Ingenieria Genetica

La ingeniería genética es una parte de la biotecnología que se basa en la manipulación genética de organismos con un propósito predeterminado, aprovechable por el hombre: se trata de aislar el gen que produce la sustancia e introducirlo en otro ser vivo que sea más sencillo de manipular. Lo que se consigue es modificar las características hereditarias de un organismo de una forma dirigida por el hombre, alterando su material genético.

El proceso puede utilizarse ya en bacterias y en células eucariotas vegetales o animales. Una vez adicionada o modificada la carga cromosómica, el organismo en cuestión sintetiza la proteína deseada y el aumento del rendimiento de la producción puede obtenerse mediante el aumento en la población portadora.

Las bases de la ingeniería genética han consistido en resolver el problema de la localización e inserción de genes y la multiplicación redituable de las factorías logradas.

Las técnicas utilizadas por la ingeniería genética son varias, y cada una atiende un aspecto de la tarea de preparación y solución de los problemas específicos de esta tecnología, sin embargo muchas de ellas ha tenido éxito en otros campos tecnocientíficos.

La gel-electroforesis

El problema de encontrar, separar y analizar los fragmentos de ADN correspondiente a un gen específico se logró resolver sobre la base de los estudios de Linus Pauling que demostraron que las moléculas migran a distintas velocidades hacia los polos magnéticos.

ADN recombinante

Esta técnica permite aislar un gen de un organismo, para su posterior manipulación e inserción en otro diferente. De esta manera podemos hacer que un organismo animal, vegetal, bacteria, hongo, o un virus, produzcan una proteína que le sea totalmente extraña.

Se emplea normalmente para la producción de proteínas en gran escala, ya que podemos hacer que una bacteria produzca una proteína humana y lograr una superproducción.

Vectores

Estos vectores permiten obtener múltiples copias de un trozo específico de ADN, lo que proporciona una gran cantidad de material fiable con el que trabajar. El proceso de transformación de una porción de ADN en un vector se denomina clonación.

Técnica de la PCR

También existen métodos para amplificar una determinada secuencia o fragmento de ADN. La más conocida es la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa PCR. Así se consigue multiplicar un determinado fragmento de ADN millones de veces para poder tener una cantidad suficiente para estudiarlo. Sin esta técnica serían imposibles los estudios de ADN para el reconocimiento de la paternidad o en caso de delito.

Biochips

Estos biochips son dispositivos miniaturizados en los que se pueden depositar decenas de miles de sondas de material genético conocido en posiciones predeterminadas, constituyendo una matriz. En los estudios, se ponen en contacto los biochips con material genético marcado, obtenido de una muestra de un paciente o experimento. En ese momento, generan un patrón de señales particular cuya lectura se realiza con un escáner y posteriormente se interpretan con un ordenador.

APLICACIONES DE LA INGENIERÍA GENÉTICA

La aplicación de las técnicas utilizadas por la Ingeniería Genética ha permitido elevar la calidad de vida del ser humano.

Obtención de proteínas de interés médico y económico

 antibióticos

 enzimas hormonas: insulina, hormona del crecimiento, eritropoyetina



Mejora genética de vegetales y animales para obtener una mayor producción y mejor calidad nutricional

 Con el mejoramiento genético de los vegetales, se espera conseguir:

 Mayor adaptación a diversos ambientes.

 Mejores características agronómicas (resistencia, desgrane, buena cobertura, etc.).

 Resistencia a plagas y enfermedades.

 Resistencia a la sequía, temperaturas bajas o altas, etc.

 Para incrementar la calidad de los productos se persigue:

 Alto valor nutritivo (proteínas y vitaminas).

 Mayor coloración, sabor y/o tamaño de los frutos.

 Resistencia al transporte y almacenamiento.

 Reducción de la cantidad de ciertas sustancias indeseables en los productos, etc.

Obtención de plantas clónicas para cultivos

La clonación de vegetales en un proceso técnicamente sencillo debido a que los vegetales tienen la capacidad de generar (en condiciones muy especiales) todo un organismo completo a partir de pocas células completamente diferenciadas. Los pasos a seguir para la obtención de plantas clónicas son:

 Se aíslan una o diversas células de cualquier parte de la planta (especialmente las hojas).

