Modificacion Genetica y sus usos

La manipulación de los organismos vivos hace posible mejorar tanto las razas de animales domésticos como los cultivos en general. De una manera esquemática, y a modo de ejemplo, te contaremos en qué consiste esa manipulación y cuales son sus resultados en las plantas. Cabe destacar que toda manipulación genética debe estar bajo un estricto control y debe ser a favor de la vida.

Una plantación natural produce una determinada cantidad de frutos. Para lograr mayor producción, se necesita una mayor superficie cultivada y la incorporación de fertilizantes y herbicidad que no presenten inconvenientes ni para el medio ambiente, ni para los animales y seres humanos. Las plantas están expuestas a la acción de, por ejemplo, parásitos o enfermedades propias de los vegetales.

La operación de modificación genética se realiza en el núcleo de las células, donde se encuentran los genes de ADN, que contienen la información que determina las características de una planta.

Por medio de la biotecnología, es posible aislar una o más características contenidas en uno o varios genes de una planta resistente a heroicidad, insectos, enfermedades, etc. y transferir esas características a los genes de una planta no resistente. Se producen, entonces, una modificación genética.

Los nuevos ejemplares modificados genéticamente ofrecen numerosos beneficios: mayor rentabilidad a los agricultores al producir más frutos en menos superficie; frutos con más vitaminas, minerales y vacunas; tambien protegen los recursos naturales como la tierra, el agua y los bosques. Los cultivos biotecnológicos autorizados para su comercialización producen alimentos seguros para el consumo humano y animal.

De la manipulación o modificación genética se obtiene una nueva planta que puede llamarse híbrida. El nuevo ejemplar es más resistente a los heroicidad, a los insectos, a las enfermedades e, incluso, más apta para sobrevivir mejor a suelos secos o salinos.

Un organismo modificado genéticamente (abreviado OMG, OGM o GMO, este último del inglés Genetically Modified Organism) es aquel cuyo material genético es manipulado en laboratorios donde ha sido diseñado o alterado deliberadamente con el fin de otorgarle alguna característica específica. Comúnmente se los denomina transgénicos y son creados artificialmente en laboratorios por ingenieros genéticos.

Las técnicas de ingeniería genética que se usan consisten en aislar segmentos del ADN (material genético) para introducirlos en el genoma (material hereditario) de otro, ya sea utilizando como vector otro ser vivo capaz de inocular fragmentos de ADN (Agrobacterium tumefaciens, una bacteria), ya sea bombardeando las células con micropartículas recubiertas del ADN que se pretenda introducir, u otros métodos físicos como descargas eléctricas que permitan penetrar los fragmentos de ADN hasta el interior del núcleo, a través de las membranas celulares.

Al ser la manipulación en el material genético, este es hereditario, puede transferirse a la siguiente generación salvo que la modificación esterilice al organismo transgénico.

La modificación genética de organismos es objeto de una fuerte controversia:

• Por una parte, organizaciones ecologistas en todo el mundo como Greenpeace y WWF entre otras, advierten de los problemas encontrados en los OGM, que pueden descontrolarse a medida que estos organismos se expanden por acción de los vientos y las aves, contaminando cultivos naturales.
• Existe una fuerte oposición por las posibles consecuencias de la extensión de este tipo de cultivos, que ha llevado a algunos países a establecer moratorias o prohibirlos, y ha llevado en algunos casos a disturbios, como la quema de campos de OGM en algunas zonas de Europa.
• A menudo sus defensores apuntan que este tipo de tecnología puede servir para mitigar el hambre en el mundo, y para reducir la acción de una serie de enfermedades (por ejemplo, es posible preparar arroz que resulte más rico en ciertos nutrientes, previniendo la aparición de enfermedades carenciales, o vacas que den leche con vacunas o antibióticos).
• Por otra parte, las grandes multinacionales tienen una serie de patentes que pueden limitar los beneficios de esta tecnología a los intereses de sus accionistas.
• Estas tecnologías requieren una fuerte inversión, y al ser las empresas que los desarrollan las que financian la práctica totalidad de los estudios realizados,se crea un conflicto de intereses que puede dar lugar a desconfianza sobre los estudios.
• Algunas multinacionales de los transgénicos desinforman deliberadamente. En dos ocasiones la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos ha encontrado científicos falsificando deliberadamente los resultados de las pruebas realizadas en los laboratorios de investigación contratados por Monsanto para estudiar los efectos del glifosato El 20 de enero de 2007, la Justicia francesa declaró a Monsanto culpable de publicidad engañosa por presentar al Roundup como biodegradable y alegar que el suelo permanecía limpio después de su uso.

