La Ingenieria genética es la modificación artificial del código genético de un ser vivo con fines experimentales, económicos o médicos.
Para ello hay que identificar, separar y multiplicar fragmentos de material genético procedente quizá de especies distintas (incluso de reinos biológicos distintos) y unirlos en el tubo de ensayo para formar combinaciones nuevas.
Que es la Ingenieria genética
La técnica básica de la ingeniería genética es la recombinación del ADN.
Un gen es una secuencia de nucleótidos (las unidades básicas que forman las cadenas del ADN) con las instrucciones químicas para que en las células se sintetice una proteína determinada.
La inserción de un gen en un código genético distinto al suyo original hará que el ser vivo que lo reciba sintetice -si se consigue que se exprese el gen insertado- una proteína de la que hasta entonces carecía.
Para aislarlo de los demás hay que cortar un segmento de ADN donde esté el gen que interese.
Para ello se emplean enzimas de restricción, unas proteínas que cortan el ADN por donde se den ciertas secuencias de nucleótidos, características de cada una de ellas.
Para transferir este segmento a las células donde se quiera insertarlo se emplea un vector de ADN.
A menudo es un plásmido, un pequeño fragmento circular de ADN que tienen las bacterias.
El plásmido se corta con la misma enzima de restricción con la que se cortó el ADN al que pertenece el gen que se va a transferir; de esa forma, los extremos de los dos fragmentos son complementarios y pueden unirse.
El plásmido transformado, que ahora incluye el gen deseado, se introduce en una bacteria, que lo irá reproduciendo (clonando).
También es posible extraer los plásmidos así fabricados e inyectarlos en otra célula.
Para la recombinación puede emplearse también un virus.
Una de las aplicaciones comerciales de la ingeniería genética es la creación de plantas con un rendimiento mayor o resistentes a plagas y a insecticidas.
Pueden también modificarse microorganismos para que creen sustancias de interés industrial o farmacéutico. Puede, por ejemplo, obtenerse insulina humana a partir de la del cerdo en cultivos bacterianos.
La eritropoyetina, hormona que fabrica en cantidad insuficiente un riñón enfermo, que se administra a muchos pacientes sometidos a hemodiálisis se clona en bacterias y luego se transfiere a células de ovario de hámster.
Entre los fármacos creados mediante ingeniería genética más difundidos se encuentra también un factor anticoagulante de la sangre y la hormona del crecimiento humano, que se administra a niños de baja estatura.
La introducción de genes humanos en embriones femeninos de cerdos, ovejas y cabras permite sacar después de la leche de esos animales transgénicos (es decir, con genes de otra especie) sustancias de interés médico, como la enzima alfa-antitripsina, útil para ciertos enfermos de enfisema pulmonar.
Se ha injertado hemoglobina en la planta del tabaco con la esperanza de conseguir un sustituto de la sangre.
En los laboratorios se utilizan animales transgénicos para la investigación (así , por ejemplo, ratones con oncogenes humanos).
La terapia génica, aún en ciernes, a la que todavía no puede atribuirse ninguna curación, consiste en la introducción en el cuerpo del paciente de un gen que le aporte una proteína necesaria de la que carece o que contrarreste el efecto de un gen nocivo.
Como vector suele utilizarse un virus (sobre todo retrovirus, que introduce sus genes en los cromosomas que invade) del que se retiran los genes dañinos y en el que se incluye el gen que se desea transferir al paciente (se utilizan también lípidos, perlas de grasa).
Se ha experimentado este tipo de tratamiento con una serie de enfermedades genéticas, entre otras la inmunodeficiencia combinada grave, la enfermedad de Gaucher, la fibrosis quística, la hipercolesterolemia familiar, la hemofilia, y en enfermos de cáncer y de sida.
Hasta ahora sólo se ha aplicado a las células somáticas, es decir, las que no participan en la reproducción. La actuación sobre éstas (las células germinales: esperma, óvulos) se propagaría a las generaciones siguientes, y plantea problemas morales.
El mayor problema de la terapia génica tal y como se ha practicado hasta ahora (ex vivo, extrayendo células del paciente y reimplantándolas con un vector con los genes nuevos, e in vivo, introduciendo el vector directamente en el cuerpo) es que los nuevos genes se insertan al azar en los cromosomas, lo que puede crear graves problemas secundarios.
La clonación de animales enteros (es decir, la reproducción de un individuo idéntico a otro a partir sólo de células de éste) puede efectuarse con células embrionarias en una fase muy temprana de su multiplicación o a partir de células maduras. Si las células embrionarias se separan en sus primeras divisiones pueden generar embriones idénticos. La clonación de la oveja Dolly se hizo, en cambio, a partir de células maduras. Para ello se extrajeron células mamarias de la oveja de la que Dolly es copia. Se hizo un cultivo celular con ellas.
