Primer Grado

Reconocimiento del carácter inacabado de los conocimientos científicos y tecnológicos en manipulación genética


Los seres humanos hemos transgredido las leyes que rigen la naturaleza, que son las mismas para todas las especies, y determinan su adaptación, crecimiento y comportamiento dentro de los espacios geográficos.

El homo sapiens se tomó la libertad de modificar algunas leyes de los ecosistemas en función a su cultura. Al tratar de buscar una mejor calidad de vida hizo modificaciones biofísicas que actúan sobre los ciclos de la materia y los flujos de la energía en el ordenamiento ecosistemático.

El desarrollo tecnológico de los últimos años en biología molecular dotó a la ciencia de herramientas que permiten acceder y manipular el ADN de los organismos terrestres del reino animal y vegetal.

La manipulación de la información genética de diferentes especies se hace con el fin de mejorar la salud y bienestar del ser humano, es evidente el uso en la solución de problemas que nos aquejan como el hambre o enfermedades que antes eran incurables.

Por la reciente aplicación de esta técnica en cultivos de consumo humano se han encontrado inconsistencia en los productos resultantes lo que hace que algunas comunidades científicas se inclinen por la agricultura orgánica, la cual integra los aspectos benéficos de la agricultura tradicional y los adelantos científicos. Se trata de buscar producir alimentos de la mejor calidad sin alterar su sistema molecular, el medio ambiente ni agotar los recursos generales al evitar la contaminación y mantener la biodiversidad generando un entorno saludable.

Reconocimiento del carácter inacabado de los conocimientos científicos y tecnológicos en manipulación genética

¿Qué es la ingeniería genética?

Es la tecnología del control y transferencia de ADN de un organismo a otro lo que posibilita la creación de nuevas especies, la corrección de defectos genéticos y la fabricación de numerosos compuestos.

A través de procesos bioquímicos se pueden extraer los genes más favorables presentes en el ADN de las diferentes especies del reino animal y vegetal y mejorarlas. Por ejemplo se pueden extraer los mejores genes de una especie de maíz y transportarla a otra variedad para incrementar sus propiedades nutricionales o hacerla más resistente a plagas.

La ingeniería genética ha logrado abrir panoramas más allá de lo previsto una grande diversidad de combinaciones entre el ADN de organismos de diferentes especies. Desde hace cientos de años se ha tenido la preocupación de tener buenas cosechas y que los cultivos no sena castigados por el frío, calor, exceso de humedad, plagas o enfermedades y la ingeniería genética dio la posibilidad de aumentar la producción y productividad de los cultivos.

Reseña histórica y desarrollo de la ingeniería genética

Gregorio Mendel postuló las leyes de la herencia con base en los cruzamientos experimentales de las plantas, pero las ignoraron durante algún tiempo. A principios del siglo XX el científico estadounidense Thomas Morgan (1886-1945) retomó los postulados de Mendel y, mediante experimentos con frutas, comprobó las leyes de la herencia. A partir de ahí los estudios sobre la información genética de diversas especies tuvo un auge y comenzó el desarrollo de la genética como ciencia.

En 1997 un grupo de investigadores (entre ellos el mexicano Francisco Bolívar Zapata), obtuvieron, a través de la ingeniería genética, hormonas de la insulina y somatostina (hormona del crecimiento).

Las plantas transgénicas se crearon a comienzos de los años ochenta, eran plantas de laboratorio con fines de experimentación científica que permitieron el desarrollo de plantas transgénicas con características útiles desde el punto de vista nutricional, de conservación, de resistencia climatológica y un aumento en el índice de productividad (aumento en el rendimiento de la producción). A través de la manipulación genética de los cultivos seleccionados se han mejorado el color, sabor y resistencia a plagas. Esto ha permitido producir alimentos de mejor calidad, tanto en nutrientes como en resistencia, y eso hace que los precios de venta sean más bajos.

Los primeros experimentos con animales transgénicos se hicieron con ratones, los resultados demostraron que el ratón transgénico produce mucho más hormona del crecimiento que el ratón común. En la actualidad es posible obtener otros animales transgénicos como ovejas, cabras, cerdos y vacas. Esto se hace con el fin de ayudar a los investigadores a identificar, aislar y caracterizar los genes para entender cómo funcionan y mejorarlos, por ejemplo para producir leche con un alto contenido nutritivo o producir una mejor carne con mayor valor nutricional.

La ingeniería genética y su aplicación en la alimentación y medicina

Esta disciplina ha contribuido a mejorar la alimentación y salud de los seres humanos, ha revolucionado el tratamiento de las enfermedades y ha mejorado la calidad de vida de los seres humanos.

