Organismos genéticamente modificados

   Los organismos genéticamente modificados (OGM) son aquellos a los que, mediante técnicas de ingeniería genética, se les han alterado su ADN.
   Los  individuos  TRANSGÉNICOS  son  un  tipo  de  organismos  genéticamente  modificados. Se crean introduciendo  un  gen  de  un  ser  vivo  en  el  ADN  de  otro  individuo  de  una  especie totalmente distinta, por ejemplo se puede introducir en el ADN de una planta, un gen de una
bacteria que contenga capacidad para destruir insectos. De esta forma se consiguen individuos con características diferentes a los individuos naturales.

Tecnicas de la I. Genetica

La tecnología del ADN recombinante

Con la que es posible aislar y manipular un fragmento de ADN de un organismo para introducirlo en otro.

Si se quieren unir dos ADNs, cada uno de los cuales procede de una especie diferente podemos utilizar dichas enzimas como herramientas. Cada ADN se trata con una endonucleasa de restricción que origina en este caso un corte escalonado en las dos hebras dobles de ADN. Los extremos escalonados del ADN1 y el ADN2 son complementarios, con lo cual, una condición que tiene que tener los dos ADNs que se quiere unir es que tengan un pequeño fragmento igual en sus secuencias. Los dos DNAs así cortados se mezclan, se calientan y sé enfrían suavemente. Sus extremos cohesivos se aparearán dando lugar a un nuevo ADN recombinado, con uniones no covalentes. Las uniones covalentes se consiguen añadiendo ADN ligasa y una fuente energética para formar los enlaces.

Otra enzima clave para unir ADNs es la transferencia 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 G (nucleótico de guanina) en los extremos 3´ de las dos hebras de ADN dúplex y colas de poli C (nucleótico de citosina) en los extremos del otro ADN. Como estas colas son complementarias, permitirán que los dos ADNs se unan por complementariedad. Posteriormente, se forman los enlaces covalentes por el ADN ligasa.

El ADN vector es el vehículo de clonación, ya que transporta el inserto de ADN a una molécula hospedadora, donde puede ser replicado. Los vectores o transportadores más utilizados son los plásmidos y el ADN del fago lambda.

Plásmidos: Estos son pequeños ADNs de cadena doble y circular, que se encuentran en el citoplasma de la mayoría de las bacterias. Cada plásmido contiene varios genes que se replican, transcriben y traducen independientemente de los genes del cromóforo bacteriano, pero simultáneamente en el tiempo.

Se pueden unir genes extraños a los plásmidos con mucha facilidad, y después ser transportados como pasajeros al interior de las células de E. coli.

ADN del fago lambda. Es otro vector que puede ser utilizado para introducir genes en bacterias. Cuando el ADN recombinado del fago lambda, con su gen pasajero, se mezcla con la cubierta del virus lambda, se producen partículas fágicas infecciosas, si el tamaño del ADN recombinado no es muy distinto del ADN natural del virus lambda.

Los procesos de clonación y de aislamiento de estos fragmentos se inician con la construcción de una biblioteca de ADN o un banco de ADN. Éstas están formadas por todas las moléculas de plásmidos o fagos recombinantes originados al unir un ADN a un vector. Las bibliotecas deben cumplir la característica de poder introducirse en células donde cada recombinante pueda aplicarse in vivo.

La secuenciación del ADN

Técnica que permite saber el orden o secuencia de los nucleótidos que forman parte de un gen.

Abreviadamente, éste sería el método a seguir:

• Como la técnica se basa en la síntesis de ADN, para hacer la reacción de secuenciación se necesita:
• Como "molde" se utiliza una de las cadenas del fragmento de ADN que se va a secuenciar.
• Como "cebador" para iniciar la síntesis, se necesita un corto oligonucleótido complementario del extremo de la cadena.
• Desoxinucleótidos de las cuatro bases: dAMP, dTMP, dGMP, dCMP.
• Didesoxinucleótidos de una base en cada una de las cuatro reacciones de secuenciación.

