Los organismos transgénicos
Introducción
Te damos la bienvenida a la clase digital número cuatro, donde definiremos a los organismos transgénicos, la forma en que se producen, cuales son las ventajas y desventajas de llevar a cabo este procedimiento en los seres vivos y el impacto que han tenido estas modificaciones. Dentro de esta sesión, también se abordan las principales pruebas de ADN utilizadas para esta clase de procesos, así como pruebas de diagnóstico de algunas enfermedades.
Finalmente, se revisará un tema que, si bien ya tiene muchos años de haberse abordado, en la actualidad ha tomado relevancia por la situación que enfrentamos como humanidad ante la presencia de un nuevo virus: hablamos del tema de las vacunas, aquí se resolverán algunas cuestiones como: ¿qué son?, ¿cómo se elaboran?, ¿cómo funcionan? y ¿por qué es importante aplicarlas?
Demos inicio!
Desarrollo del tema
La biotecnología se define como el uso y alteración de organismos, células o moléculas biológicas para producir alimentos, medicamentos y otros bienes. En la actualidad la biotecnología se apoya de la ingeniería genética para manipular el material genético haciendo que ciertos genes se expresen o no, con el objetivo de que se mejoren las características de los organismos (resistencia a pesticidas y plaguicidas, maduración retardada). Además, este conocimiento también se ha empleado en el tratamiento y diagnóstico de algunas enfermedades como el cáncer.
Con la aplicación de la biotecnología se han logrado generar organismos genéticamente modificados o transgénicos, los cuales se obtienen al incorporar genes de otras especies a su ADN; sin embargo, es imposible saber los efectos que puedan presentar este tipo de alteraciones en los seres vivos y en el medio ambiente. En la actualidad se conocen métodos novedosos para el estudio del ADN, uno de ellos ha sido la tecnología del ADN recombinante, en la cual los investigadores empalman ADN de diferentes organismos en el laboratorio, con el objetivo de obtener muchas copias de una parte específica de ADN para fines de estudio.
En la tecnología del ADN recombinante, los científicos utilizan enzimas de restricción (endonucleasas) de las bacterias para cortar moléculas de ADN sólo en lugares específicos, estas enzimas además permiten dividir la molécula de ADN en pequeños fragmentos y posteriormente cada uno de ellos puede ser unido a un vector; es decir, a un elemento capaz de transportar esa información al interior de otra célula para que se combine con su material genético y pueda expresarse.
Un ejemplo de vector son los llamados plásmidos que son moléculas de ADN bacteriano generalmente circular y cerrado que se introducen mediante un método llamado transformación, a través del cual las células permiten el ingreso de ADN ajeno. Para que la transformación sea eficiente, los científicos alteran la química de las células mediante la electroporación o electropermeabilización, que consiste en aplicar un shock eléctrico, para que la membrana plasmática sea permeable a los plásmidos. Cuando el plásmido entra a la célula, puede integrarse al genoma, replicarse y transmitirse a las células hijas durante la división celular. Cuando un plásmido recombinante, que tiene empalmado un ADN ajeno, se replica de esta manera, se elaboran muchas copias idénticas del ADN ajeno; en otras palabras, el ADN ajeno se clona.
Actualmente, muchos métodos permiten a los investigadores aislar una secuencia específica de nucleótidos de un organismo; a continuación, se presentan dos de los métodos más utilizados para el análisis del ADN.
Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR)
La reacción en cadena de la polimerasa (RCP), permite amplificar, es decir, generar muchas copias de una pequeña muestra de ADN sin necesidad de realizar la clonación en una célula. En pocas horas el ADN es amplificado millones de veces, este proceso se lleva a cabo en un equipo conocido como termociclador. El proceso se lleva a cabo en tres etapas:
La técnica PCR tiene aplicaciones sin límites: posibilita la clonación o permite amplificar y analizar muestras minúsculas de ADN de una diversidad de fuentes, que van desde escenas de crímenes hasta restos arqueológicos.
Electroforesis en gel
Mediante esta técnica se pueden separar fragmentos de ADN o ARN en función de su tamaño, visualizarlos mediante una tinción y de esta manera determinar el contenido de ácidos nucleicos en una muestra. Este proceso se basa en someter a un campo eléctrico las moléculas de ADN y ARN que se sabe que tienen una carga negativa, por lo que se desplazarán hacia el ánodo. Las moléculas de mayor tamaño se desplazarán con más lentitud y las de menor tamaño avanzan más en el gel: los geles más utilizados son los de agarosa y poliacrilamida.
Uno de los temas que en la actualidad ha tenido mucha relevancia por el contexto en el que nos encontramos es el tema de las vacunas, ya que se ha presentado mucha desinformación con respecto a su composición y eficiencia en el tratamiento de enfermedades.
Las vacunas generan una respuesta inmune en el organismo cuando se expone a un antígeno o sustancia extraña y pueden elaborarse de varias maneras: la primera de ellas es empleando microbios debilitados o muertos, también se pueden utilizar algunos antígenos o componentes de la sustancia patógena como su material genético o parte de las proteínas que poseen en su estructura.
Se aplican a personas sanas y los efectos adversos son mínimos; su efecto perdura con el tiempo, ya que la inmunidad adaptativa tiene memoria y dependiendo del tipo de vacuna, se aplica o no un refuerzo que es una dosis más para continuar con la respuesta inmune. Las vacunas para poder ser aplicadas al ser humano necesitan pasar por un control de calidad estricto, que lleva varios años y se da en diferentes etapas.
Conclusión
Hemos llegado al fin de la cuarta clase digital donde se describió el estudio de la biotecnología y algunas de sus áreas de aplicación; además se describieron algunas técnicas que en la actualidad se emplean para el estudio del ADN.
Finalmente se describió la técnica de electroforesis en gel, que ayuda a identificar algunos fragmentos de ADN, basada en el tamaño de la molécula y su carga eléctrica.
Para concluir con esta clase digital se describió qué es una vacuna y las distintas formas en las que se puede elaborar, ya sea a través de un microorganismo o partícula atenuada o muerta, o ciertos fragmentos de ellos como el material genético o algunas proteínas que forman parte de su estructura.
Fuentes de información
- Inmunización: Cómo funcionan las vacunas: https://www.youtube.com/watch?v=0NebEWKZ0ro
- Vitaminas hidrosolubles y su efecto sobre la expresión génica: https://www.medigraphic.com/pdfs/felac/fl-2012/fl121i.pdf
- Organismos modificados genéticamente: una nueva amenaza para la seguridad alimentaria https://www.scielosp.org/article/resp/2005.v79n2/271-282/es/
- PCR: Reacción en cadena de la polimerasa https://www.researchgate.net/profile/Jorge-Ramirez-Salcedo/publication/296695965_Microarreglos_de_DNA_Fabricacion_Proceso_y_Analisis/links/56d88bc408aee73df6ccfd74/Microarreglos-de-DNA-Fabricacion-Proceso-y-Analisis.pdf#page=69
- Los trangénicos en el mundo: https://www.almendron.com/blog/wp-content/images/2014/08/Transg%C3%A9nicos-en-el-mundo.pdf
- Transgénicos: la realidad. http://bioinformatica.uab.cat/base/documents/genetica_gen/portfolio/Trasg%C3%A9nicos2016_6_2P9_16_15.pdf
- Vacuna y vacunación: https://www.medigraphic.com/pdfs/adm/od-2020/od206a.pdf
- Genética clásica y genética molecular: https://es.khanacademy.org/science/biology/classical-genetics#mendelian–genetics
- Macromoléculas: https://es.khanacademy.org/science/biology/macromolecules