Se extrajo el núcleo de las células cultivadas y se implantó en óvulos de otra oveja, a los que se les había extraído su material genético.
La parte clave, y más delicada, del proceso es la reversión del ADN donante, perteneciente a células ya diferenciadas, al estado en que se encuentra el ADN de un cigoto; se consiguió privando de nutrientes a las células.
La clonación podría facilitar la terapia génica de la línea germinal.
La secuenciación de los genomas (conocer la secuencia entera de genes) de un animal o de los seres humanos tiene una estrecha relación con la ingeniería genética.
La adjudicación de patentes sobre genes y proteínas -que después podrán utilizarse en productos transgénicos- a las empresas que los han descubierto crea múltiples problemas morales y jurídicos.
Desde hace milenios los seres humanos modifican la constitución genética de animales y plantas mediante cruces, pero a partir de 1970 se consigue ese objetivo manipulando directamente el código genético; sólo desde entonces es posible la creación de seres transgénicos, seres que lleven en su código genético genes de otras especies.
El origen de la ingeniería genética basada en la recombinación del ADN y de la industria biotécnica se remonta a un congreso celebrado en Hawai en 1972; allí empezó la colaboración de Stanley Cohen y Herbert Boyer, que llevaría enseguida a la creación de las técnicas de la recombinación génica.
Boyer comunicó en el congreso el descubrimiento hecho en su laboratorio de unas enzimas de restricción que creaban fragmentos de ADN con extremos que se podían adherir a otros (las enzimas de restricción fueron descubiertas por Werner Arber en los años sesenta).
Cohen, que investigaba la introducción de plásmidos con antibiótico en E.coli para crear cepas resistentes a los antibióticos, había logrado aislar y clonar genes específicos de plásmido.
Vieron que la unión de sus técnicas permitía cortar fragmentos específicos, no al azar, de ADN de los plásmidos y crear nuevos plásmidos uniendo segmentos, es decir, que podían usarse los plásmidos como vehículos para la clonación de fragmentos concretos de ADN.
El primer ratón transgénico es de 1980; lo produjo el equipo de J.W. Gordon; poco después el de Thomas E.Wagner logró que un gen de conejo funcionase en un ratón.
En 1982, un ratón transgénico expresa la hormona de crecimiento humano.
En 1987, los grupos de Lothar Hennighausen y John Clark activan genes extraños en glándulas mamarias, un paso fundamental para obtener medicamentos de animales transgénicos.
En 1989, se concede la primera patente de un animal transgénico: el oncorratón de la DuPont, creado por Philip Leder y Timothy A.
Stewart.
La clonación de una oveja (la oveja Dolly) a partir de células maduras se produjo en 1997.
La firma Eli-Lilly presentó la insulina humana recombinante en 1982, tras comprar los derechos a Genentech, la empresa biotécnica que Herbert Boyer creó en 1976 con el empresario Robert Swanson y que en 1985 sacaría al mercado la hormona del crecimiento humana.
A finales de los años noventa hay más de dos docenas de fármacos transgénicos a la venta.
El origen de las plantas transgénicas resistentes a plagas está en el descubrimiento, en 1981, del primer gen que determina una proteína insecticida por Schnepf y Whiteley, y en la creación por M.
D.
Chilton, en 1983, de una planta transgénica de tabaco utilizando como vector de la transferencia de genes Agrobacterium tumefaciens, a la que siguieron muchas otras creadas por el mismo procedimiento.
Sin embargo, buena parte de las de mayor interés agrícola no hospedan esa bacteria (el trigo, el maíz, el arroz).
John D.
Sanford creó, en 1987, el instrumento necesario para la manipulación genética de estos otros cultivos, un cañón que dispara unas píldoras de menos de una centésima de milímetro revestidas de ADN y que llegan hasta el interior de las células.
A principios de los años noventa se crean especies vegetales cultivables resistentes a plagas (el escarabajo de la patata, el gusano de la cápsula del algodón) gracias a la incorporación de genes de Bacillus thuringiensis (existen insecticidas basados en esta bacteria desde que el Sporeine francés salió en 1938).
El tomate «Flavr Savr» de Calgene fue el producto agrícola modificado genéticamente (para que pudiese almacenarse más tiempo) que antes llegó al mercado; en 1996 lo hacen algodones, patatas, maíces transgénicos.
La clonación de genes vegetales es más compleja que la de los genes de los animales.