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Universidad Autónoma de Chiapas
Facultad de Ciencias Químicas
Químico Farmacobiólogo
Genética Aplicada
UNIDAD I. - DEFINICION DE LA GENETICA, RAMAS Y APLICACIONES
¿ Qué es la genética?
genética
La
(del griego antiguo γενετικός /guennetikós/, ‘genetivo’, y este de
γένεσις /guénesis/, ‘origen’) es el campo de la biología que busca comprender la
herencia biológica que se transmite de generación en generación.
La genética es una rama de la biología, cuyo objetivo es el estudio de los patrones
de herencia, del modo en que los rasgos y las características se transmiten de
generación en generación. Toda esta información está almacenada en el DNA (ácido
desoxirribonucleico), la molécula que codifica la información genética en las células. El
DNA controla la estructura, la función y el comportamiento de las células y puede
crear copias casi o exactas de sí mismo. La información genética del DNA se encuentra
organizada en genes, secuencias lineales de DNA que contienen la información
necesaria para la síntesis de una macromolécula con función celular específica. El gen
es considerado como la unidad de almacenamiento de información genética y unidad
de herencia al transmitir esa información a la descendencia.
Genoma: el conjunto de genes de un organismo se denomina genoma.
Genómica: Se denomina genómica al conjunto de ciencias y técnicas dedicadas al
estudio integral del funcionamiento, la evolución y el origen de los genomas.
Genoma Humano: es el conjunto de los genes de la especie humana. El primer
borrador del Genoma Humano fue publicado de forma conjunta por el consorcio
público del Proyecto Genoma Humano y la empresa PE Celera Genomics en el año 2000
y la secuencia definitiva fue presentada en febrero de 2001. El genoma humano está
compuesto por unos 26.000 genes aproximadamente.
Bioinformática: es la aplicación de tecnología de computación a la gestión y análisis de
datos biológicos. La bioinformática se centra en solucionar o investigar problemas sobre
escalas de tal magnitud que sobrepasan el discernimiento humano. Uno de los campos
que actualmente genera un volumen de datos de mayor magnitud es la genómica. En
este campo, una de las principales aplicaciones de la bioinformática se centra en
extraer información útil de datos producidos por técnicas de alto rendimiento, como la
secuenciación del genoma.
Secuenciación de DNA: es un conjunto de métodos y técnicas bioquímicas cuya finalidad
es la determinación del orden de los nucleótidos (A, C, G y T) en una molécula de DNA.
Desde las primeras técnicas de secuenciación surgidas a mediados de los años 70 hasta
nuestros días, las técnicas han sufrido una notable evolución. Los pilares tecnológicos
fundamentales de los grandes proyectos de secuenciación de genomas completos se
basan en las herramientas para secuenciación y las aplicaciones bioinformáticas.
Megasecuenciador: los megasecuenciadores actuales son equipamientos de alto
rendimiento que permiten acometer proyectos de secuenciación de genomas completos
a una velocidad muy superior, a mayor número de secuencias y a un coste
considerablemente inferior por genoma secuenciado. Los pilares tecnológicos
fundamentales de los grandes proyectos de secuenciación de genomas completos se
basan en las herramientas para secuenciación y las aplicaciones bioinformáticas.
Ramas de la genética
Genética
Humana
Genética de
poblaciones
Genética
bioquimica
Genética
cuantitativa
Genética
fisiologica
Genética no
Mendeliana
Genética
Mendeliana
Genética
molecular
Genética humana
La genética humana describe el estudio de la herencia biológica en los seres
humanos. La genética humana abarca una variedad de campos incluidos: la genética
clásica, citogenética, genética molecular, biología molecular, genómica, genética de
poblaciones, genética del desarrollo, genética médica y el asesoramiento genético. El
estudio de la genética humana puede ser útil ya que puede responder preguntas
acerca de la naturaleza humana, comprender el desarrollo eficaz para el tratamiento
de enfermedades y la genética de la vida humana.
Los cromosomas humanos
La herencia de los rasgos para los seres humanos se basan en el modelo de herencia
de Gregor Mendel. Mendel deduce que la herencia depende de unidades discretas
de la herencia, llamado genes.