 Se cultivan en el laboratorio las células hasta que se desarrolla una planta adulta.

Obtención de "bioinsecticidas", animales y plantas capaces de destruir a otros seres vivos que se alimentan de los cultivos.

Obtención de animales y vegetales transgénicos

 Animales

- obtención de órganos animales (cerdos) con genes humanos para no ser rechazados en trasplantes.

- animales con carnes y huevos con menos colesterol y grasas

- pollos sin plumas

 Vegetales

- resistentes a insectos: maíz y algodón con un gen que produce una toxina para orugas y escarabajos

- resistentes a herbicidas: soja, algodón, maíz, resisten a altas concentraciones de herbicidas que se echan en los campos para erradicar malas hierbas resistentes a condiciones ambientales: frío, sequía, alta salinidad, etc.

Biodegradación de residuos

Clonación de genes bacterianos productores de enzimas que degradan sustancias tóxicas o contaminantes (tratamiento de aguas residuales, transformación de desechos domésticos, degradación de residuos peligrosos y fabricación de compuestos biodegradables...), regeneran suelos y aguas contaminadas, etc..

Secuenciación de ADN

Secuenciar ADNs es analizar la composición de un fragmento de ADN para saber qué genes tiene y qué producen esos genes; esto es lo que se está haciendo en el Proyecto Genoma Humano.

Terapias génicas

Consisten en manipular genéticamente células enfermas para que ellas mismas puedan producir las proteínas cuya falta o mal funcionamiento provoca la enfermedad: con la ayuda de un vector adecuado se introduce el gen correcto y se integra en el ADN de la célula enferma

Las enfermedades hereditarias provocadas por la carencia de una enzima o proteína son las más idóneas para estos tratamientos. Pero también aquellas en las que no importa demasiado el control preciso y riguroso de los niveles de la proteína cuya producción se pretende inducir mediante manipulación genética. Se trata normalmente de enfermedades monogénicas, originadas por la alteración de un único gen recesivo anómalo y en las que basta la mera presencia del producto génico para corregir el defecto.

Una de las principales vías de investigación actuales es la de marcar genéticamente a las células tumorales de un cáncer para que el organismo las reconozca como extrañas y pueda luchar contra ellas.

 Cáncer: melanoma, riñón, ovario, colon, leucemia, pulmón, hígado, próstata...

 Fibrosis quística

 Hipercolesterolemia

 Hemofilia

 Artritis reumática

 Diabetes

 SIDA

GENOMA HUMANO

Es el conjunto de genes que especifican todos los caracteres que pueden ser expresados en un organismo.

Un genoma es todo el material genético de un ser vivo. Es el juego completo de instrucciones hereditarias para la construcción y mantenimiento de un organismo, y pasar la vida a la siguiente generación.

En la mayoría de los seres vivos, el genoma está hecho por un químico llamado ADN. El genoma contiene genes, empacados en cromosomas y afectan características específicas del organismo.

GENOMA HUMANO MEXICANO

El proyecto de Diversidad Genómica de la Población Mexicana inició en junio de 2005 con el objetivo principal de determinar variaciones genéticas comunes en la población mestiza y comparar regiones diferentes de México, al igual que la comparación de esta variabilidad con los resultados del HapMap.

Los resultados de esta primera fase se hicieron entrega el 11 de mayo de 2009, a través de la publicación del artículo científico “Analysis of genomic diversity in Mexican Mestizo populations to develop genomic medicine in Mexico”, también conocido como el “Mapa del Genoma de Poblaciones Mexicanas”, que aparece en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

El INMEGEN se propuso crear un sistema para comprender mejor la arquitectura genética surgida del mestizaje de hace 500 años entre Mesoamericanos y españoles.

Para lograrlo, los científicos mexicanos analizaron el ADN de mexicanos de seis estados del País (Guanajuato, Guerrero, Sonora, Veracruz, Yucatán y Zacatecas) y de 30 indígenas Zapotecas de Oaxaca, con el objeto de comparar las variaciones genéticas de la población mestiza e indígena del país y equipararlas a su vez con otras del planeta.

En el HapMap del Genoma Mexicano se ha realizado un mapa mucho más extenso y preciso que el realizado por el HapMap Internacional, ya que se analizaron tres veces más de muestras tomadas en una región más pequeña

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