La primera medicina genético dirigida era ser humano sintético insulina, aprobado por Estados Unidos Administración del alimento y de la droga en 1982. Los científicos utilizaron las bacterias en las cuales insertaron los plasmids que contenían las direcciones para la insulina, ellos podían entonces utilizar las bacterias para producir y para cosechar la insulina artificial. Otro uso temprano de la ingeniería genética era crear la hormona humana del crecimiento como reemplazo para una droga que fue extraída previamente de ser humano cadavers. En 1987 el FDA aprobó el primer genético dirigido vacuna para los seres humanos, para hepatitis B. Puesto que éstos temprano las aplicaciones de la tecnología en medicina, el uso del GM se han ampliado gradualmente para proveer un número de otras drogas y vacunas. Uno de los usos más conocidos de la ingeniería genética es la creación de organismos genético modificados (GMOs) por ejemplo los alimentos y los vehículos que resisten el parásito y las bacterias infección y tienen frescura más larga que de otra manera.

Hay potencialmente trascendental biotechnological usos del GM, por ejemplo oral vacunas producido naturalmente en fruta, en el costo muy bajo para la mayor parte de el país.

Ingeniería genética e investigación

Aunque ha habido un enorme[1] la revolución en las ciencias biológicas en los últimos veinte años, allí sigue siendo mucho ese restos que se descubrirá. La terminación de ordenar de genoma humano, así como los genomas de lo más agrícola posible y científico los animales y las plantas importantes, han aumentado las posibilidades de investigación genética inmensurablemente. El acceso conveniente y barato a los datos genéticos comprensivos se ha convertido en una realidad con mil millones de ordenado nucleotides ya en línea y anotado.

• Pérdida de experimentos de la función, por ejemplo en a golpe de gracia del gene experimento, en el cual un organismo se dirige para carecer la actividad de unos o más genes. Esto permite que el experimentador analice los defectos causados por esto mutación, y puede ser considerablemente útil en desenterrar la función de un gene. Se utiliza especialmente con frecuencia adentro biología de desarrollo. Un experimento del golpe de gracia implica la creación y la manipulación de una construcción de la DNA in vitro, que, en un golpe de gracia simple, consiste en una copia del gene deseado por ejemplo el cual se ha alterado levemente para lisiar su función. La construcción entonces se toma cercacélulas de vástago embrionarias, donde la copia dirigida del gene substituye propio gene del organismo. Estas células de vástago se inyectan en blastocysts, que se implantan en madres sustitutas. Otro método, útil en organismos por ejemploDrosophila (fruitfly), es inducir mutaciones en una población grande y después defender a la progenie para la mutación deseada. Un proceso similar se puede utilizar en ambas plantas y prokaryotes.
• Aumento de los experimentos de la función, las contrapartes lógicas de golpes de gracia. Éstos se realizan a veces conjuntamente con experimentos del golpe de gracia a establecen más finalmente la función del gene deseado. El proceso es mucho el igual que que de la ingeniería del golpe de gracia, salvo que la construcción se diseña para aumentar la función del gene, generalmente proporcionando las copias adicionales del gene o induciendo la síntesis de la proteína más con frecuencia.