Herencia autosómica dominante
Los rasgos autosómicos se asocian con un único gen en un autosoma (cromosoma no
sexual). Se les llama "dominante" porque un solo ejemplar heredado de cualquiera de
los padres es suficiente para causar la aparición de este rasgo. A menudo, esto significa
que uno de los padres también debe tener la misma característica, a menos que ésta
haya aparecido debido a una nueva mutación. Ejemplos de autosómica: rasgo
dominante y los trastornos son la enfermedad de Huntington y la acondroplasia.
enfermedad de Huntington Es un trastorno en el cual las neuronas en ciertas partes del cerebro se desgastan o
se degeneran. La enfermedad se transmite de padres a hijos
la acondroplasia es un trastorno genético que afecta al crecimiento óseo y causa el tipo más común de enanismo,
siendo responsable del 70% de los casos.
Herencia autosómica recesiva
El carácter autosómico recesivo es un patrón de herencia de un rasgo, enfermedad o
trastorno que se transmite a través de las familias. Para que un rasgo o enfermedad
recesiva se manifieste, dos copias del gen (o los genes) responsable de la aparición de
ese rasgo o desorden tienen que estar presentes en el genoma del individuo. Es decir,
debe heredarse un cromosoma con el gen portador de esa característica tanto de la
madre como del padre, dando como resultado un genotipo con dos copias del gen
responsable de la aparición del rasgo. Se denomina herencia autosómica porque el gen
se encuentra en un cromosoma autosómico: un cromosoma no sexual. Debido al
hecho de que se necesitan dos copias de un gen para expresar la característica,
muchas personas pueden, sin saberlo, ser portadores de una enfermedad. De un
aspecto evolutivo, una enfermedad o rasgo recesivo puede permanecer oculto durante
varias generaciones antes de mostrar el fenotipo. Ejemplos de trastornos autosómica
recesiva son albinismo, fibrosis quística, enfermedad de Tay-Sachs.
enfermedad de Tay-Sachs: Es una enfermedad potencialmente mortal del sistema nervioso que se
transmite de padres a hijos.
Herencia ligada a X y ligada a Y
El mapa genético del ser humano esta conformado por 23 pares de cromosomas, el par
número 23 es el que determina el sexo, por eso se le llama cromosoma sexual y al
resto se les llama cromosomas asexuales, el par de cromosomas número 23 está
representado por XY en el varón y XX en la mujer. el cromosoma Y lo aporta el varón
mientras que la mujer aporta cromosomas X, si en la fecundación del óvulo el
espermatozoide lleva información Y el producto de la gestación será un varón (XY),
mientras tanto si el espermatozoide tiene información X el producto será mujer (XX).
Los genes ligados a X se encuentran en el cromosoma sexual X y, tal como los genes
autosómicos, tienen tipos recesivos y dominantes. Los desórdenes recesivos ligados a X
raramente son vistos en mujeres y usualmente afectan únicamente a hombres. Esto es
debido a que los hombres heredan su cromosoma X (y todos los genes ligados a X) de
su madre. Los padres únicamente pasan su cromosoma Y a sus hijos varones, así que
ningún rasgo ligado a X es pasado de padre a hijo. Las mujeres expresan desórdenes
ligados a X cuando son homocigotas para el mismo y se convierten en portadoras
cuando son heterocigotas.
Un desorden ligado a X es la Hemofilia A. La hemofilia es un desorden en el cual la
sangre no coagula eficientemente debido a una deficiencia en el factor de
coagulación VIII. Este desorden ganó reconocimiento a medida que viajó a través
de familias reales, notablemente los descendientes de la Reina Victoria del Reino
Unido. La herencia dominante ligada a X manifiesta el mismo fenotipo tanto en
heterocigotas como en homocigotas. Como se trata de herencia ligada a X, habrá
una falta de herencia hombre a hombre, lo que la hace distinguible de la herencia
autosómica. Un ejemplo de un rasgo ligado a X es el síndrome de Coffin-Lowry,
que es causado por una mutación en un gen que codifica para una proteína
ribosomal. Esta mutación tiene como resultado anormalidades óseas y
craneofaciales, retraso mental y baja estatura.