Una de las aplicaciones de la ingeniería genética consiste en el desarrollo de técnicas moleculares para la modificación genética de variedades de plantas, animales y microorganismos utilizados en la industria de alimentos y farmacéuticos. Los alimentos obtenidos mediante este proceso se les llama «transgénicos» pues provienen de organismos portadores de material genético pertenecientes a especies no emparentadas que le han sido transferidos por medio de la manipulación genética.

La tecnología transgénica permite que organismos, que hasta ahora habían estado por completo fuera de la gama de posibilidades de ser donares de genes, ahora lo sean y puedan ser usados para donar características deseables. Estos organismos no proporcionan su conjunto completo de genes sólo donan algunos al organismo receptor.

La ingeniería genética se aplica en la obtención de proteínas de mamíferos para la fabricación de insulina. Una serie de hormonas como la insulina, la hormona del crecimiento, factores de coagulación, tienen un interés médico y comercial. Anteriormente la obtención de estas proteínas se hacían mediante su extracción directa a través de los fluidos o tejidos corporales. En la actualidad, gracias a esta disciplina, en manipulación del ADN se clonan los genes de ciertas proteínas humanas en microorganismos adecuados para su fabricación comercial. Un ejemplo típico es la producción de insulina en el cual se clona al gen de la insulina en humanos.

A través de la ingeniería genética se obtienen vacunas recombinantes de organismos vivos, utilizan microorganismos no patógenos (virus o bacterias) a los cuales se les incorporaron genes de agentes patógenos que codifican para los antígenos que desencadenan la respuesta inmune.

El sistema tradicional de obtención de vacunas a partir de microorganismos patógenos inactivos pueden tener un riesgo potencial. Las que se obtienen actualmente por medio de la ingeniería genética, como la vacuna para la hepatitis B, dan un mayor margen de seguridad. Como la mayoría de los factores antigénicos son proteínas, lo que se hace es clonar el gen de la proteína correspondiente.

La ingeniería genética se aplica en el diagnóstico de enfermedades hereditarias, esto se logra conociendo la secuencia de nucleótidos de un gen responsable de una cierta anomalía, para diagnosticar si este gen anómala está presente en un determinado individuo.

Mediante la ingeniería genética se puede obtener anticuerpos. Este proceso abre las puertas para la lucha contra enfermedades difíciles de como el cáncer, diabetes o alzheimer, entre otros; para diagnosticarlos incluso antes de que aparezcan los primeros síntomas.

Los organismos transgénicos

Son aquellos organismos genéticamente modificados con el fin de mejorar sus propiedades y cambiar algunas de sus características con el fin de hacerlos más resistentes a cambios climáticos, plagas y enfermedades y mejorar su valor nutritivo, esto se hace con plantas y animales.

Los resultados de estos procedimientos en los vegetales han sido los siguientes:

  • En lo económico se ha logrado un aumento en la producción y por ende en la productividad (producción intensiva a menor costo gracias a la tecnología), contribuyendo a una agricultura sustentable.
  • Calidad nutricional pues se han logrado eliminar sustancias tóxicas, modificando la proporción de sus componentes para lograr alimentos más saludables aumentando su contenido nutricional. Los vegetales transgénicos también se emplean para fabricar medicamentos, anticuerpos, vacunas, biopolímeros y biocombustibles.
  • En los animales genéticos se ha logrado grandes ventajas en el campo de la investigación y tratamiento de enfermedades que afectan a los seres humanos. Los animales transgénicos son fuente de tejidos y órganos para trasplantes en humanos.

Biotecnología

La Organización para la cooperación y el desarrollo económico define la biotecnología como la «aplicación de principios de la ciencia y la ingeniería para tratamientos de materiales orgánicos e inorgánicos por sistemas biológicos para producir bienes y servicios». También puede definirse de la siguiente manera: «es el resultado de la unión de dos conceptos biología y tecnología».

Si te pones a pensarlo los seres vivos pueden ser considerados maquinarias biológicas. Utilizamos maquinaria biológica en forma de moléculas para movernos y se pueden utilizar técnicas para modificarlas y hacer que funcione mejor o para poder repararlas por los daños sufridos o defectos congénitos o hereditarios.

