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Qué es la ingeniería genética

ingeniería genética definición

La ingeniería genética es el proceso por el que mediante el uso de la tecnología del ADN recombinante (ADNr) se puede alterar la composición genética de un organismo. Esta técnica comporta la alteración directa de uno o varios genes. En CurioSfera-Ciencia.com, te explicamos qué es la ingeniería genética y sus características.

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Origen de la ingeniería genética

La ingeniería genética es una técnica que permite la manipulación directa de uno o más genes. Lo más habitual es que un gen de una especie sea introducida en el genoma de otro organismo para conseguir el fenotipo deseado.

Desde hace muchísimos años, los humanos han manejado indirectamente los genomas a través del control de la reproducción, como en el caso de las razas de perro. De este modo se seleccionaba la descendencia que tuviera las características deseadas.

quién inventó la ingeniería genética

En 1973, los investigadores estadouni­denses Herbert Boyer, Stanley Cohen y sus colegas perfeccionan las primeras técnicas de clonación y de recombina­ción genética de moléculas de ADN. Demuestran así que es posible interve­nir directamente y con precisión en el patrimonio genético de los organismos vivos.

Esta técnica abre perspectivas biológicas, médicas, químicas e industriales prometedo­ras aunque controvertidas. Una vuelta hacia los orígenes de la biología molecular permite entender mejor los antecedentes de lo que se llama ingeniería genética.

En 1944, los investigadores Theodor Avery y Colin McLeod demuestran que la molécu­la de ADN (ácido desoxirribonucleico) sirve como soporte material para los genes, que dan origen a los caracteres hereditarios de los individuos y son el vector de transmi­sión de estos caracteres de generación en generación.

La base de la ingeniería genética: el ADN

La estructura del ADN se descubrió por lames Watson y Francis Crick en 1953. Demuestran que la molécula está compues­ta por dos hebras enlazadas entre sí para formar una doble hélice.

características de la ingeniería genética

Cada hebra está for­mada de un encadenamiento de cuatro tipos de nucleótidos (pequeñas moléculas) que sólo difieren en su base: se trata de la adenina, timina, citosina o guanina.

Los nucleótidos se juntan unos con otros en la doble hélice, a semejanza de los barrotes de una escalera y según una regla rigurosa, llamada de emparejamiento de las bases: adenina-timina, timina-adenina, citosina-guanina y guanina-citosina.

Los genes son secuencias de nucleótidos que forman unos segmentos más o menos largos del ADN de los cromosomas (1000 a 50000 pares de bases).

Su duplicación se desarrolla en forma muy rigurosa, pero a veces un fenó­meno llamado crossing-over o cruzamiento intercromosómico, tiene lugar: provoca un intercambio de segmentos de cromosomas, lo cual causa a su vez una recombinación genéti­ca que genera en la descendencia unos rasgos que no existían en los padres.

Todas estas explicaciones tienen su importancia, pues el fin de la ingeniería genética es aislar y purificar los genes para reproducirlos en forma correcta en grandes cantidades y luego provocar recombinaciones genéticas para un crossing-over controlado in vitro.

En cuanto a la técnica de la clonación, permi­te producir industrialmente moléculas de interés médico, biológico o químico, pero en general presentes en estado de simples trazas en el organismo.

Aislamiento y purificación de los genes

El aislamiento y la purificación de los genes requieren una técnica muy sofisticada pues, así como destacan los biólogos, “purificar un gen a partir del ADN de un organismo es imposible un gen humano, por ejemplo, representa un cienmilésimo del ADN total de una célula humana y se distingue sólo por su secuencia de nucleótidos».

Por lo tanto, el truco consiste en cortar el ADN en un gran número de pedazos, cerca de 100000, e injertar cada uno de ellos en una bacteria: ésa es la clonación bacteriana.

Luego, gracias a unos métodos específicos de selección, se ubica la bacteria que contiene el fragmento de ADN correspondiente al gen que se está buscando, para poder entonces reproducirlo a discreción.

En efecto, al multi­plicarse, esta bacteria transmite, en forma idéntica, la copia del segmento de ADN que contiene a su descendencia, conforme al prin­cipio de replicación del ADN.