Los cromosomas X en las mujeres sufren un proceso conocido como inactivación de
X, que es cuando uno de los dos cromosomas X en una mujer es casi completamente
desactivado. Es importante que este proceso tenga lugar, ya que, de otra manera, las
mujeres producirían el doble de las proteínas codificadas por genes en el cromosoma
X. El mecanismo de inactivación de X ocurre durante la etapa embrionaria. En
personas con desórdenes como trisomía X, en la cual el genotipo presenta tres
cromosomas X, la inactivación de X desactivará todos los cromosomas X hasta que
sólo quede uno activo. La inactivación de X no sólo se limita a las mujeres: hombres
con el síndrome de Klinefelter, que tienen un cromosoma X extra, también sufrirán
inactivación de X para tener sólo un cromosoma X completamente activo.
La herencia ligada a Y ocurre cuando un gen, rasgo o desorden se transfiere a través
del cromosoma Y. Como los cromosomas Y sólo se encuentran en hombres, los rasgos
ligados a Y sólo son transmitidos de padre a hijo. El factor determinante de testículos,
que está localizado en el cromosoma Y, determina la masculinidad de los individuos.
Además de la masculinidad heredada del cromosoma Y, no se conocen otras
características ligadas a Y. El análisis genético poblacional del cromosoma Y permite
conocer las líneas de ascendencia patrilineal.
Cariotipo
Un cariotipo es una herramienta muy útil en citogenética. Un cariotipo es la imagen
de todos los cromosomas en la etapa de metafase organizado en función de la
longitud y la posición del centrómero. Un cariotipo puede ser útil también en
genética clínica, debido a su capacidad para diagnosticar trastornos genéticos. En un
cariotipo normal, la aneuploidía puede ser detectada con claridad por la posibilidad
de observar cualquier cromosoma faltante o adicional. El g-banding del cariotipo
puede ser utilizado para detectar deleciones, inserciones, duplicaciones, inversiones y
translocaciones. EL g-banding manchará los cromosomas con cintas claras y oscuras
diferentes para cada cromosoma. La FISH, fluorescencia de hibridación in situ, se
puede utilizar para observar deleciones, inserciones y translocaciones. La FISH
(Hibridación fluorescente in situ, por sus siglas en Inglés: "fluorescent in situ
hybridization") utiliza sondas fluorescentes que se unen a secuencias específicas de
los cromosomas que hará que éstos fluorezcan un único color.
Genética Bioquímica
¿Qué es genética?
¿Qué es bioquímica?
La bioquímica es una ciencia que estudia la composición química
de los seres vivos, especialmente las proteínas, carbohidratos, lípidos y
ácidos nucleicos, además de otras pequeñas moléculas presentes en
las células y las reacciones químicas que sufren estos compuestos
(metabolismo) que les permiten obtener energía (catabolismo) y
generar biomoléculas propias (anabolismo). La bioquímica se basa en
el concepto de que todo ser vivo contiene carbono y en general las
moléculas biológicas están compuestas principalmente de carbono,
hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre.
La genética bioquímica trata no sólo de los defectos enzimáticos, sino
también con las proteínas de todas las funciones, incluyendo la estructura
del citoesqueleto y extracelular, la regulación, y los receptores. Las
principales funciones de la genética de laboratorio bioquímico es para
determinar la presencia o ausencia de proteínas, para evaluar las
características cualitativas de las proteínas, y para verificar la eficacia de
las proteínas in vitro.
Genética de poblaciones
La genética de poblaciones es la rama de la genética cuyo objetivo es describir la
variación y distribución de la frecuencia alélica para explicar los fenómenos evolutivos.
Para ello, define a una población como un grupo de individuos de la misma especie que
están aislados reproductivamente de otros grupos afines, en otras palabras es un grupo
de organismos que comparten el mismo hábitat y se reproducen entre ellos. Estas
poblaciones, están sujetas a cambios evolutivos en los que subyacen cambios genéticos,
los que a su vez están influidos por factores como la selección natural y la deriva
genética que actúan principalmente disminuyendo la variabilidad de las poblaciones, o
migración y mutación que actúan aumentándola variada.
Cabe destacar, que la pérdida de variabilidad genética en las poblaciones trae consigo
dos graves problemas:
Coarta la posibilidad de que el hombre pueda realizar mejoramiento genético en la
especie.