• Seguir experimentos, que intentan ganar la información sobre la localización y la interacción de la proteína deseada. Una forma para hacer esto es substituir el salvaje-tipo gene por un gene de la “fusión”, tal como el cual es una yuxtaposición del salvaje-tipo gene con un elemento de divulgación Proteína fluorescente verde (GFP) que permitirá la visualización fácil de los productos de la modificación genética. Mientras que esto es una técnica útil, la manipulación puede destruir la función del gene, creando efectos secundarios y llamando posiblemente en la pregunta los resultados del experimento. Técnicas más sofisticadas ahora están en el desarrollo que puede seguir productos de la proteína sin la atenuación de su función, tal como la adición de las secuencias pequeñas que servirán como adornos obligatorios a los anticuerpos monoclonal.
• Estudios de la expresión apunte descubrir adónde y cuando se producen las proteínas específicas. En estos experimentos la secuencia de la DNA antes de la DNA que cifra para una proteína, conocida como gene promotor se reintroduce en un organismo con la región de la codificación de la proteína substituida por un gene del reportero tal como GFP o una enzima que catalice la producción de un tinte. Así el tiempo y el lugar en donde se produce una proteína particular pueden ser observados. Los estudios de la expresión se pueden tomar una medida más lejos alterando al promotor para encontrar qué pedazos son cruciales para la expresión apropiada del gene y son limitados realmente por las proteínas del factor de la transcripción; este proceso se conoce como golpear del promotor.

Ingeniería genética humana

Vea también: Ingeniería genética humana

La ingeniería genética humana se puede utilizar para tratar enfermedad genética, pero hay una diferencia entre tratar la enfermedad en un individuo y en cambiar el genoma que consigue pasado abajo a los descendientes de esa persona (germen-línea ingeniería genética).

La ingeniería genética humana se está utilizando ya en una escala pequeña para permitir a mujeres estériles con defectos genéticos en su mitochondria para tener niños.^[2] Los huevos humanos sanos de una segunda madre se utilizan. El niño produjo esta manera tiene información genética a partir de dos madres y de un padre.^[2] Los cambios realizados son línea cambios del germen y serán pasados probablemente abajo de la generación a la generación, así son un cambio permanente al genoma humano.^[2]

La ingeniería genética humana tiene el potencial de cambiar el aspecto, la adaptabilidad, la inteligencia, el carácter y el comportamiento de los seres humanos. Puede potencialmente ser utilizado en crear cambios más dramáticos en seres humanos. Hay muchas ediciones y preocupaciones éticas sin resolver que rodean esta tecnología, y sigue siendo un asunto polémico.

Proceso

El aislamiento del gen

Elementos de la ingeniería genética

En primer lugar el gen que se introduce en el organismo modificado genéticamente debe ser elegida y aisladas. En la actualidad, la mayoría de los genes transferidos a las plantas proporcionan protección contra los insectos o la tolerancia a los herbicidas. ^[25] En los animales la mayoría de los genes utilizados son la hormona del crecimiento genes. ^[26] Una vez elegidos los genes deben ser aislados. Esto suele implicar multiplicar el gen mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR).Si el gen elegido o los donantes organismos genoma ha sido bien estudiado es muy probable que estén presentes en una biblioteca genética . Si la secuencia de ADN se conoce, pero no copias del gen están disponibles puede ser sintetizado artificialmente . Una vez aislado el gen se inserta en una bacteria plásmido .

Construye

El gen que se introduce en el organismo genéticamente modificado debe ser combinado con otros elementos genéticos con el fin de que funcione correctamente. El gen también se puede modificar en esta etapa para una mejor expresión o eficacia. Al igual que el gen se inserta la mayoría de las construcciones contienen un promotor y terminador región, así como un marcador de selección genética. Los iniciados en la región promotora de la transcripción del gen y se puede utilizar para controlar la ubicación y el nivel de expresión de los genes, mientras que la región del adaptador termina la transcripción. El marcador genético, que en la mayoría de los casos confiere resistencia a los antibióticos en el organismo se expresa en, es necesaria para determinar que las células se transforman con el nuevo gen. Las construcciones se realizan con ADN recombinante técnicas, tales como resúmenes de la restricción , la ligadura y la clonación molecular . ^[27]

Transformación

Artículo principal: Transformación (genética)

