INGENIERÍA GENÉTICA

La ingeniería genética es la tecnología del control y transferencia de ADN de un organismo a otro, lo que posibilita la creación de nuevas especies, la corrección de defectos genéticos y la fabricación de numerosos compuestos. Algo parecido a un "cortar y pegar" de los procesadores de texto.

Las aplicaciones de la ingeniería genética son múltiples:

. Fabricación de proteínas de interés, como la insulina, o antibióticos, o vacunas transgénicas.

. Diagnóstico de enfermedades hereditarias, y su solución mediante la terapia génica por la introducción de un gen extraño a unas células que tienen ese gen inutilizado, por lo que el organismo está enfermo; también se pueden inutilizar los genes que están activos pero que son perjudiciales, o incluso activar los genes que matan  a las células.

. Diseño y obtención de organismos transgénicos: plantas (con resistencia a pesticidas, sequías, o plagas, o mejora de cosechas, como la soja, el tomate y el maíz), y animales (salmón).

. Obtención de bacterias que producen combustibles, limpian derrames de petróleo, obtienen minerales....

 ¿Qué es?

La manipulación genética de organismos con un propósito predeterminado.

¿En qué consiste?
La técnica se realiza en varios pasos:

1. Elección de un fragmento de ADN

Se elige un fragmento de ADN (que por ejemplo codifica para una proteína que queremos estudiar); como el  ADN está en el núcleo de la célula, hay que extraerlo rompiendo la célula, separando el núcleo, y aislando el ADN total.
A partir de él, se localiza el fragmento de ADN que buscamos, cortando el cromosoma en trozos grandes mediante unas proteínas llamadas enzimas de restricción.

2. Aumento de la cantidad de ADN 
Estos miles de trozos de cromosomas hay que amplificarlos y aumentar mucho su número, para conseguir una cantidad suficiente. 
Existen varias formas de hacerlo:

- Una de ellas es usando vectores, que son vehículos de transferencia de ADN. 

Se aprovecha que las bacterias tienen unas secuencias de ADN llamadas plásmidos, en las que es muy sencillo introducir ADN extraño; cuando se ha metido ese ADN extraño en el plásmido, sólo hay que poner las bacterias en un cultivo para que se reproduzcan, y más tarde extraer los plásmidos multiplicados.

- Otra forma de hacerlo, sin necesidad de utilizar vectores, es mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que in vitro utiliza una proteína bacteriana que duplica el ADN, y mediante muchos ciclos, obtiene en poco tiempo una enorme cantidad de ADN a partir de una pequeña muestra.

3. Localización del ADN
Ahora se han de separar todos los fragmentos de ADN obtenidos; los hacemos pasar a través de un filtro muy sofisticado, hasta encontrar el fragmento que buscamos.

4. Modificación del ADN
En el  ADN introducimos la modificación diseñada, usando el “cortar y pegar” de las enzimas de restricción, consiguiendo un ADN recombinante.
Se introduce en las células huesped, que a partir de ahora serán células transgénicas, pues su núcleo contendrá su propio ADN y un trozo extraño.

5. Producción de la proteína
No todas las células incorporarán el ADN recombinante: muchas morirán en el agresivo proceso que las induce a aceptarlo, otras no lo aceptarán.
Las que lo han incorporado empezarán a producir la proteína  recombinante.

En este proceso son muy importantes las enzimas de restricción, producidas por varias bacterias. 
Estas enzimas tienen la capacidad de reconocer una secuencia determinada de nucleótidos y extraerla del resto de la cadena. Esta secuencia, puede volver a colocarse con la ayuda de otra clase de enzimas, las ligasas. Análogamente, la enzima de restricción se convierte en una "tijera de ADN", y la ligasa en el "pegamento". Por lo tanto, es posible quitar un gen de la cadena principal y en su lugar colocar otro.

En el proceso de manipulación también son importantes los vectores: partes de ADN que se pueden autorreplicar con independencia del ADN de la célula huésped donde crecen. 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.

      

¿Desde cuando se utiliza?
En 1879 se identifican dentro del núcleo celular a los cromosomas. 
1884. Mendel identifica los factores hereditarios de los organismos.
1909. El factor hereditario se bautiza como Gen
1944. Se identifica el ADN como una sustancia que pasa de un organismo a sus hijos.
1953.Rosalin Franklin realiza una foto del ADN
1953. Watson y Crick describen la estructura del ADN
1962. Se descubre el código genético (Severo Ochoa). Bases nitrogenadas de ADN: A,C,G,T
1968. Se descubre que las bacterias son capaces de reconocer secuencias de ADN y romperlo
1973. Primera bacteria manipulada genéticamente
1978. Primera “niña probeta”
1983. Primeros vegetales modificados genéticamente
1985. Se identifica la huella genética (pruebas de paternidad).
1988. Primer organismo producido por ingeniería genética
1989. Permiso para practicar terapia génica en humanos
1990. Terapia génica para curar a un “niño burbuja”.
1997. Nace “Dolly”
2000. Se descifran todos los genes del ser humano: Proyecto Genoma Humano
2002. Primera transformación de células madre
2012. Cabras que producen tela de araña
2013. Nace en España el primer varón libre del “síndrome del niño burbuja”
2013. La terapia génica cura la leucemia a dos niñas.



¿Para qué se utiliza?
Se usa para: 
Creación de alimentos con mejores características: OMG
Usos médicos a través de terapias génicas. 
Identificación de cualquier ser humano.
Reproducción asistida. 
Clonación de  seres vivos.

A partir de aquí, la Ciencia puede crear nuevas especies a partir de organismos ya existentes.

Se han creado ya bacterias que se alimentan de petróleo, plantas que producen pesticidas, alimentos que duplican su tamaño...

Una de las primeras aplicaciones de la ingeniería genética tuvo lugar en el campo de la salud: se introdujeron genes humanos en la bacteria E.coli, para obtener sustancias medicamentosas. La hormona del crecimiento que se utilizaba anteriormente, provenía de cadáveres, actualmente se obtiene mediante técnicas de manipulación genética de bacterias. Otras hormonas y medicamentos se obtienen también mediante esta técnica, como la insulina, el interferón, vacunas...

Actualmente, se persigue conseguir crear "vida artificial" dentro de un laboratorio, crear ADN sintético.

Pero...¿qué pasaría si la bacteria que se ha creado para eliminar vertidos contaminantes de petróleo, se escapara y se alimentara de todos los productos elaborados a partir del petróleo, o se instalara a vivir en una refinería?

¿Qué pasaría si las plantas-insecticidas polinizan a otras especies?

¿Y si las especies manipuladas escapan al medio ambiente y se relacionan con las demás especies?