Disminuye la eficacia biológica (fitness) de las especies ante nuevos cambios
ambientales.
Por su parte, la presencia de variabilidad genética es deseable no solo para
mejoramiento genético o conservación de especies, ya que el rol fundamental de la
variabilidad genética es ser la materia prima para los procesos evolutivos, sin
variabilidad no hay evolución. La interacción de estos factores con las poblaciones
en el tiempo, permite la existencia de gran número de especies con variadas
estructuras poblacionales y formas de vida.
Genética cuantitativa
La herencia cuantitativa muestra un rango continuo de fenotipos que no pueden
clasificarse fácilmente. Esta variación se mide y es descrita en términos
cuantitativos. Debido a que la variación fenotípica es el resultado de la
participación de genes de múltiples loci, los caracteres cuantitativos se
denominan a menudo caracteres poligenéticos.
Sin embargo, no todos los caracteres cuantitativos muestran un rango continuo, por
lo que se distinguen tres tipos de caracteres:
Caracteres continuos: pueden tomar un valor cualquiera dentro de dos límites.
Caracteres merísticos: los fenotipos se expresan en números enteros.
Caracteres umbral: están presentes, o no lo están, por lo que son de gran interés,
ya que hay gran número de enfermedades que presentan este tipo de herencia.
Citogenética
La citogenética es el campo de la genética que comprende el estudio de la
estructura, función y comportamiento de los cromosomas. Incluye análisis
de bandeado G en cromosomas, otras técnicas de bandeado citogenético, y
también la citogenética molecular del tipo de hibridación por fluorescencia
in situ (FISH) e hibridación por genómica comparativa (CGH).
Célula metafásica positiva para el reordenamiento
bcr/abl usando la técnica FISH.
Aplicaciones en biología
Los trabajos de McClintock con el maíz
Barbara McClintock empezó su carrera como citogenetista del maíz. En 1931
McClintock y Harriet Creighton demostraron que la recombinación citológica de
cromosomas marcados tenía correlación con la recombinación de rasgos genéticos.
McClintock continuó su carrera con el estudio citogenético de los mecanismos y la
herencia de cromosomas circulares y fragmentados del maíz. Durante sus trabajos
en citogenética, McClintock descubrió los transposones, lo que le condujo a
conseguir su Premio Nobel en 1983.
Poblaciones naturales de Drosophila
En los años 30 del siglo XX Dobzhansky y sus colaboradores tomaron Drosophila
pseudoobscura y D. persimilis de poblaciones salvajes en California y estados
vecinos. Usando la técnica de Painter, estudiaron los cromosomas politénicos y
descubrieron que las poblaciones salvajes eran polimórficas por las inversiones
cromosómicas. Todas las moscas se parecían a cualquiera de las inversiones que
portaban: este es un ejemplo de polimorfismo críptico.
Genética Mendeliana
Genética Molecular
La genética molecular (no confundir con la biología molecular) es el campo de la
biología que estudia la estructura y la función de los genes a nivel molecular. La
genética molecular emplea los métodos de la genética y la biología molecular. Se
denomina de esta forma para diferenciarla de otras ramas de la genética como la
genética ecológica, la genética de poblaciones y la genética económica.
La genética y la salud
En la primera mitad del siglo XX, cuando aún su desarrollo era rudimentario, la genética
adquirió mala reputación pues en su nombre se cometieron
graves violaciones a los derechos humanos, como:
• Discriminación racial
• Esterilización forzada a excluidos sociales y portadores de enfermedades genéticas
• Genocidio de poblaciones enteras.
En la segunda mitad del siglo XX, a la vez que el conocimiento genético se
desarrollaba en forma acelerada, la disciplina comenzó a desprenderse de
sus concepciones elitistas y conservadoras, ofreciendo una visión más
equilibrada del papel de los factores genéticos y ambientales en el desarrollo
humano y a la vez más respetuosa de la variedad genética y cultural del
hombre
a) la promoción de la salud y la prevención de enfermedades
b) las investigaciones sobre violaciones a los derechos humanos.
Las desviaciones de la salud con influencia genética son de tres tipos.