El protocolo de Cartagena sobre seguridad de la biotecnología del Convenio sobre la Diversidad Biológica define la biotecnología moderna como la aplicación de:

  • Técnicas in vitro de ácido nucleico, incluido el ADN recombinante (es el resultado del uso de diversas técnicas que los biólogos  moleculares utilizan para manipular las moléculas de ADN. El proceso consiste en tomar una molécula de ADN de un organismo, sea virus, planta o bacteria y manipularla en el laboratorio para ponerla dentro de otro organismo) y la inyección directa de ácido nucleico en células originales.
  • La fusión de células más allá de la familia toxonómica que supera las barreras fisiológicas naturales de la reproducción o de la recombinación y que no sean técnicas utilizadas en la reproducción y selección tradicional.
  • Gracias a la biotecnología se han logrado avances en el campo de la manipulación genética pues se han identificado genes relacionados con enfermedades y esto sirve para desarrollar nuevos tratamientos. Se cree que se podría reemplazar genes defectuosos en las células humanas desde el exterior del mismo tipo de gen. Este proceso no es sencillo porque, como el ADN no puede traspasar las membranas celulares, se requiere de un transportador que la ayude. Un grupo de investigadores ha desarrollado un nuevo método para introducir el ADN en células a través de nanotubos de carbón modificados, son estructuras diminutoas en forma de aguja y fabricados con átomos de carbón y oxígeno cuyo lateral consiste en un grupo de amnios cargados positivamente (-NH3+). el resultado fue que los nanotubos de carbón junto con su cargamento de ADN entraron dentro de la célula.
  • La biotecnología moderna ha puesto mayor énfasis en la salud y se dio a la dio a la tarea de mejorarla a través de medicamentos, pruebas de diagnóstico, hormonas, factores de coagulación, anticuerpos, anticancerígenos y algunas vacunas. Otra estrategia prioritaria ha sido eliminar los genes de virulencia de un agente infeccionso, es decir la obtención de un microorganismo vivo y atenuado sin que pueda ser virulento, así se obtuvieron las vacunas contra el cólera y salmonelosis.

El genoma humano

Es la codificación genética en las que están contenidas todas las informaciones hereditarias y del comportamiento del ser humano. Es la estructura genética de mayor complejidad en el mundo animal, está formado por 23 pares de cromosomas, cada uno con una función diferente, aportan al ADN material hereditario fundamental, en total 22 cromosomas son estructurales y el último par lleva la información sexual.

El genoma humano tiene u propia unidad: el gen que es la mínima expresión de la estructura, en el gen se guarda una porción del código, el genoma humano está conformado por millones de genes y representan así la más mínima variable de la ecuación de la vida humana.

Comienza a formarse en el vientre de la madre en el momento de la fecundación  cuando el espermatozoide fecunda al óvulo ya está la carga de ADN materna y paterna necesaria para la cría. Esta combinación de patrones diferentes hace que se cree uno nuevo, parecido al de sus padres, pero con una estructura genómica diferente. Por eso el genoma humano es único en su estilo ya que posee la cualidad de distanciarse considerablemente de sus procedencias, al mismo tiempo que mantiene un carácter hereditario común.

El genoma humano es una magnífica estructura, pero también es el centro de enfermedades hereditarias por excelencia pues en la composición de cromosomas, al haber algo invertido, extra o idéntico a su par, genera mutaciones y enfermedades extrañas, generalmente asociadas con deformidades físicas o cambios de conducta.

Terapia genética

Consiste en la insercción de elementos funcionales ausentes en el genoma de un individuo. Se realiza en las células y tejidos con el objetivo de tratar una enfermedad o realizar un marcaje. La técnica de esta rama del saber todavía está en desarrollo, por lo tanto su aplicación es limitada y está sujeta a ensayos clínicos controlados para el tratamiento de enfermedades severas o bien de tipo hereditario.

Clonación

Copia idéntica de un organismo a partir de su ADN, se puede definir como el proceso por el que se consiguen, de forma asexual, copias idénticas de un organismo, célula o molécula ya desarrollada.

Para la clonación se deben tomar en cuenta las siguientes características:

  • Se necesita clonar las células (producto embrionario), porque no se puede hacer un órgano o parte del «clon» si no se cuentan con las células que forman dicho cuerpo.
  • Se parte de un organismo ya desarrollado porque la clonación responde a un interés, que es obtener copias de un determinado organismo y solo cuando se es adulto se pueden conocer las características al 100%
  • Se trata de crearlo de forma asexual. La reproducción sexual no permite obtener copias idénticas, ya que este tipo de reproducción, por su misma naturaleza, genera diversidad múltiple.

Clonación humana

Es la copia idéntica de una persona desde el punto de vista genético, el término se utiliza para referirse a la clonación humana artificial que comprende la reproducción de células y tejidos humanos. No se refiere a la concepción natural de gemelos idénticos.

Existen dos tipos de clonación humana muy discutidos:

  1. Clonación terapéutica que implica la clonación de células de un ser humano para uso en ciencia médica y transplantes, siendo un área muy activa de investigación. Hay dos métodos de clonación terapéutica que están en investigación: la transferencia nuclear de células somáticas y la inducción de células madres pluripotentes.
  2. La clonación reproductora implicaría clonar a un ser humano completo en lugar de células o tejidos.

