Amplificación del ADN

La PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa) es una reacción en cadena que origina millones de copias de un segmento específico de ADN mediante la repetición de múltiples ciclos de replicación del ADN in vitro. Esta técnica requiere:

  • Cebadores: Son secuencias cortas de ADN complementarias a las secuencias de ADN que flanquean el gen que se va a copiar.
  • ADN polimerasa resistente al calor: Como la Taq polimerasa, que sintetiza las nuevas cadenas de ADN.

La PCR es una herramienta utilizada rutinariamente para amplificar segmentos de ADN a partir de una extensa diversidad de fuentes con el fin de diagnóstico prenatal de enfermedades genéticas, entre otras aplicaciones.

Secuenciación del ADN

La determinación de la secuencia de nucleótidos es una parte fundamental de la información sobre cualquier fragmento de ADN. Los primeros métodos utilizados para secuenciar ADN eran complicados y lentos de realizar. Actualmente, se han desarrollado técnicas automatizadas e informatizadas que aceleran este proceso.

Técnicas de Ingeniería Genética

Mediante la ingeniería genética se pueden transferir genes entre especies distintas, es decir, de un organismo a cualquier otro.

Organismos Genéticamente Modificados (OGM)

También conocidos como transgénicos, son organismos que contienen un gen procedente de otro organismo o transgén. Para introducir estos genes se utilizan vectores de expresión.

Microorganismos Genéticamente Modificados

  • Mejora del medio ambiente: La utilización de microorganismos para eliminar la contaminación ambiental se llama biorremediación. Una de sus aplicaciones es la eliminación de las mareas negras mediante la utilización de bacterias capaces de digerir los hidrocarburos del petróleo transformándolos en sustancias menos o nada contaminantes. Se han creado bacterias capaces de vivir en presencia de metales pesados y eliminarlos de los ecosistemas mediante diversas reacciones químicas.
  • Producción de biocombustible: Se están desarrollando microorganismos modificados genéticamente para la producción de biocombustibles a partir de diferentes fuentes de biomasa.
  • Productos industriales, farmacéuticos y médicos: Las enzimas son proteínas que se usan para catalizar reacciones químicas específicas. Las bacterias y las levaduras modificadas genéticamente se usan para producir, en cantidades ilimitadas, proteínas humanas utilizadas en medicina (como la insulina).

Animales Transgénicos

Son animales que llevan en sus células algún gen procedente de otro organismo. Las aplicaciones incluyen:

  • Aumentar la resistencia a enfermedades y mejorar la producción animal.
  • Diseñar animales knockout, en los que se inactiva un gen específico para estudiar su función.
  • Fabricar órganos de animales para trasplantes.
  • Crear “granjas farmacéuticas”, animales que producen proteínas de interés médico en su leche, huevos, etc.

Plantas Transgénicas

La ingeniería genética en vegetales tiene como objetivo transferir genes a las plantas a partir de muchos tipos de organismos distintos, simulando cruzamientos que jamás se realizarían en la naturaleza, obteniendo nuevas y útiles variedades vegetales. Algunos de los fines de esta tecnología son:

  • Resistencia contra herbicidas o plagas.
  • Resistencia a las heladas, las sequías o al exceso de acidez y salinidad del suelo.
  • Retrasar la maduración de los frutos.
  • Mejorar el valor nutritivo de las plantas empleadas en agricultura.
  • Producir sustancias de interés farmacológico.

Terapia Génica

Tiene como objetivo tratar, curar y prevenir enfermedades producidas por un solo gen defectuoso introduciendo en el paciente un gen terapéutico o funcional. Existen dos tipos principales:

  • Terapia génica somática: Se intenta corregir una enfermedad tratando algunas células del cuerpo de la persona enferma, de modo que la existencia pueda disminuir los síntomas de la enfermedad. Se utilizan generalmente virus como vectores para introducir el gen terapéutico.
  • Terapia génica de la línea germinal: Consiste en introducir células transgénicas en un óvulo fecundado, cualquier gen terapéutico formará parte del código genético. Trata de corregir defectos tanto en el paciente como en generaciones futuras. Esta técnica se asocia con problemas éticos, ya que muchas personas creen que la manipulación se acerca demasiado a diseñar “bebés a la carta” o a la eugenesia.

