamentos que sirvan para tratar enfermedades como la diabetes,el enfisema pulmonar o la hemofilia. Presentación relacionada

http://www.slideshare.net/fotomascota/animales-transgenicos


Aplicaciones en la agricultura

Mediante la ingeniería genética han podido modificarse las características de gran cantidad de plantas para hacerlas más útiles al hombre, son las llamadas plantas transgénicas. Las primeras plantas obtenidas mediante estas técnicas fueron un tipo de tomates, en los que sus frutos tardan en madurar algunas semanas después de haber sido cosechados.

Recondando que la célula vegetal posee una rígida pared celular, lo primero que hay que hacer es obtener protoplastos (los protoplastos son células desprovistas de pared celular, que se consigue empleando enzimas que destruyen la lámina media y desorganizan la parte de celulosa).

Vamos a ver las técnicas de modificación genética en cultivos celulares. Estas células pueden someterse a tratamientos que modifiquen su patrimonio genético. Las técnicas se clasifican en directas e indirectas.

PLANTAS TRANSGÉNICAS
Entre los principales caracteres que se han transferido a vegetales o se han ensayado en su transfección, merecen destacarse:

  • Resistencia a herbicidas, a insectos y a enfermedades microbianas.

Ya se dispone de semillas de algodón, que son insensibles a herbicidas. Para la resistencia a los insectos se utilizan cepas de Bacillus thuringiensis que producen una toxina (toxina - Bt) dañina para las larvas de muchos insectos, de modo que no pueden desarrollarse sobre las plantas transgénicas con este gen. Respecto a los virus se ha demostrado que las plantas transgénicas con el gen de la proteina de la cápsida de un virus, son resistentes a la invasión de dicho virus.

  • Incremento del rendimiento fotosintético

Para ello se transfieren los genes de la ruta fotosintética de plantas C4 que es más eficiente.

  • Mejora en la calidad de los productos agrícolas

Tal es el caso de la colza y la soja transgénicas que producen aceites modificados, que no contienen los caracteres indeseables de las plantas comunes.

  • Síntesis de productos de interés comercial

Existen ya plantas transgénicas que producen anticuerpos animales, interferón, e incluso elementos de un poliéster destinado a la fabricación de plásticos biodegradables

  • Asimilación de nitrógeno atmosférico

Aunque no hay resultados, se ensaya la transfección del gen nif responsable de la nitrogenasa, existente en microorganismos fijadores de nitrógeno, y que permitiría a las plantas que hospedasen dicho gen, crecer sin necesidad de nitratos o abonos nitrogenados, aumentando la síntesis de proteinas de modo espectacular.


Aplicación en biocombustibles


En la actualidad hay un muy profundo e interesante debate acerca de las ventajas y desventajas de los biocombustibles. Algunos sostienen la postura de que pueden ser la vía de escape a la dependencia del cada vez mas escaso y caro petróleo, y otros ven en ellos una amenaza directa a la producción de alimentos.

Esto se debe, en buena medida, a que la mayoría de los biocombustibles se elaboran a partir de vegetales que pueden ser consumidos por los humanos o sus animales de granja, como son la soja o el maíz. En realidad, no tiene demasiado sentido utilizar alimentos para impulsar un coche cuando en alguna parte del mundo hay personas que se mueren de hambre.

Sin embargo, los biocombustibles pueden fabricarse a partir de otros vegetales (tradicionalmente) no comestibles,como las algas. Y si el proyecto que tiene en mente Eddy Rubin, director del Departamento de Energia del Joint Genome Institute (DOE JGI), en California, prospera, también será posible cultivar árboles que prácticamente se conviertan solos en combustible. La clave está, por supuesto, en la ingeniería genética.

Rubin está trabajando en una variedad de hongos que tienen la propiedad de descomponer la madera. Pero los estudios más prometedores provienen de otra dirección: también las termitas podrían ayudar a lograr este objetivo, ya que estos insectos, como es lógico, descomponen la madera luego de tragarla. Ya se ha secuenciado el ADN de los microbios que se encuentran en sus estómagos, y los científicos creen que estos diminutos seres pueden tener la llave que termine con nuestra dependencia del petróleo.

CUESTIONES ÉTICAS

Declaración Universal de Derecho Humanos y Genoma Humano de la UNESCO (1997), adoptada en 1998 por la Asamblea General de ONU (busca un balance entre una continuación en las investigaciones y la salvaguarda de los derechos humanos)

Frente a los múltiples beneficios de la ingeniería genética

pueden surgir algunos problemas

Problemas sanitarios nuevos microorganismos patógenos,

efectos secundarios de nuevos fármacos de diseño, etc...

Problemas ecológicos desaparición de especies con consecuencias

desconocidas, nuevas contaminaciones debidas a un metabolismo incontrolado, etc...

Problemas sociales y políticos en el campo de la producción industrial, agrícola y ganadera,

pueden crear diferencias aún más grandes entre países ricos y pobres. El sondeo génico en personas puede llevar a consecuencias nefastas en la contratación laboral, por ejemplo, y atenta contra la intimidad a que tiene derecho toda persona (empleo, agencias de seguros, discriminación..).

Problemas éticos y morales Poder conocer y modificar el patrimonio genético humano

puede ser una puerta abierta al eugenismo "Eugenesia: la ciencia del incremento de la felicidad humana a

través del perfeccionamiento de las características hereditarias".

http://www.youtube.com/watch?v=9UFmE7pSLgM&feature=related




No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada