1º Definición de ingeniería genética
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| ●INTRODUCCIÓN: 1º Definición de ingeniería genética 2º Aparición de Ingeniería genética 3ºAplicaciones 3.1º Aplicaciones de la Ingeniería Genética en medicina e industria farmacéutica 3.2º Aplicaciones de la ingeniería Genética en agricultura y ganadería 4º Clonación de Animales -Experimentos 5º Técnicas 6 º Webgrafias ●INGIENERÍA GENÉTICA La ingeniería genética, también llamada biogenética, es la tecnología del control y transferencia de ADN de un organismo a otro, lo que posibilita la creación de nuevasespecies, la corrección de defectos genéticos y la fabricación de numerosos compuestos. ●APARICIÓN DE LA INGIENERÍA GENÉTICA En 1953 se descubrió el fenómeno llamado de restricción: ciertos fagos (virus bacteriano) que parasitan a E. coli podían desarrollarse en ciertas cepas de esta bacteria, pero no podían hacerlo en otras. A finales de los 60, Werner Arber, en Basilea, descubre las enzimas de restricción responsables de ese fenómeno: la cepa de bacteria restrictiva produce unas endonucleasas ("enzimas de restricción ) que escinden el ADN del fago ( virus que infectan exclusivamente a bacterias)crecido en otra cepa diferente. Esas primeras enzimas de restricción eran inespecíficas en cuanto al sitio del ADN donde cortaban, pero en 1970 Hamilton O. Smith, en Baltimore, descubre un nuevo tipo de enzima de restricción totalmente específica: capaz de reconocer una determinada secuencia de ADN, de unos pocos pares de bases, y de cortar en ambas cadenas en lugares concretos. En 1972, Mertz y Davis añadieron a una mezcla de ADN de diferentes orígenes una enzima ADN-ligasa, procurando que se reparasen los enlaces fosfodiéste(responsables del esqueleto de las hebras de ADN y ARN ). Y esto les hizo darse cuenta de que podían constituir la base para la producción de moléculas recombinantes in vitro, con material genético de diferentes especies. Pero este ADN recombinante, generado en el tubo de ensayo, es inerte, no es más que una macromolécula híbrida que por sí sola no hace nada. Si queremos que el ADN recombinante haga algo, hay que introducirlo en células vivas que sean capaces de expresar su información genética. Esto nos lleva ya a la idea de lo que es la Ingeniería Genética: la formación in vitro de nuevas combinaciones de material genético, por medio de la inserción de un ADN de interés en un vehículo genético (vector), de modo que tras su introducción en un organismo hospedero el ADN híbrido (recombinante) se pueda multiplicar, propagar, y eventualmente expresarse. ●APLICACIONES Aplicaciones de la Ingeniería Genética en medicina e industria farmaceútica Obtención de proteínas de mamíferos Una serie de hormonas como la insulina, la hormona del crecimiento, factores de coagulación, etc., tienen un interés médico y comercial muy grande. Gracias a la tecnología del ADN recombinante, se clonan los genes de ciertas proteínas humanas en microorganismos adecuados para su fabricación comercial. Un ejemplo es la producción de insulina que se obtiene a partir de la levadura Sacharomyces cerevisae, en la cual se clona el gen de la insulina en los humanos. Obtención de vacunas recombinantes Muchas vacunas, como la de la hepatitis B, se obtienen actualmente por ingeniería genética. Como la mayoría de los factores antigénicos son proteínas lo que se hace es clonar el gen de la proteína correspondiente. Diagnóstico de enfermedades de origen genético. Conociendo la secuencia de nucleótidos de un gen responsable de una cierta anomalía, se puede diagnosticar si este gen anómalo está presente en un determinado individuo. Obtención de anticuerpos monoclonales
Otro aspecto que tiene relación con el sector sanitario y más concretamente con la industria farmacéutica es la producción de vacunas. La ingeniería genética ofrece nuevas alternativas. Por ejemplo: puede obtenerse químicamente el gen vírico de la Hepatitis B que determina la proteína de la cápsula, introducirlo en un vector apropiado (en general un plásmido) e inyectarlo en levaduras que sintetizan la proteína vírica en ausencia del virus y, por lo tanto, sin riesgo de infección. Anticuerpos quiméricos: El método de elaboración de anticuerpos contra un antígeno consiste en inyectar éste animal de laboratorio. El organismo inyectado fabrica anticuerpos que, una vez purificados, podían utilizarse para proteger una persona, previa administración de los mismos. Pero, por desgracia, un anticuerpo elaborado por una especie que no sea la propia presenta suficientes diferencias respecto a ésta como para que el receptor lo reconozca como componente extraño y lo ataque. La ingeniería genética hace posible fundir ambos tipos de anticuerpos de manera que el del animal de laboratorio aporte la porción variable y, por la tanto, la especificidad de actuación. El organismo humano, por su parte, contribuiría con la porción constante y se evitarían de este modo los problemas de rechazo. Se conocen ya algunos de los resultados exitosos.
En el campo del diagnóstico precoz y del tratamiento de enfermedades humanas, la ingeniería genética ha hecho grandes progresos a través de dos procedimientos básicos: La tecnología del ADN recombinante y los anticuerpos monoclonales.
Se trata de fragmentos de ADN mediante los cuales se detecta la presencia de genes con secuencias complementarias a las de las sondas. Para obtener una sonda, se aísla el ARN mensajero que se forma como intermediario entre el gen y la proteína cuya síntesis codifica y se transcribe a ADN, de forma que los nucleótidos que se añaden al medio para obtener este ADN están marcados radiactivamente. De esta manera se consigue señalizar adecuadamente el ADN obtenido. Las sondas resultan de gran utilidad para seleccionar entre una gran cantidad de fragmentos de ADN el correspondiente al gen que se quiere identificar. La utilización de sondas permitirá obtener el perfil genético de una célula y este conocimiento proporciona, a su vez, información muy precisa de los cambios celulares a medida que avanza la enfermedad, lo cual es de vital importancia para su tratamiento. En el campo del diagnóstico precoz, las sondas permiten detectar en el feto deficiencias hereditarias con la suficiente antelación como para proponer un aborto terapéutico.
Son un tipo de anticuerpos denominados monoclonales, caracterizados por su gran especificidad y por su reacción con un solo antígeno. La obtención de estos compuestos fue posible gracias a la fusión in vitro de dos células de ratón: la primera, extraída de la bilis, se encarga de producir el anticuerpo deseado, y la segunda es una célula cancerosa que con su capacidad ilimitada de reproducción asegura la perpetuación del cultivo de forma prácticamente indefinida. La célula resultante, o hibridoma, produce grandes cantidades de anticuerpo. La denominación de monoclonal para este tipo de anticuerpos procede de su fabricación que a medida que se divide produce un gran número de hibridomas idénticos. Gracias a estos anticuerpos ha sido posible aislar un buen número de antígenos concretos y proceder a su estudio. Esto no solo tiene importancia porque mejora el tratamiento de determinadas enfermedades infecciosas sino, sobre todo, porque permite conocer mejor la naturaleza de la superficie celular, la membrana, que es el lugar de reconocimiento entre antígeno y anticuerpo.
El páncreas de un diabético no fabrica suficiente insulina y, por tanto, es incapaz de regular la cantidad de glucosa en sangre. La incapacidad para la síntesis de insulina se debe a que el gen que se ocupa del control de su secreción es defectuoso. Así pues, si se conoce qué gen es el defectuoso y cómo debe ser el gen correcto, y si se puede manipular el ADN, ¿por qué no plantearse cambiar defectuoso por el normal? Esta es la pregunta que se formula la terapia genética. Cuando el individuo sufre una enfermedad genética, la primera operación que debe realizarse es construir una biblioteca de todo el conjunto de su material hereditario. Para ello es necesario trocear los genes con enzimas de restricción, y clonarlos con el fin de disponer de un gran número de copias que permitan su consiguiente estudio. En la actualidad es posible preparar una biblioteca semejante en una semana. A partir de entonces se debe utilizar las sondas características de la enfermedad que se quiere localizar, para buscar dentro de una muestra de ADN del paciente una cadena que se adapte a ellas.
La ingeniería genética tiene un gran potencial. Por ejemplo, el gen para la insulina, que por lo general sólo se encuentra en los animales superiores, se puede ahora introducir en células bacterianas mediante un plásmido o vector. Después la bacteria puede reproducirse en grandes cantidades constituyendo una fuente abundante de la llamada insulina recombinante a un precio relativamente bajo. Casi todos los hemofílicos que recibieron factor VIII antes de la mitad de la década de 1980 han contraído el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) o hepatitis por la contaminación viral de la sangre utilizada para fabricar el producto. La posibilidad de la contaminación viral se elimina por completo con el uso de factor VIII recombinante. Otros usos de la ingeniería genética son el aumento de la resistencia de los cultivos a enfermedades, la producción de compuestos farmacéuticos en la leche de los animales, la elaboración de vacunas, y la alteración de las características del ganado.
