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Biología

   
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Las técnicas mencionadas anteriormente y otras que, por su complejidad, no podemos describir, tienen importantes aplicaciones en la actualidad, como son:
4.1. Obtención de proteínas a partir de ADN recombinante
La técnica del ADN recombinante permite que las bacterias sean utilizadas en los laboratorios farmacéuticos para producir industrialmente proteínas con las que tratar o prevenir enfermedades; entre ellas figuran la insulina (proteína hormonal necesaria para el tratamiento de la diabetes), el factor VIII (proteína que intervienen en la coagulación de la sangre, necesaria para el tratamiento de la hemofilia), la hormona del crecimiento (proteína que previene el enanismo en niños que presentan retraso en el crecimiento).
La síntesis de estas proteínas por bacterias, requiere la inserción en un plásmido de los genes correspondientes .Como sabemos, los genes eucarióticos tienen intrones (regiones sin información) que se transcriben al ARNm; puesto que las bacterias carecen de enzimas que eliminen del ARNm estas regiones, es necesario obtener un fragmento de ADN sin intrones. P.e., para obtener insulina se procede de la siguiente manera:

- De las células pancreáticas productoras de insulina, se aisla el ARNm formado a partir de los genes que codifican para esta proteína.
- Por acción de la enzima retrotranscriptasa o transcriptasa inversa, obtenida a partir de los virus, este ARN se transforma en un ADN bicatenario. Para ello, a partir de la cadena de ARN se forma una cadena de ADN complementaria; a continuación, la cadena de ARN se rompe y es reemplazada por otra cadena de ADN unida a la anterior.
- El ADN así obtenido se inserta en un plásmido “cortado” mediante enzimas de restricción
- Al añadir estos plásmidos a un cultivo de bacterias, algunas incorporarán este ADN recombinante y serán seleccionadas por el mismo procedimiento que hemos explicado anteriormente
- Puesto que las bacterias se reproducen rápidamente, en poco tiempo se consiguen muchas bacterias con el gen para la insulina.
Mediante otras técnicas, se induce en estas bacterias la expresión de ese gen, es decir, se provoca que estas bacterias produzcan la insulina
y la liberen al medio donde crecen. A partir de este medio, se aisla y purifica esta proteína.
La terapia génica
Se llama así a una serie de técnicas que tienen como finalidad introducir genes en el organismo para curar enfermedades. Estas técnicas pueden seguir dos estrategias:
- Reemplazar en las células un gen mutado, causante de una enfermedad, por el gen normal. Se aplica en el tratamiento de enfermedades causadas por genes defectuosos en las células sanguíneas; como todas ellas se forman por división de células madre que están en la médula ósea, es en estas últimas donde se realiza la sustitución del gen mutado por el sano.
- Introducir en las células un gen especialmente diseñado para que el organismo pueda vencer una enfermedad. Por ejemplo, se está intentando introducir en linfocitos un gen que produzca un inhibidor de la replicación del VIH; así se podría vencer el SIDA.
La obtención de plantas y animales y transgénicos
Son aquellos que presentan en su ADN genes procedentes de otra especie. Esos organismo van formar las proteínas codificadas por los genes transferidos, lo que supone la aparición de nuevos caracteres.
- En las plantas la transferencia genética ya se realizó en numerosas especies, lo que dió lugar a variedades que, gracias a los nuevos genes, presentan mejores caracteres que las plantas silvestres, como por ejemplo:
- producción de frutos más grandes, más sabrosos o más ricos en nutrientes; así se consiguió arroz con más vitamina A, maíz más rico en proteínas, tomates de mejor textura y firmeza, etc.
- mayor tolerancia a las condicións adversas, como a las bajas temperaturas, a la sequía, a la salinidad, etc.. Así se pudo obtener una variedad de frambuesas resistente a las bajas temperaturas mediante la tranferencia de un gen procedente de peces árticos. También se conseguieron variedades de trigo y arroz tolerantes a la sal.
- resistencia a ciertas plagas producidas por insectos, virus, etc. Muchas frutas y verduras son resistentes a las plagas de insectos gracias a la transferencia de genes bacterianos que dan lugar a la formación de moléculas que son tóxicas para los insectos, pero no para la planta ni para el hombre. Este logro permitió reducir la necesidade de fumigar los campos de cultivo con pesticidas.
- resistencia a los herbicidas, gracias a los genes transferidos, la planta a cultivar no es afectada por el herbicida, por lo que puede crecer mientras que se destruyen las malas hierbas. Se obtuvieron variedades de maíz, soja y algodón que son transgénicas y resistentes a los herbicidas
- retraso en la maduración. Es el caso de muchas variedades de tomate.
Para introducir nuevos genes en una planta pueden emplearse diferentes procedimientos. Uno de ellos es el siguiente:
1º. De una bacteriase se extrae un plásmido
2º. Mediante la técnica que ya vimos, en el plásmido se inserta el gen que va ser transferido a la planta