Al añadir la ADN-polimerasa, comienza la polimerización en el cebador, pero cesa al incorporarse un didesoxinucleótido. Se produce un conjunto de cadenas dobles cuyas longitudes dependen de la situación del didesoxinucleótido incorporado. Deben prepararse cuatro reacciones de secuenciación, cada una con un didesoxi distinto. Los fragmentos resultantes se separan por tamaño mediante electroforesis, se autorradiografía, y la sucesión de bandas de cada una de las cuatro reacciones, comparándolas entre sí, dan la secuencia del ADN.

La reacción en cadena de la polimerasa (PCR)

Con la que se consigue aumentar el número de copias de un fragmento determinado de ADN, por lo tanto, con una mínima cantidad de muestra de ADN, se puede conseguir toda la que se necesite para un determinado estudio.

La técnica de la PCR consiste en:

1. En un tubito se mezcla el ADN molde, los dos cebadores (oligonucleótidos), los cuatro dNTPs y el ADN-polimerasa termorresistente.
2. Se calienta a 94 °C durante 5 min, con lo que se separan las cadenas del ADN molde a amplificar, generándose las correspondientes cadenas sencillas.
3. Se baja la temperatura en torno a los 60 °C, de modo que cada cebador se empareja con el extremo correspondiente de una de las cadenas del molde. Se dice que ahora tenemos los moldes cebados.
4. Se sube la temperatura hasta 72 °C (la óptima de funcionamiento de la polimerasa Taq), y se deja durante 5 min, tiempo durante el que se está produciendo la síntesis in vitro de las cadenas complementarias de cada hebra molde.
5. Se sube la temperatura a 94 °C durante 20 segundos, suficientes para separar la cadena recién sintetizada respecto del molde original.
6. Las cadenas sencillas generadas entran ahora en un nuevo ciclo (pasos 1 al 5), y así sucesivamente, de modo que tras 30-60 ciclos obtenemos una amplificación del ADN original de millones o miles de millones de veces.
7. Las aplicaciones de la ingeniería genética: Son numerosas las aplicaciones prácticas y comerciales de la estudios de la ingieneria, entre otras cosas, se emplea para organismos transgénicos.

http://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_gen%C3%A9tica

Ventajas y desventajas de los alimentos trangénicos

Ventajas:

   Aunque parezca obvio, debe decirse  que su ventaja fundamental es que tienen la propiedad (resistencia a insectos o a herbicidas, por ejemplo) que se buscaba con su obtención. Ahora bien, estas ventajas no resultan casi nunca evidentes para los consumidores, ya que las repercusiones económicas, como costos de producción menores, mayor facilidad de cultivo o necesidad de menores subvenciones agrarias no se han trasladado por el momento hacia ellos en forma de nuevos productos, precios menores, etc. Además, dado que los cultivos más importantes (maíz, soja) no se comercializan directamente, sino que son materias

primas para otras industrias o se utilizan en alimentación animal, es razonable pensar que este traslado de beneficios nunca se va a producir. Las ventajas medioambientales por menor uso de insecticidas son también relativamente pequeñas, y tampoco los consumidores las aprecian directamente.

 Consecuentemente, puesto que los consumidores no ven ventajas personales, no pueden hacer un balance riesgo/beneficio proporcionado, y no aceptan asumirlos para un beneficio (personal) aparentemente nulo. 

Desventajas: 

Los riesgos son más numerosos que los beneficios o al menos son la razón principal por la que los alimentos transgénicos suelen estar en boca de la sociedad. Existe, sobre todo, cierta preocupación en cuanto a la salud alimentaria, aunque también suponen riesgo para el medio ambiente o la economía.

Los alimentos transgénicos pueden llevar a la regeneración de nuevos agente que produzcan alergias o intolerancias alimentarias en personas susceptibles así como una posible resistencia a antibióticos útiles para la salud humana.