A. tumefaciens se una a las células de zanahoria

Alrededor de 1% de las bacterias son naturalmente capaces de asumir ADN extraño , pero también puede ser inducido en otras bacterias. ^[28] Haciendo hincapié en las bacterias, por ejemplo, con un golpe de calor o una descarga eléctrica, puede hacer que la membrana celular permeable al ADN que a continuación, pueden incorporar en su genoma o existir como ADN extracromosómico . El ADN es por lo general se inserta en las células animales usando microinyección , donde se puede inyectar a través de las células envoltura nuclear directamente en el núcleo o mediante el uso de vectores virales . En las plantas, el ADN es general, se insertan utilizando mediada por Agrobacterium recombinación o biolística . ^[29]

En mediada por Agrobacterium recombinación del plásmido construir también debe contener ADN-T . Agrobacterium ADN se inserta naturalmente de un tumor induce plásmido en los vegetales sensibles genoma infecta, causando la enfermedad de la vesícula corona. La región T-DNA de este plásmido es responsable de la inserción del ADN. Los genes que se deben introducir son clonados en un vector binario , que contiene ADN-T y se puede crecer tanto en E. Coli y Agrobacterium. Una vez que el vector binario se ha construido el plásmido se transforma en Agrobacterium que no contengan plásmidos y células de las plantas están infectadas. El Agrobacterium entonces, naturalmente, se inserta el material genético en las células vegetales. ^[30]

En biolística partículas de oro o tungsteno se recubren con el ADN y después le dispararon en las células vegetales jóvenes o embriones de plantas. Parte del material genético entre en las células y las transforman. Este método puede ser utilizado en plantas que no son susceptibles a la infección por Agrobacterium, y permite también la transformación de plastidios de plantas. Otro método de transformación de células vegetales y animales es la electroporación . La electroporación consiste en someter la célula vegetal o animal a un choque eléctrico, que puede hacer la membrana celular permeable al ADN del plásmido. En algunos casos las células electroporated incorporará el ADN en su genoma. Debido al daño causado a las células y el ADN de la eficiencia de la transformación biolística y electroporación es inferior a la transformación mediada por agrobacterial y la microinyección.

Selección

No todas las células de los organismos se transformará con el nuevo material genético, en la mayoría de los casos, un marcador de selección se utiliza para diferenciar las células transformadas a partir de células no transformadas. Si una célula se ha transformado con éxito con el ADN sino que también contienen el gen marcador. Al crecer las células en presencia de un antibiótico o químico que selecciona o marcas de las células que expresan el gen es posible separar los eventos transgénicos de los no-transgénicos. Otro método de detección consiste en utilizar una sonda de ADN que sólo se adherirá a la gen insertado. Varias estrategias se han desarrollado que se puede quitar el marcador de selección de la planta transgénica maduro. ^[32]

Regeneración

Como a menudo sólo una única célula se transforma con el material genético deberá ser el organismo vuelto a crecer a partir de esa única célula. Como las bacterias constan de una sola célula y reproducirse por clonación de regeneración no es necesario.En las plantas esto se logra mediante el uso de cultivo de tejidos . Cada especie de planta tiene unas necesidades diferentes para la regeneración con éxito mediante cultivo de tejidos. Si tiene éxito una planta adulta se produce que contiene el transgén en todas las células. En los animales es necesario para asegurar que el ADN insertado estén presentes en la células madre embrionarias . Cuando los hijos se produce pueden ser estudiadas para detectar la presencia del gen. Todos los descendientes de la primera generación se heterocigotos para el gen insertado y deben ser acoplado en conjunto para producir un homocigoto animal.

Confirmación

Otras pruebas usando PCR , manchas blancas / negras del sur y bioensayos son necesarios para confirmar que el gen se expresa y funciona correctamente. La descendencia organismos también se prueban para asegurar que el rasgo se puede heredar y que sigue una herencia mendelianapatrón.

Actividad

La genetica moderna ya va teniendo mucho enfasis en la modificacion de la informacion genetica basandose en la practica eso es muy bueno, que si tenemos una manipulacion de este material, tendremos los resultados que necesitamo y que queremos en un menor tiempo posible, ya que no habria que esperar que se realicen los procesos naturales que normalmente se producen.