3º. El plásmido recombinante obtenido se introduce, mediante diversos métodos, en células vegetales, provocando su incorporación en un cromosoma de la célula.
4º. A partir de cada célula transformada, se desarrollará una planta transgénica que presentará un nuevo carácter, consecuencia del gen que le fué transferido.
En los animales la tranferencia de genes se realiza fundamentalmente en las especies que utiliza el hombre para obtener alimento; en estos casos, la finalidad es conseguir que los animais crezcan más rápido, que sean más resistentes a una infección, que produzcan leche en más cantidad e incluso que segreguen en la leche proteínas de interés farmacológico.
En este caso, la inserción del gen se realiza en el zigoto (de esta forma, todas las células del futuro animal tendrán una copia del gen transferido);
a continuación, este zigoto se implanta en la hembra, que dará a luz a un animal transgénico, capaz de fabricar la proteína codificada por el gen transferido y que determinará la aparición de un carácter que no presentaban los progenitores.
La clonación reproductiva
Actualmente el concepto de clon se usa para designar a un organismo que es genéticamente igual a otro.
Hasa ahora los únicos organismos genéticamente iguales (clones naturales) eran:
- los originados por reproducción asexual; p.e., las plantas que se forman a partir de un bulbo, rizoma, esqueje, etc., son clones de las plantas de las que proceden estas estructuras.
- los procedentes de embrións formados a partir del mismo zigoto; es el caso de los gemelos univitelinos, que siempre son del mismo sexo, porque tienen el mismo ADN.
Gracias al desarrollo de la Ingeniería genética, los científicos disponen de técnicas que permiten la obtención artificial de organismos idénticos a otro. El conjunto de estas técnicas se conoce como CLONACIÓN REPRODUCTIVA.
Una de ellas es la que en 1997 permitió el nacimiento del primer mamífero obtenido por clonación, la oveja Dolly. Se conoce como transferencia nuclear y consistió en:
- De la oveja a clonar (oveja A), se extrajeron células de una glándula mamaria.
- De otra oveja (oveja B), se aisló un óvulo no fecundado, en el cual se eliminó su núcleo
- Se fusionó una célula mamaria de la oveja A con el óvulo de la oveja B. En el óvulo se encuentran los factores que determinan la división repetida de esta célula hasta formar un embrión.
- El embrión se implantó en el útero de una tercera oveja (oveja C), donde completó su desarrollo, naciendo la oveja Dolly, genéticamente igual a la oveja A.
La importancia que tuvo la obtención de la oveja Dolly, radica en que fué la primera vez que se consiguió que una célula no reproductora se comportara como un zigoto, originando un animal genéticamente igual al que aportó esa célula.
Mediante este método se ha logrado clonar a otros mamíferos, como cerdos, vacas, cabras o ratones, etc., pero sólo un pequeño porcentaje de los embriones clonados es capaz de desarrollarse hasta originar un nuevo individuo. Además, la mayoría de los animales obtenidos por clonación mueren prematuramente, al igual que le pasó a la oveja Dolly.
Si sólo se tienen en cuenta aspectos técnicos y científicos, también podrían aplicarse las técnicas de clonación reproductiva en el hombre, pero en todos los países están prohibidas, por ser consideradas un atentado contra la dignidad humana.
La clonación terapéutica
Tiene como fin la obtención de células genéticamente iguales a las de un determinado individuo para, una vez transplantadas en el mismo, reemplazar células que ya non son funcionales; se podría así curar enfermedades degenerativas como la diabetes, el Parkinson, el Alzheimer, las lesiones medulares, etc.;
El procedimiento para la clonación terapéutica es también una técnica de transferencia nuclear, que todavía está en fase de desarrollo:

1º. Del paciente se extraería una célula cualquiera, p.e., una célula de la piel. De una mujer se extraería un óvulo, al que habría que quitarle e núcleo.
2º. Se insertaríase el núcleo de la célula del paciente en el óvulo. Factores presentes en el óvulo inducirían su división repetida, originando un embrión, cuyas células tendrían una copia del ADN del paciente; por lo tanto, sería un embrión clónico del paciente.
3º. Cuando el embrión llegase a la fase de blastocito, se separarían las células madre embrionarias: células que pueden generar casi cualquier
tipo de célula del organismo. Sólo se encuentran en los embriones.
4º. Las células madre embrionarias se introducirían en medios apropiados para su crecimiento y división. En estas células habría que provocar su
diferenciación en los distintos tipos celulares.
Para que la técnica sea efectiva, al implantar estas células en el órgano dañado, tendrían que reemplazar a las células no funcionales, conseguiendo
que ese órgano recupere su función. Al utilizar células genéticamente iguales a las del enfermo, se evitaría el problema del rechazo.
A pesar de su fin, tampoco la clonación terapéutica es admitida por todos los países, debido a la utilización de embriones. El juicio ético depende de la concepción que se tenga sobre el momento en el que comienza la vida humana.

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