Revolución De La Ingeniería Genetica

Nova Acta Científica Compostelana (Bioloxía), 20: 13-21 (2013) - ISSN 1130-9717

La Revolución de la Ingeniería Genética

Jaime Gómez-Márquez

Departamento de Bioquímica y Biología Molecular,

Facultad de Biología-CIBUS, Campus Sur

Universidad de Santiago de Compostela

jaime.gomez.marquez@usc.es

(Recibido:11/10/2013; Aceptado: 15/10/2013)

Resumen

La Ingeniería Genética o Tecnología del DNA Recombinante es un conjunto de técnicas y metodologías que nos permiten manipular el DNA e introducirlo en células y organismos pluricelulares. El empleo de esta tecnología ha revolucionado la Biología, la Biomedicina y la Biotecnología. Su impacto no sólo ha afectado al desarrollo de prácticamente todo lo “bio” sino también se ha convertido en una herramienta fundamental en otros ámbitos de las Ciencias, la industria y la Justicia. Aunque la Ingeniería Genética ha sido y es muy beneficiosa para el progreso del conocimiento y para nuestro bienestar, sus aplicaciones no están exentas de riesgos. En este sentido, los investigadores deberían autorregular sus investigaciones y los parlamentos legislar para evitar y perseguir usos indebidos de esta tecnología. Con la Ingeniería Genética ya podemos fabricar nuevos seres, crear nuevas especies, pero no deberíamos jugar a ser dioses, es muy peligroso.

INTRODUCCIÓN

El 11 de Septiembre del año 2001 tuvo lugar el gravísimo atentado contra las Torres Gemelas de New York donde murieron miles de personas. El Instituto Nacional de Justicia de los EE.UU. impulsó la creación de un panel de expertos para diseñar el procedimiento de identificación de las víctimas de esa masacre. Y en ese procedimiento lo fundamental para identificar a las víctimas era analizar su DNI biológico y el de sus familiares. Ese DNI es nuestro genoma que está compuesto por la macromolécula más famosa: el ADN o DNA en nomenclatura internacional.

En el sótano del museo egipcio de El Cairo, hay una momia que los expertos atribuyen a la reina de Egipto, conocida con el nombre de Hatshepsut, que vivió en el siglo XV a.c. Para intentar verificar si esa momia se corresponde con la faraona, los científicos extrajeron su DNA para poder compararlo con el de otros miembros de su familia. Este DNA, a diferencia del de las víctimas del 11S, es un DNA antiguo, con miles de años de antigüedad, y aunque esté parcialmente deteriorado puede estar lo suficientemente conservado como para poder emplearlo en la identificación de los restos arqueológicos.

Cuando vamos al supermercado y llenamos el carrito de la compra, es probable que entre lo que hemos comprado haya productos envasados que contengan componentes obtenidos a partir de Organismos Modificados Genéticamente (OMG). Son los alimentos transgénicos objeto de gran polémica por sus implicaciones ecológicas, económicas y su peligro potencial para la salud.

El 11-S, Hatshepsut y los alimentos transgénicos son tres ejemplos que ilustran cómo la Ingeniería Genética ya está introducida en la sociedad y en la Historia. Todos los días, tanto en los medios de comunicación como en las revistas de divulgación y especializadas, aparecen noticias relacionadas, directa o indirectamente, con la Ingeniería Genética. Es tan grande y trascendental su impacto que organizaciones ecológicas como Greenpeace o instituciones religiosas se pronuncian sobre determinadas aplicaciones de esta tecnología. Sus avances son tema de debate y controversia en los parlamentos, en las universidades, en la televisión o

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en la calle. Alimentos transgénicos, terapia génica,

industrias biotecnológicas, hormonas producidas

por bacterias, estudios evolutivos y de la biodiversidad,

sistemas de diagnóstico, identificación

de criminales, análisis de paternidad, vacunas recombinantes,

son ejemplos de cómo la Ingeniería

Genética está introducida en nuestra vida diaria.

Y todo ello gracias a que podemos aislar y

manipular el DNA procedente de cualquier organismo,

incluso el DNA de algunos con miles

de años de antigüedad como puede ser el de las

momias, los mamuts u otros organismos que se

hayan conservado en ambientes muy fríos o muy

secos. Y no solo podemos trabajar con la molécula

de DNA, también podemos manipular el RNA

mensajero convirtiéndolo en DNA mediante la

reversotranscriptasa.