Por otra parte, una vez aislado el gen, se puede proceder a su hibridación con otro frag­mento de ADN o ARN, o aún es posible injer­tarlo en las células de un organismo donde esté ausente, para crear organismos llamados transgénicos, es decir, capaces de transmitir a su descendencia el gen incorporado.

Estructura y duplicación del ADN

El descubrimiento de la estructura molecular del ADN ocurrió junto con el de su proceso de duplicación y de transmisión de las informaciones genéticas.

ejemplos ingeniería genética

  1. El ADN polimerasa: La duplicación del ADN se efectúa antes de la divi­sión celular por una enzima, el ADN polimerasa. Las hebras de ADN se separan y unos nucleótidos libres se colocan frente a cada nucleótido de cada cadena, respetando la regla de emparejamiento de las bases que prohí­be toda unión de nucleótidos no con­forme.
  2. Copias conformes: Cada una de las hebras de ADN sirve de matriz para nuevas hebras que son su copia perfecta. Los genes son unas secuen­cias de nucleótidos y forman segmentos más o menos largos del ADN de los cromosomas.
  3. De padres a hijos: La identificación genética y el descubri­miento del modo de duplicación del ADN proporciona una explicación físi­ca de la transmisión del patrimonio genético en los seres vivos.

Para qué sirve la ingeniería genética

La ingeniería genética tiene múltiples aplicaciones. Estas manipulaciones genéticas permiten la fabricación de medicamentos y de vacunas.

La primera sociedad de ingeniería genética, Genentech, fue fundada a fines de 1977, y la fabricación industrial de insulina mediante la ingeniería genética empezó en 1980.

Las manipulaciones genéticas hacen posible la elaboración de productos químicos, de fermentos y de herramientas de diagnóstico de enfermedades hereditarias, así como, de infecciones virales.

Pero la aplicación más famosa y más polémica de la ingeniería genética se refiere a su uso terapéutico. Crea graves problemas de ética y de moral en lo que concierne al riesgo de modificar el genoma de la especie humana.

La preocupación es tal que en 1974, se pidió una moratoria sobre las experiencias de terapia génica y, en 1976 este tipo de experimentos fueron seriamente limitados en Estados Unidos.

En 1980, el profesor Martin Cline sufrió severas sanciones por haber realizado, sin el aval de los comités de ética un experi­mento de terapia génica.

El aspecto jurídico de las manipulaciones genéticas

En septiembre de 1990 las autoridades estadounidenses aprue­ban el primer intento de terapia génica con una niña que sufre de un grave trastorno inmunológico. En diciembre del mismo año, el Comité de Ética francés se pronuncia a favor de los experimentos con esta terapia (ver más abajo).

De ahí en adelante, el injerto de un gen se asimila con un mini injerto de órgano que no modifi­ca la identidad genética del enfermo, siempre que se aplique únicamente a las células somáticas.

La modificación deliberada del genoma de las células germinales (óvulo o espermato­zoide) queda, por lo tanto, estrictamente prohibida, pues existe el riesgo de transmi­tirla a la descendencia y podría así corres­ponder a una modificación del genoma de la especie humana.

El pronunciamiento del Comité de Ética francés de diciembre de 1990

Los adelantos en los conocimientos sobre genética abren la posibilidad de actuar sobre el genoma de la célula humana con el fin de corregir una anomalía genética responsable de una enfermedad hereditaria o de introducir un gen ordenando la pro­ducción de una proteína susceptible de conferir a esta célula una acción terapéutica.

En diciembre de 1990 el Comité Consultivo de Ética emite un pronunciamiento favorable a las investigaciones en el hombre en este aspecto, bajo la reserva de respeto de las siguientes condiciones:

  1. Conviene limitar las posibilidades de terapia génica sólo a las células somáticas y prohibir estrictamente todo intento de modificación deliberada del genoma de las células y toda terapia génica que comporta el riesgo de tal modificación. Con este espíritu, la transferencia de genes per vec­tores virales en el embrión humano está prohibi­da per los riesgos de perjuicio de las células ger­minales.
  2. Con respecto al muy particular caso de las enfer­medades hereditarias, la investigación de terapia génica tiene que ser concebida únicamente en el caso de enfermedades que resultan de una anoma­lía relativa a un solo gen y a que eventualmente pro­voquen una patología especialmente grave.

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