Un primer tipo se debe a exceso o deficiencia total o parcial de material
cromosómico, afectan a 1 de cada 200 recién nacidos, no son hereditarias, y se
deben a factores ambientales no bien conocidos, siendo más frecuentes en la
descendencia de mujeres de edad avanzada (ejemplo: el síndrome de Down).
Un segundo tipo está constituido por cerca de 2.500 enfermedades causadas
por mutaciones en un gen específico, heredadas de uno o ambos progenitores
(ejemplos: albinismo, hemofilias, anemias hereditarias, fibrosis quística del
páncreas, algunas formas de retardo mental). Estas enfermedades se llaman
monogénicas y si bien individualmente tienen frecuencias
El tercer tipo de enfermedades con alguna influencia genética afecta a la
mayoría de la población (cáncer, enfermedades cardiovasculares, ciertas
formas de retardo mental y enfermedades mentales, diabetes, epilepsia y
muchas otras).
BIOTECNOLOGIA
BIOTECNOLOGIA
1era etapa.- Biotecnología tradicional no se utilizan
técnicas de manipulación del DNA
2da etapa.- Biotecnología moderna, desarrolla a partir del
conocimiento de la estructura del DNA. En esta técnica se
manipula el DNA de los organismos utilizados
Biotecnología tradicional
Industria ganadera y agrícola
• El hombre reproduce los individuos mejores
Industria alimentaria
•
•
•
•
•
Pan
Yogurth
Queso
Embutidos
Bebidas alcohólicas
Industria farmacéutica
• Utilización de microorganismos
Biotecnología moderna
Consiste en técnicas de manipulación del DNA para la obtención de individuos
que den lugar a productos de interés o a la mejora de la producción
La Biotecnología moderna requiere técnicas de ingeniería genética
¿Qué es la ingeniería genética?
La ingeniería genética permite la manipulación artificial y deliberadamente el
genoma de un ser vivo, mediante un conjunto de TECNICAS que reciben el
nombre de tecnología del DNA recombinante
Los cambios pueden consistir en: introducir nuevos genes eliminar algunos o
modificarlos
El material nuevo se llama
recombinante y tiene gran utilidad
en distintos campos, desde la
medicina hasta la agricultura
Técnicas de ingeniería genética
Combinadas de forma adecuada permiten seleccionar fragmentos de
DNA, modificarlos e introducirlos en otros organismos
Obtención de
DNA
recombinante
Clonación de
DNA
PCR
Secuenciación
de DNA
Ingeniería genética y medicina
• Insulina
• Hormona de
crecimiento
Obtención de
• Factor VIII
productos
de
farmacéuticos
coagulación
• Clonación de
genes
• Identificación
en el enfermo
Diagnóstico de
enfermedades • Identificación
en portadores
• Huella
genética
Medicina • Marcadores
genéticos
forense
Terapia
génica
• Ex vivo
• In vivo
• In situ
Obtención de proteínas 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 proteínas se realizaba mediante su extracción
directa a partir de fluidos corporales.
En la actualidad, gracias a la tecnología del DNA recombinante, se clonan
los genes de ciertas proteínas humanas en microorganismos adecuados
para su fabricación comercial. Un ejemplo típico es la producción de
insulina que se obtiene a partir de la levadura Sacharomyces cerevisae, en
el cual se clona el gen de la insulina humana
Obtención de vacunas recombinantes
El sistema tradicional de obtención de vacunas a partir de
microorganismos patógenos inactivos, puede comportar un riesgo
potencial.
Muchas vacunas, como la hepatitis B, se obtienen actualmente por
ingeniería genética. Como la mayoría de los factores antigénicos son
proteínas lo que se hace es clonar el gen de la proteína correspondiente.
Diagnóstico de enfermedades de origen genético
Conociendo la secuencia de nucleótidos de un gen responsable de cierta
anomalía, se puede diagnosticar si este gen anómalo esta presente en un
determinado individuo. En el siguiente dibujo se explica brevemente la
base del diagnóstico
Obtención de anticuerpos monoclonales
Este proceso abre las puertas para luchar contra enfermedades como el
cáncer y diagnosticarlo incluso antes de que aparezcan los primeros
síntomas.
Terapia génica
Si los genes no producen las proteínas correctas o
no lo hacen correctamente, una persona (no
siempre niños), puede tener un trastorno genético,
enfermedad, predispoción (albinismo).
La terapia genética es una técnica experimental que
utiliza los genes para tratar o prevenir
enfermedades
La forma más común de terapia génica incluye la
inserción de un gen normal para sustituir a un gen
anormal. Otros tipos incluyen:
• Intercambio de un gen anormal por uno normal
• Reparación de un gen anormal
• Alteración del grado en el que se active o se
desactive un gen
Aunque hay una gran esperanza para la terapia
genética aún es experimental
Consejo genético
El asesoramiento genético ofrece información y apoyo a las personas que
tienen o pueden tener riesgos de trastornos genéticos. Un genetista puede
evaluarla con pruebas genéticas.
Existen muchas razones para buscar asesoramiento genético, puede
pensar en hacerlo si:
•
•
•
•
•
Tiene o le preocupa una enfermedad hereditaria
Esta embarazada o planearlo estarlo después de los 35 años
Ya tiene un hijo con un trastorno o defecto congénito
Tuvo dos o más pérdidas de embarazos o un bebé que falleció
Se realizó un ultrasonido o pruebas que sugieren la posibilidad de un
problema
Consejo genético: Pruebas
Exámenes en la sangre y otros tejidos para detectar trastornos genéticos.
Existen aproximadamente 900 pruebas disponibles. Los médicos hacen
pruebas por varios motivos. Entre ellos:
• Encontrar posibles trastornos genéticos en el feto
• Saber si las personas tienen un gen de una enfermedad y pueden
transferírselas a sus hijos
• Estudiar embriones para detectar enfermedades
• Evaluar la presencia de enfermedades genéticas en adultos antes que
produzcan síntomas
• Confirmar un diagnóstico en una persona que tiene síntomas de una
enfermedad
Obtención de proteínas 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 proteínas se realizaba mediante su extracción
directa a partir de fluidos corporales.
En la actualidad, gracias a la tecnología del DNA recombinante, se clonan los
genes de ciertas proteínas humanas en microorganismos adecuados para su
fabricación comercial. Un ejemplo típico es la producción de insulina que se
obtiene a partir de la levadura Sacharomyces cerevisae, en el cual se clona el
gen de la insulina humana
Ingeniería genética y la ganadería
Obtención de un animal transgénico portador de un gen de interés
Primero: Se obtienen óvulos de una hembra y se fertilizan in vitro.
Segundo: Se clona el gen de interés foráneo y se inyecta el DNA clonado directamente en el
núecleo de los óvulos fertilizados. Algunos de estos óvulos integran el transgén en su genoma y son
capaces de expresarlo.
Tercero: Se implantan los embriones manipulados genéticamente en el útero de una madre
sustituta, que parirá animales transgénicos que llevan en su dotación genética un gen foráneo,
incluso de una especie distinta.
Cuarto: Se obtiene la leche de los descendientes.
Quinto: Se fraccionan y purifican las proteínas de la leche, obteniéndose la proteína de interés.
Tratamiento de la diabetes
Déficit absoluto o relativo a la insulina
La insulina es el primer caso de proteína producida por ingeniería genética
aprobada para uso en humanos, desde 1982. En la actualidad, varios
laboratorios farmacéuticos producen insulina humana, tanto a partir de
bacterias como de levaduras y sin ningún riesgo para la salud.
Ha sido posible gracias a las enzimas de restricción capaces de cortar la
molécula de DNA por sitios específicos
Así ha podido cortar el gen humano que codifica la insulina e insertarlo en
un plásmido (DNA circular de bacterias) formándose un plásmido
recombinado que posteriormente se insertará en una bacteria para la
producción de insulina.
Ingeniería genética y agricultura
Sirve para conseguir plantas resistentes a determinados herbicidas, para
mejorar el contenido nutritivo de algunos alimentos y para fabricar
medicamentos
Resistencia a los herbicidas
El 10% de una cosecha se pierde debido a las malas hierbas. Este
porcentaje se puede reducir utilizando plantas transgénicas resistentes a
los herbicidas con los que se eliminan a las malas hierbas.
Mejorar los alimentos. Por ejemplo, el arroz transgénico que lleva betacaroteno como precursor de la vitamina A.
Fabricación de alimentos. La industria farmacéutica comienza a utilizar
plantas transgénicas para producir sustancias como proteínas humanas
para uso médico, proteínas virales como vacunas o anticuerpos.
Obtención de plantas transgénicas
Resistencia a herbicidas
Se introduce un gen de E. Coli
que permite usar mayores
concentraciones de herbicidas
sin dañar a la planta de interés
y eliminando malas hierbas
Mejora del producto
Plantas farmacéuticas
Las plantas producen
sustancias medicinales,
vacunas o anticuerpos
(planticuerpos)
Se mejora el valor
nutricional del producto,
por ejemplo añadiento
beta-caroteno al arroz
Ingeniería genética y agricultura
Alimentos transgénicos
Los alimentos transgénicos son aquellos que han sido producidos a partir de un
organismo modificado mediante ingeniería genética y se le han incorporado genes de
otro organismo para producir las características deseadas. En la actualidad tienen mayor
presencia de alimentos procedentes de plantas transgénicas como el maíz o la soja.
ALIMENTOS TRANSGENICOS
La FDA de los Estados Unidos regula producción y etiquetado de alimentos
transgénicos.
Algunas personas han planteado inquietudes con respecto a que los genes de
un alimento que se insertan en otro pueden causar una reacción alérgica.
Por ejemplo, si los genes del cacahuete están en los tomates, ¿podría
suceder que alguien con una alergia a los cacahuetes, pueda reaccionar
negativamente a los tomates?
En enero de 2001, el FDA´sCenter for Food Safety and Applied Nutrition
propuso que quienes desarrollen alimentos procesados genéticamente
envíen información científica y de seguridad a la FDA al menos 120 días
antes de que el producto salga al mercado.
Ingeniería genética y medio ambiente
Microorganismos modificados genéticamente están siendo utilizados para limpiar
el medio ambiente de ciertos contaminantes. Su acción se realiza de dos formas:
• Biorremediación: Existen bacterias que, de forma natural, son capaces de
degradar la materia orgánica. Mediante ingeniería genética se pueden modificar
para que sean capaces de hacerlo con mejor rendimiento y en condiciones
ambientales diversas.
• Bioadsorción: Bacterias genéticamente modificadas son capaces de adsorber
(fijar en la superficie celular) ciertos metales pesados que contaminan el suelo.
Ingeniería genética y medio ambiente
Biorremediación
Uso de bacterias
modificadas para
modificadas para
degradar materia
degradar materia
orgánica (petróleo)
Bioadsorción
Biolixiviación
Fijación de
metales pesados a
la superficie de a
célula para
limpieza de suelos
Obtención de
metales a partir de
metales partir de
minerales de baja
minerales de baja ley
INGENIERIA GENETICA: MITOS
La ingeniería genética no es nueva: es sólo la aceleración
de la reproducción selectiva.
La ingeniería genética y la reproducción selectiva son
mundos antagónicos. La reproducción selectiva se basa en
métodos naturales: cruza padres selectivos de la misma
especie o de especies cercanas muy relacionadas. En
contraste, la ingeniería genética extrae genes seleccionados
de un organismo o los copia sintetizadamente para insertarlos
artificialmente dentro de otro organismo totalmente lejano en
la evolución natural. La ingeniería genética emplea genes de
virus y de bacterias para usarlos como marcadores del
proceso.
INGENIERIA GENETICA: MITOS
La ingeniería genética es exacta, está plenamente controlada.
Está demostrado que los genes no operan aisladamente: por el
contrario, funcionan complejamente y son influenciados por la
acción de otros genes. Si bien un gen puede ser separado
exactamente del DNA de una célula, su inserción al DNA de otra
es enteramente fortuito. Esta inserción rompe el orden de los
genes en el DNA y puede dar lugar a cambios inesperados.
Richard Lewotin, profesor de genética de la Universidad de
Harvard, ha dicho de la ingeniería genética: "tenemos un
conocimiento tan miserablemente pobre de cómo el DNA de un
organismo evoluciona, que me sorprendería que no tuviéramos un
rudo golpe uno detrás de otro".
INGENIERIA GENETICA: MITOS
Los alimentos transgénicos varían de los naturales sólo en la
característica que fue modificada.