Por otra parte, desde el punto de vista biológico, la resistencia que se ha logrado de los alimentos transgénicos hace que se utilicen herbicidas mucho más potentes lo que conlleva a una mayor contaminación del suelo y la tierra. Además estos pueden filtrarse y llegar a las aguas subterráneas. La resistencia también se hace cada vez más palpable en insectos y malas hierbas que han evolucionado en relación al uso de transgénicos, lo que puede acarrear otro problema de biodiversidad.

En cuanto a problemas económicos, en la actualidad empresas como Monsanto – que posee más del 90% de las patentes de semillas transgénicas- trabajan en el desarrollo de semillas estériles, de manera que éstas solo se puedan plantar una vez. Esto desemboca en la economía de los agricultores, que antes que pensar que puede beneficiarlos económicamente, se están viendo obligados a pagar cada año una gran cantidad de dinero por plantar las semillas. Además una semilla de Monsanto está preparada para crecer únicamente con los productos que comercializa la misma multinacional, de manera que el agricultor tenga que invertir también en éstos para plantar sus semillas

http://www.aragon.es/estaticos/ImportFiles/12/docs/Areas/Seguridad_Agroalimentaria/Agencia_Aragonesa_Seguridad_Alimentaria/Dictamenes_informes/AASA/INFORME_RELATIVO_ORGANISMOS_GENETICAMENTE_MODIFICADOS.pdf

http://www.marketing4food.com/alimentos-transgenicos-una-realidad-que-conviene-tener-en-cuenta/

Efectos sobre el medio ambiente

Desde el punto de vista medioambiental, los vegetales transgénicos con genes de resistencia a insectos representan una ventaja desde el momento en que reducen la utilización de insecticidas químicos, menos específicos que el insecticida
biológico presente en el propio vegetal. También los genes de tolerancia a herbicidas pueden representar una ventaja al permitir una mejor gestión del uso de los herbicidas, aunque en este caso existe también el riesgo de que algunos agricultores lo utilicen de forma excesiva, al no afectar al cultivo. Las consideraciones económicas probablemente limiten estos casos de uso innecesario. 
En cuanto al riesgo de que el polen del maíz transgénico pueda afectar a insectos no diana, se han realizado una serie de estudios tanto de laboratorio como de campo. En el primero de ellos, realizado por Losey et al. (1999) utilizando una especie tan emblemática como la mariposa monarca, se encontró que la alimentación forzada en el laboratorio de sus larvas con polen de maíz transgénico reducía significativamente su crecimiento y viabilidad. Sin embargo, tal como los propios autores señalaban, esto no representaba las condiciones reales, aunque evidenciaba la necesidad de realizar nuevos estudios. 
Los experimentos realizados posteriormente en condiciones de campo, con la propia mariposa monarca (Stanley-Horn  et al., 2001), o con otros insectos, han demostrado que el efecto lesivo de la  protección biológica frente a insectos es
inexistente o mínimo sobre las poblaciones de insectos no diana, comparado con la misma planta convencional sin ningún tratamiento. También ha quedado claro que
el uso de insecticidas químicos es mucho más perjudicial para estas poblaciones de insectos que el de la protección transgénica. 
El riesgo de paso de los genes de  resistencia a plantas salvajes se ha planteado como una posibilidad de creación de "supermalezas". Este planteamiento olvida que esto solamente es posible por polinización entre especies muy próximas, que en los casos de soja y maíz no existen en Europa, y que, en cualquier caso, los parientes salvajes de las plantas cultivadas no han representado nunca un problema como "malas hierbas". Además, el paso del gen de resistencia a un herbicida a una planta silvestre solamente implicaría que, si fuera necesario controlarla, haría falta utilizar otro distinto, de los muchos existentes en el mercado. De hecho, han aparecido ya algunos casos de resistencia de plantas
silvestres a determinados herbicidas como consecuencia de su uso intensivo, independientemente de la transgénesis, simplemente por “selección natural”. 
Por supuesto, en otros transgénicos distintos de los utilizados actualmente pueden aparecer riesgos ecológicos reales, como en el caso de los peces gigantes o de crecimiento acelerado, que exigen un estudio detallado antes de su autorización.
Precisamente por eso la base del examen de la seguridad de los transgénicos es el estudio “caso por caso”. 