¿QUÉ ES LA INGENIERÍA GENÉTICA?

Desde que somos conscientes de su existencia,

hemos querido entender cómo es el material genético,

el genoma, cuál es su naturaleza química, dónde

está localizado, cómo expresa su información para

el funcionamiento de las células, como se transmite

a la descendencia, y cómo cambia haciendo posible

la evolución de las especies. Las investigaciones

en muchas áreas de la Biología nos han permitido

responder a muchas de esas preguntas, y avanzar

en nuestro conocimiento del material genético.

Sin embargo, hasta el nacimiento de la Ingeniería

Genética no pudimos empezar a conocer los genomas

en su totalidad ni a manipular el material

genético de forma precisa.

Podemos definir a la Ingeniería Genética

como el conjunto de técnicas y metodologías que

nos permiten aislar y manipular el DNA para introducirlo

en células u organismos pluricelulares.

Mediante esta tecnología podemos modificar el

contenido genético de células y organismos y crear

nuevos seres vivos, nuevas especies, no fruto de la

evolución —de la selección natural o el azar— sino

de la intervención del ser humano.

La Ingeniería Genética también se llama tecnología

del DNA recombinante e implica dos pasos

fundamentales: la creación de moléculas de DNA

recombinante (rDNA) y su propagación o multiplicación

a través de la clonación o de la técnica de la

PCR. En este contexto, una molécula de rDNA es

cualquier molécula de DNA creada artificialmente

uniendo dos moléculas de DNA que no se encuentran

juntas en la naturaleza. Por ejemplo, cuando

combinamos un fragmento de DNA humano con

otro procedente de una bacteria, estamos creando

una nueva molécula de DNA resultado de recombinar

(en el sentido de mezclar) dos moléculas de

DNA de diferente procedencia. Una vez creada la

molécula de rDNA, para multiplicarla y obtener

millones de copias idénticas, necesarias para poder

manipularla, éste nuevo DNA se introduce en un

hospedador determinado (usualmente una bacteria

o levadura) y la maquinaria celular se encarga

de fabricar las copias del rDNA. Este proceso in

vivo de transformar una célula con el rDNA para

propagarlo y almacenarlo es lo que se denomina

clonación de DNA. Otra forma de obtener millones

de copias del rDNA in vitro es empleando la

técnica de la PCR (Polymerase Chain Reaction)

que consiste en replicar el DNA en el tubo de ensayo,

sin necesidad de la participación de células.

La PCR permite, teóricamente, obtener millones

de copias de un fragmento de DNA a partir de

una única copia en un tiempo muy breve. Es una

técnica muy poderosa, sobre todo para estudiar el

DNA antiguo y para las investigaciones forenses/

policiales, pero su principal peligro, derivado de

su altísima sensibilidad, es la contaminación de la

muestra que puede dar falsos positivos. Mediante

la PCR podemos analizar el DNA de un pelo, una

gotita de sangre, restos de semen o la saliva que

hay en un sello.

En el caso de la clonación, para propagar en

una bacteria o una levadura un fragmento de DNA

es necesario unir ese fragmento a otro DNA con

capacidad de replicarse en la célula huésped. A ese

DNA con capacidad de replicación autónoma se le

llama vector de clonación y suele ser una molécula

tipo plásmido. Los plásmidos son moléculas de

DNA circulares, de doble cadena, que se encuentran

de forma natural en bacterias y levaduras

donde se replican autónomamente empleando la

maquinaria celular de replicación presente en esos

organismos unicelulares. Los plásmidos que se

emplean en la investigación no son los plásmidos

que se encuentran en la naturaleza, sino derivados

de ellos con muchas modificaciones introducidas

en el laboratorio. La bacteria más empleada en

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Ingeniería Genética como célula hospedadora

es la conocida Escherichia coli y la levadura es

Saccharomyces cerevisiae. También los productos

obtenidos en la PCR pueden también ser clonados

en un vector y propagados en bacterias.

BREVE HISTORIA Y FUENTES DE LA INGENIERÍA

GENÉTICA

La Ingeniería Genética tiene sus antecedentes

en los grandes avances en la Biología que se produjeron

en la segunda mitad del siglo XX. A veces no

es fácil establecer en qué momento tiene su origen

tal rama de la Ciencia o la Tecnología porque, a

menudo, todo avance proviene de otro anterior

y así sucesivamente. En este caso, hay bastante

consenso en que

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