La inserción al azar de genes extraños puede causar cambios
inesperados en el funcionamiento de otros genes. Las moléculas de
los genes podrían ser manufacturadas en cantidades incorrectas, en
tiempos equivocados, o pueden producirse moléculas nuevas. Los
alimentos transgénicos podrían, por lo tanto, contener toxinas
inesperadas o moléculas alergénicas que podrían afectar nuestra
salud o la de nuestra descendencia. Es el caso del triptofano que
mató en USA 27 personas y afectó la salud de otros 1.500 en 1998.
INGENIERIA GENETICA: MITOS
Los alimentos transgénicos han sido manipulados cuidadosamente y son
perfectamente seguros.
Hay serias dudas sobre la adecuada prueba y sobre la validez de las
conclusiones. Se necesitan pruebas a largo plazo antes de asegurar que un
transgénico es confiable.
Los alimentos transgénicos son de calidad superior.
Hasta la fecha no se ha demostrado que los alimentos transgénicos sean mejores
que los naturales. La mayoría de las cosechas transgénicas han sido diseñadas
para resistir herbicidas específicos (es el caso del glifosato) o para producir sus
propios insecticidas (es el caso del gene tóxico a perforadores del Bacillus
thuringiensis) o para prolongar su vida comercial (es el caso del fracasado
tomate Flavor Savr, diseñado para larga duración).
INGENIERIA GENETICA: MITOS
Uno siempre puede abstenerse de comer transgénicos.
En este momento muchísimos alimentos contienen ingredientes transgénicos no
etiquetados, particularmente productos que contengan harina y aceite de soja,
lecitina, aceite de canola y productos de maíz. Precisamente uno de los
aspectos más debatidos y uno de los mayores logros en el Protocolo de
Bioseguridad fue el etiquetado de productos transgénicos.
Los agricultores se beneficiarán de las cosechas transgénicas.
Las semillas transgénicas son más caras. Los granjeros de USA y del Reino
Unido han informado que los rendimientos generalmente no son mejores. Los
productos naturales reciben premios de los consumidores de países
desarrollados, los cuales se niegan a consumir trangénicos. Las oportunidades de
mercadear transgénicos están disminuyendo. Las compañías de seguros en USA
y el Reino Unido son renuentes ante los transgénicos, debido a sus potenciales
peligrosos. Los granjeros que cosechan transgénicos deben firmar contratos
onerosos con las compañías proveedores de semillas, que les prohiben guardar
semillas para futuras siembras. Este derecho ha sido tradicional desde hace miles
de años para los agricultores.
INGENIERIA GENETICA: MITOS
No hay evidencia de que los transgénicos amenacen el ambiente.
Los insectos, aves y el viento llevan polen transgénico a campos vecinos y aun
más lejos. Un estudio de la Universidad de Cornell, 1999, denunció que larvas
de mariposas Monarca habían muerto por ingestión de polen de maíz
transgénico Bt (es decir, que incorpora la toxina del Bacillus thuringiensis). El
Scotish Crop Research Institute denunció en 1998 que pájaros que comieron
áfidos de cultivos de papas transgénicas sufrieron problemas reproductivos. La
habilidad para cruzarse con ancestros silvestres se multiplicó por veinte en
mostaza transgénica, según estudios de la Universidad de Chicago, 1999.
INGENIERIA GENETICA: MITOS
No hay que dar tanta importancia a los organismos modificados por
ingeniería genética.
Muchos científicos no lo piensan así. Por ejemplo el Dr. Joseph Rothlat,
científico británico que ganó el Nobel en 1995, dice: "mi preocupación es
que otros avances científicos que puedan resultar en formas de destrucción
masiva (es el caso de los genes esterilizantes TRAITOR y TERMINATOR)
pueden estar mucho más rápidamente disponibles que los misiles nucleares.
La ingeniería genética es una posible área, y es espantoso el crecimiento
con que se está llevando a cabo (para ejemplo la propuesta de guerra
bacteriológica a cultivos narcóticos, donde la oferta del Fusarium
oxisporum es apenas uno de los episodios de una larga cadena, que ya ha
implicado la liberación de insectos plagas y la aplicación de agrotóxicos".