http://www.aragon.es/estaticos/ImportFiles/12/docs/Areas/Seguridad_Agroalimentaria/Agencia_Aragonesa_Seguridad_Alimentaria/Dictamenes_informes/AASA/INFORME_RELATIVO_ORGANISMOS_GENETICAMENTE_MODIFICADOS.pdf

Biotecnología genética

             En la década de 1970 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 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 ha empezado 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.

         La posibilidad de curar las enfermedades genéticas con un tratamiento específico justifica lo esfuerzos que se están realizando en este sentido.

Implicaciones éticas

           La ingeniería tiene aplicaciones en campos muy diversos; dos de los más importantes son la medicina y la creación de nuevas especies o mejora de las existentes. 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 riesgo 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. Lamentablemente está limitada por fuerzas políticas y por la presión de las empresas involucradas en el desarrollo y la comercialización de los productos biotecnologías.

        Es necesario la participación de cada ciudadano sobre la información para tener un criterio respecto al tema ya que esto no puede ser resuelto solo por expertos, quien tiene la decisión final es la sociedad en decidir qué se debe hacer.

http://www.youtube.com/watch?v=kl_gJgt7DCM
http://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_gen%C3%A9tica#Biotecnolog.C3.ADa_gen.C3.A9tica

Ingeniera en seres vivos

Ingeniería Genética en animales

La manipulación genética de los animales persigue múltiples objetivos: aumentar el rendimiento del ganado, producir animales con enfermedades humanas para la investigación, elaborar fármacos, etc.

Ingeniería Genética en plantas

Actualmente se han desarrollado plantas transgénicas de más de cuarenta especies. Mediante ingeniería genética se han conseguido plantas resistentes a enfermedades producidas por virus, bacterias o insectos. Estas plantas son capaces de producir antibióticos, toxinas y otras sustancias que atacan a los microorganismos. También se han conseguido otro tipo de mejoras, como la producción de distintas sustancias en los alimentos que aumentan su calidad nutricional, mejorar las cualidades organolépticas de un producto o que ciertas plantas sean más resistentes a determinados factores ambientales, como el frío.

Las técnicas de ingeniería genética también permiten el desarrollo de plantas que den frutos de maduración muy lenta. Así, es posible recoger tomates maduros de la tomatera y que lleguen al consumidor conservando intactos su sabor, olor, color y textura. La mejora de la calidad de las semillas es también un objetivo.

Las aplicaciones farmacéuticas son otro gran punto de interés. La biotecnología permite desarrollar plantas transgénicas que producen sustancias de interés farmacológico, como anticuerpos, ciertas proteínas y hormonas, como la hormona del crecimiento.

Ingeniería genética en bacterias

Son los seres vivos más utilizados en Ingeniería Genética. La más utilizada es la Escherichia coli. Se usa prácticamente en todos los procesos de I.G.

Ingeniería genética en levaduras y hongos

Son junto con las bacterias los sistemas más utilizados. El Saccharomyces cerevisiae fue el primer sistema eucariota secuenciado completamente. Otra levadura importante es P. pastoris, utilizada para conseguir proinsulina en cultivo discontinuo y quitinasa en cultivo continuo. En el campo de los hongos destaca por su labor médica el Penicillium.

http://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_gen%C3%A9tica#Experimento_de_Ingenier.C3.ADa_Gen.C3.A9tica

Aplicaciones de la Ingeniería Genética en medicina e industria farmacéutica

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 tejidos o fluidos corporales. En la actualidad, gracias a la tecnología del ADN 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 la cual se clona el gen de la insulina en humanos.

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 de 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 una cierta anomalía, se puede diagnosticar si este gen anómalo está presente en un determinado individuo.

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.