La introducción de genes que producen cáncer en un microorganismo infeccioso común, como el influenzavirus, puede ser muy peligrosa. Por consiguiente, en la mayoría de las naciones, los experimentos con ADN recombinante están bajo control estricto, y los que implican el uso de agentes infecciosos sólo se permiten en condiciones muy restringidas. APLICACIONES DE LA INGIENERÍA GENÉTICA EN AGRICULTURA Y GANADERÍA La distribución de productos agrícolas y ganaderos sometidos a manipulación genética se eleva, por detrás de las aplicaciones biotécnicas en el ámbito de la medicina, al segundo puesto en el mercado mundial. Empresas multinacionales como Monsanto aplican el control genético tanto a plantas como a animales e inducen variedades transgénicas, sea en pro de la salud o del rápido crecimiento de los animales y de la mejoría de sus productos (carne, leche lana...); sea procurando mayores grados de supervivencia, resistencia o tolerancia de las plantaciones vegetales frente a las inclemencias del tiempo o los ataques de insectos y herbicidas. La cuestión de sí es o no sostenible la agricultura industrializada merece ser tratada con cautela. VENTAJAS E INCONVENIENTES: -Ventajas: El principal avance de la Ingeniería Genética consiste en la capacidad para crear especies nuevas a partir de la combinación de genes de varias existentes, combinando también por lo tanto sus características. Cultivos con genes de insectos para que desarrollen toxinas insecticidas o tomates con genes de pez para retrasar la marchitación han dejado hace tiempo de ser ciencia-ficción para constituir una realidad en nuestros días. Permitir el cultivo de hortalizas en áreas desérticas hasta ahora estériles o aumentar el tamaño de los frutos cultivados son algunos de los adelantos que la utilización de este tipo de técnicas puede aportar a la Humanidad, con los logros que supone hacia la erradicación del hambre en el Mundo. Los expertos advierten que detrás de estas mejoras y nuevas aplicaciones se esconden también riesgos y peligros de notable importancia. . - Inconvenientes: La manipulación genética de animales para potenciar la producción de sustancias aprovechables industrialmente, o para aumentar su efectividad depredadora contra insectos y plagas, son otras de las aplicaciones con las que se está trabajando, así como aumentar la resistencia de los peces al frío, hacerles crecer más deprisa o ayudarles a resistir algunas enfermedades. Alterar significativamente la evolución de las especies puede tener consecuencias imprevisibles en un equilibrio ecológico por otra parte ya muy dañado y de difícil solución. Las técnicas de ingeniería genética alteran todas las limitaciones que la propia naturaleza pone para la relación entre organismos de especies alejadas o no emparentadas. El desarrollo de estas ventajaspuede ocasionar la invasión por parte de estas especies de hábitats que no les son propios y cuyo equilibrio se vería entonces amenazado al desplazar a otras especies o favorecer su extinción. Se han desarrollado plantas con capacidades insecticidas que pueden amenazar la existencia de especies de insectos y hongos beneficiosos Aspectos como la clase de suelo, las temperaturas o la humedad alteran significativamente y de forma imprevisible la función de un gen, anulando sus características o desarrollando otras nuevas. CLONACIÓN DE ANIMALES El principio de la clonación está en la obtención de organismos idénticos genéticamente, y por tanto morfológic y fisiológicamente. Se pueden utilizar dos métodos para conseguir clones de animales:
EXPERIMENTOS DE INGENIERÍA GENÉTICA Un experimento de Ingeniería Genética podría ser:
En 1973 los investigadores Stanley Cohen y Herbert Boyer producen el primer organismo recombinando partes de su ADN en lo que se considera el comienzo de la ingeniería genética. En 1997 se clona el primer mamífero, la Oveja Dolly. Técnicas La ingeniería genética incluye un conjunto de técnicas biotecnológicas, entre las que destacan:
WEBGRAFÍA: http://www.monografias.com/trabajos68/ingenieria-genetica/ingenieria-genetica2.shtml http://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_gen%C3%A9tica http://blog.educastur.es/entrelineas/files/2010/05/ingenieria-genetica-lucia-obeso-almeida.pdf |
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