Técnicas de Ingeniería Genética

Las técnicas de ingeniería genética son un conjunto de procedimientos para manipular el ADN de un organismo, con el fin de conseguir nuevas formas de vida con combinaciones de genes que son adecuadas a nuestras necesidades. Mediante la ingeniería genética se transfieren genes entre especies distintas. Hay muchas aplicaciones de estas técnicas, pero dos de las más importantes son la obtención de organismos genéticamente modificados (OGM) y la terapia génica.

Organismos Genéticamente Modificados (OGM)

También llamados transgénicos, son organismos (bacterias, hongos, animales y vegetales) que contienen un gen procedente de otro organismo (transgen). Los transgenes se introducen utilizando vectores de expresión, que son como vehículos de transporte. Suelen ser virus o plásmidos bacterianos (anillos de ADN) en los que se han insertado los genes de un organismo para poder insertarlos en otro. Cuando el transgen se expresa, fabrica en el organismo transgénico la misma proteína que en el organismo original.

Los organismos transgénicos hoy en día se patentan, ya que son artificiales, y se utilizan para fabricar proteínas útiles o para la obtención de variedades de plantas y animales con alguna nueva variedad. Actualmente hay mucha controversia sobre si puede causar algún daño alimentarse de transgénicos.

Microorganismos Genéticamente Modificados

Actualmente tienen multitud de aplicaciones, las principales son:

  1. Mejora del medio ambiente o Biorremediación: se emplean para limpiar el medio ambiente y eliminar contaminantes. Hay dos casos muy significativos: la eliminación del petróleo por parte de bacterias que lo metabolizan en las mareas negras (ejemplo: accidente del Prestige en Galicia) y la eliminación de metales pesados (Hg, Pb y Cd) en vertidos tóxicos a los suelos, especialmente procedentes de industrias químicas y minerales (ejemplo: accidente de la rotura de la balsa de residuos mineros de la empresa Bolidén en el Parque Nacional de Doñana).
  2. Producción de biocombustibles: a partir de levaduras (biodiésel o bioalcohol) o a partir de algas verdes microscópicas que producen un biocombustible que se puede mezclar con el diésel o la gasolina de los motores convencionales.
  3. Fabricación de productos industriales: los microorganismos OGM se utilizan como minifactorías vivientes para fabricar productos útiles que los microbios no producen naturalmente. Hay enzimas producidas por hongos y bacterias genéticamente modificados que mejoran el rendimiento de los detergentes en polvo.
  4. Fabricación de antibióticos: la tetraciclina y la penicilina que se consumen actualmente están fabricadas por bacterias y hongos genéticamente modificados.
  5. Fabricación de proteínas humanas: utilizadas en medicina, como la insulina que necesitan inyectarse los diabéticos para controlar el nivel de glucosa en la sangre. También se obtiene así la hormona del crecimiento y el factor antihemofílico.

Animales Transgénicos

Llevan en sus células algún gen procedente de otro organismo. El transgen se les ha inyectado generalmente por microinyección en un óvulo fecundado. Las utilidades más frecuentes son:

  1. Aumentar la resistencia a enfermedades y mejorar la producción animal: creando vacas que se desarrollen en menos tiempo, ovejas con más lana, cerdos con carne más magra (menos grasa) y salmones que crecen dos veces más rápido de lo normal.
  2. Diseñar animales “knockout”: en los que se sustituye un gen funcional por otro mutante para ver los efectos que tiene sobre el animal y así poder averiguar la función que desempeña el gen. Se utiliza para estos experimentos ratones porque sus genes actúan de manera muy parecida a la de los humanos.
  3. Fabricar órganos de animales para trasplantes: se intenta conseguir órganos útiles para trasplantes entre dos especies o xenotrasplantes. Por ejemplo, se cree que en el futuro se podrá conseguir hígado de cerdo que se pueda trasplantar a un humano.
  4. Crear granjas farmacéuticas: los animales transgénicos se pueden diseñar para producir una gran cantidad de fármacos o moléculas utilizadas en medicina, que de otra manera no se podrían fabricar fácilmente. Por ejemplo, se introduce un transgen que codifica para la producción de la insulina humana en el ADN de ovejas, vacas o cabras, que la secretan en su leche y, tras extraerla y purificarla, se utiliza como medicamento para los diabéticos.

Plantas Transgénicas

Se obtienen variedades nuevas muy útiles, como si se hubiesen producido cruzamientos que nunca en la naturaleza ocurrirían. Para introducir los nuevos genes en la planta se utilizan varios procedimientos:

  • El más utilizado es el plásmido Ti, que es un vector natural presente en la bacteria del suelo Agrobacterium tumefaciens.
  • Otro consiste en la microinyección de los genes directamente en las células, de manera que llega al núcleo celular y se incorpora a los cromosomas.

Las utilidades:

  1. Resistencia contra herbicidas o plagas: la soja, el algodón o el maíz modificados por un gen bacteriano pueden crecer mientras se mata a las malas hierbas con herbicidas. Muchas frutas y verduras son resistentes a plagas de insectos gracias a que llevan genes venenosos bacterianos que son tóxicos para los insectos, pero no para las personas.
  2. Resistencia a las heladas, sequías o el exceso de acidez y salinidad del suelo: hay plantas transgénicas de fresas a las que se les ha insertado un gen de un pez ártico para resistir a las heladas, produciendo una sustancia anticongelante. Hay plantas de trigo y arroz tolerantes a la sal.
  3. Retrasar la maduración: hay tomateras que son capaces de producir tomates que, al madurar, no se ablandan y duran más.
  4. Mejorar el valor nutritivo de las plantas utilizadas en agricultura: por ejemplo, el arroz amarillo es rico en provitamina A, que una vez en nuestro organismo se convierte en vitamina A. Este arroz más nutritivo sería muy útil en aquellas poblaciones que tienen en el arroz su principal fuente de sustento y sufren de desnutrición (India, Pakistán, etc.).
  5. Producir sustancias de interés farmacológico: muchas plantas transgénicas se utilizan para obtener proteínas humanas de uso médico y también proteínas virales para utilizarlas como vacunas.

Terapia Génica

La más investigada hoy en día es la usada en seres humanos para tratar, prevenir y curar enfermedades producidas por un solo gen defectuoso, introduciendo en el paciente un gen funcional o terapéutico. Se pretende así dos cosas:

  1. Reemplazar el gen defectuoso y reparar la anomalía génica.
  2. Proporcionar a esas células una nueva función que cubra las insuficiencias que tenían las células de ese tejido.

Hay dos tipos de terapia génica:

  1. Somática: se intenta corregir una enfermedad tratando algunas células del soma (cuerpo) de la persona enferma. La existencia de algunas células transgénicas puede hacer que desaparezcan los síntomas de una enfermedad. Se utiliza como vector de introducción a un virus.
  2. Germinal: se introducen células transgénicas en óvulos (células germinales) fecundados. Así, cualquier gen terapéutico formará parte del código genético de todas las células del cuerpo de ese embrión y futura persona. Actualmente se está haciendo en ratones de laboratorio, pero no se ha hecho en humanos. Problemas éticos y de eugenesia (mejora genética de la humanidad) se plantean en el caso de los humanos, además de los problemas técnicos, para poder desarrollar técnicas de curación de enfermedades genéticas.

Actualmente se está investigando en la utilización de células transgénicas como terapia en ciertos tipos de cáncer, diabetes, párkinson y alzhéimer.