Técnicas de Clonación

La clonación es el proceso mediante el cual se producen organismos genéticamente idénticos entre sí e idénticos al organismo original del que proceden. La biotecnología actual permite crear clones de animales gracias a una técnica que se conoce como clonación reproductiva.

Células Madre o Troncales

Son células indiferenciadas que pueden tanto dividirse indefinidamente produciendo nuevas células madre, como, en condiciones adecuadas, diferenciarse en uno o varios tipos celulares especializados (musculares, sanguíneas o hepáticas).

Tipos de Células Madre

  • Células madre embrionarias: Son células pluripotentes, porque, aunque por sí solas no puedan dar origen al organismo completo, sí pueden dar lugar a todos los tipos celulares y tejidos del individuo adulto.
  • Células madre adultas (ASC): Son células multipotentes, capaces de originar muchos tipos celulares, pero no todos.

Aplicaciones de las Células Madre

  • Testar toxinas y probar nuevos fármacos con potencial terapéutico.
  • Estudiar las fases iniciales del desarrollo embrionario y su control genético.
  • Terapias celulares y trasplantes.

El Genoma Humano

El genoma humano es el conjunto de todos los genes que posee nuestra especie distribuidos entre los 23 pares de cromosomas que tenemos en nuestras células. Su estudio constituye el campo de trabajo de la genómica. La finalización del Proyecto Genoma Humano (PGH) marca el comienzo de una nueva era, la era del genoma en la medicina y la salud. La comprensión de nuestro genoma puede ayudar a identificar los genes que causan las enfermedades hereditarias y a desarrollar nuevos planteamientos para su prevención y tratamiento.

Bioética

La bioética es una actividad multidisciplinar que estudia los problemas éticos que surgen en la aplicación de las ciencias biomédicas y sus tecnologías que pueden influir y modificar la vida humana y la de otros organismos. Algunos de los temas más relevantes son:

Temas de Bioética

  • Terapia génica: El principio ético es el respeto básico por la dignidad humana. La terapia debería ser utilizada para beneficio de determinados pacientes afectados. Nunca como método para la mejora genética de la humanidad.
  • Clonación humana con fines reproductivos: Cuenta con un rechazo general en las legislaciones y en las propuestas de muchos responsables públicos. Un consenso generalizado en considerar esta idea como inaceptable ya que elimina la individualidad natural de los seres humanos. El resultado sería un individuo con características diseñadas y preestablecidas por voluntad de un tercero.
  • Organismos genéticamente modificados: El desarrollo nos puede plantear una duda ética: ¿Cuál es el fin con el que son diseñados? Su utilización también genera preocupaciones sobre su incidencia ambiental:
    • La introducción de organismos transgénicos puede modificar o invadir los ecosistemas.
    • Otro riesgo es la posibilidad de transferir los transgenes a otros organismos, lo que causaría la contaminación genética de otras especies. Las plantas transgénicas, los híbridos accidentales resultantes adquirirían el transgén.
    • Muchas bacterias y plantas son portadoras de genes que les confieren resistencia a algún antibiótico. La propagación puede tener efectos imprevisibles.
    • El consumo de alimentos transgénicos puede provocar la aparición de reacciones alérgicas insospechadas. Por esta razón existe un reglamento sobre el etiquetado de todos los alimentos e ingredientes. El principio de precaución desaconseja incluirlos en nuestra dieta.
  • Aspectos económicos: Desde un punto de vista económico, existe la preocupación de que las compañías multinacionales lleguen a tener el control sobre los recursos mundiales. Un ejemplo de ello es la inserción en las plantas de los genes terminadores, que hacen que produzcan semillas estériles dotadas de un enzima que impide su germinación.