Bioética

Es la rama de la ética que promueve los principios para la conducta más apropiada del ser humano respecto a la vida (animal y vegetal), así como el ambiente en el que pueden darse condiciones favorables de sobrevivencia y de respeto a su orden natural. A diferencia de la ética médica esta incluye todos los problemas éticos que tienen que ver con la vida en general y su desarrollo. Tiene relación con el respeto a la vida, al buen trato de todas las especies animales y vegetales.

Bioética es el uso creativo del diálogo inter y trasdisciplinario entre ciencia de la vida y valores humanos para formular, articular y resolver problemas planteados por la investigación y la intervención sobre la vida y el medio ambiente.

Un teólogo católico define la bioética como «el estudio sistemático de la conducta humana en el área de la ciencia de la vida y la salud, examinado a la luz de los valores y principios morales».

 

El concepto inacabado en manipulación genética

Existen grupos sociales opositores a la manipulación genética pues tienen la preocupación de que la tecnología aún no está lo suficientemente desarrollada para ser segura, hacen hincapié en que la clonación reproductiva podría ser propensa a abusos (que conducirían a la generación de seres humanos para cosechar sus órganos y tejidos. ¿Ya viste la película LA ISLA?), aunado a las preocupaciones acerca de cómo los individuos clonados podrían integrarse en familias y en la sociedad en general. Otra pretensión sería la de sustituir a un ser querido fallecido, no obstante se obtendría una persona distinta, aunque físicamente idéntica al fallecido. Por lo tanto no sería posible a través de esto métodos, resucitar a nadie aunque se clonen sus células.

La religión católica  dice que «ninguna experimentación científica, en ningún momento y por ningún motivo, puede ser justificada si pasa el límite determinado por el respeto a la vida desde su concepción según lo estableció la voluntad de Dios». La iglesia acepta el avance científico siempre y cuándo no ponga en peligro a la naturaleza y a la identidad del hombre.

Posturas de grupos sociales ante los alimentos transgénicos

La manipulación genética ha permitido ampliar las posibilidades a favor de la humanidad en cuestiones de alimentación, industria y salud, pero aún sigue siendo una actividad compleja. Gran parte de la comunidad científica presenta recelos e incertidumbre ante la capacidad de combinar ADN de diferentes organismos, no se sabe con certeza cómo esto puede afectar la dinámica de los ecosistemas e incluso la integridad física de los individuos y los procesos evolutivos, por lo que aún sigue siendo un motivo de controversias sociales, políticas, económicas, ambientales y jurídicas.

Ahora te toca a ti

¿En qué consiste la ingeniería genética?

¿Qué personaje inició es estudio de la genética humana?

¿Cuál es la finalidad de la clonación humana y animal?

¿Cómo se puede clonar a un ser humano?

¿Qué opinas de los alimentos transgénicos?

¿Qué piensas acerca de la clonación humana?

Glosario

Biodiversidad

Es la medida de la variedad de vida teniendo en cuenta los 3 aspectos fundamentales de los seres vivos, es decir, los genes, las especies y los ecosistemas. Se pueden distinguir 3 tipos la biodiversidad genética, la específica y ecosistémica.

Hormona del crecimiento

Estimula el crecimiento, reproducción celular y la regeneración en humanos y otros animales.

Microorganismos

Virus, bacterias, levaduras, mohos, en general los seres vivos que solo pueden ser apreciados a través de un microscopio.

Vacunas reconvinantes

Vacunas vectores o de organismos recombinante vivos, utilizan micro organismos no patógenos (virus o bacterias) a los cuales se les incorpora, mediante ingeniería genética, genes de agentes patógenos que codifican para los antígenos que desencadenan la respuesta inmune.

ADN

Se denomina así al ácido desoxirribonucleico, un biopolímero que compone el material genético que albergan las células. Tiene la información genética que los seres vivos emplean para su funcionamiento y permite que dicha información sea transmitida mediante la herencia.

Organismo patógeno

Es todo agente que puede producir enfermedad o daño a la biología de un huésped, sea humano, animal o vegetal.

Nucleótidos

Son moléculas orgánicas formadas por la unión covalente de un monosacárido de cinco carbonos, una base ntrogenada y un grupo fosfato. El nucleosido es la parte del nucleótido formada unicamente por la base nitrogenada y la pentosa.

Familia taxonómica

En biología la familia es una unidad sistemática y una categoría taxonómica situada entre el orden y el género o entre la superfamilia y la subfamilia si estuvieran descritas.

 

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