Ingeniería genética: ADN recombinante y organismos transgénicos

La ingeniería genética, es un conjunto de técnicas que permiten a los investigadores manipular los genes de los organismos. Entre los conceptos relacionados con la ingeniería genética, están el del ADN recombinante y el de los organismos transgénicos. 

ADN recombinante

Los genes se pueden mover de una molécula de ADN a otra. La nueva molécula de ADN que se crea a partir de dos moléculas de ADN diferentes se llama ADN recombinante.

El ADN recombinante fue posible gracias al descubrimiento de enzimas especiales llamadas enzimas de restricción. Cada tipo de enzima de restricción puede cortar una cadena de ADN en un punto particular, en una secuencia de nucleótidos. Por ejemplo, una enzima de restricción puede cortar una secuencia de nucleótidos entre dos moléculas de citosina. Esta enzima de restricción dividiría la secuencia de nucleótidos AAGCCT en las piezas AAGC y CT. Al usar diferentes enzimas de restricción, un científico puede determinar la secuencia de nucleótidos en una muestra de ADN.

Las enzimas de restricción se usan para eliminar una sección de ADN que contiene un gen particular. Esta sección se puede transferir a otra molécula de ADN. En las bacterias, parte del ADN se encuentra en anillos llamados plásmidos. Se puede cortar un plásmido con una enzima de restricción. Se puede insertar el gen de otro organismo y se puede reconectar el plásmido.

Cuando el plásmido se replica, también copia el ADN recombinante. Por lo tanto, todos los descendientes de la bacteria también llevarán el ADN recombinante. El proceso de hacer copias adicionales de ADN recombinante es una forma de clonación.

Las bacterias que contienen ADN recombinante se pueden cultivar en grandes cubas. Las bacterias se reproducen rápidamente, haciendo muchas copias de sí mismas en poco tiempo. Si el ADN recombinante lleva la secuencia de nucleótidos para una proteína en particular, estas bacterias producirán grandes cantidades de esa proteína. La proteína puede entonces ser recolectada.

ingeniería genética

ADN recombinante en medicina

Mediante la tecnología de ADN recombinante, se han producido grandes cantidades de proteínas que son útiles en medicina. Por ejemplo, la insulina para tratar la diabetes, la hormona del crecimiento humano para tratar el enanismo y un factor de coagulación para tratar la hemofilia.

La insulina regula la cantidad de azúcar en el torrente sanguíneo. Como resultado, las personas cuyos cuerpos no producen suficiente insulina sufren de diabetes. Hasta hace poco, las personas con diabetes recibían insulina de vacas y cerdos. Sin embargo, estas insulinas son ligeramente diferentes en la secuencia de aminoácidos de la insulina humana y, por lo tanto, a veces causan reacciones alérgicas en las personas. La insulina producida por bacterias genéticamente alteradas no provoca una reacción alérgica. Esta hormona es producida por Genentech.

La hormona del crecimiento humano controla el crecimiento de los huesos. En consecuencia, los niños que carecen de esta proteína crecen muy lentamente y nunca alcanzan un tamaño normal. Sin embargo, la ingeniería genética ha permitido producir suficiente hormona de crecimiento para tratar a miles de niños afectados en todo el mundo. Además, la hormona del crecimiento también se usa en el tratamiento de fracturas óseas de curación lenta.

La hemofilia es la incapacidad de la sangre para coagularse normalmente debido a la falta de un factor de coagulación. Antes de la tecnología de ADN recombinante, el factor de coagulación se reunía de muchos donantes de sangre. Esto podría transmitir el SIDA y otras infecciones virales. El factor de coagulación hecho por bacterias recombinantes, es puro.

El ADN recombinante en la agricultura

Los genetistas están trabajando para desarrollar cultivos diseñados para resistir la sequía y la sal, un mayor rendimiento y un valor nutricional mejorado. Por ejemplo, los girasoles han sido diseñados para producir semillas con una proteína altamente nutritiva que normalmente se encuentra en los frijoles. Además, se han desarrollado plantas de maíz que tienen niveles más altos de triptófano, un aminoácido que aumenta el valor nutricional de las semillas de maíz.

Organismos transgénicos

Cuando los científicos insertan ADN “extraño” en huevos fertilizados de organismos multicelulares, los organismos resultantes tienen el gen insertado en todas sus células. A estos organismos se les denomina transgénicos.

Los organismos transgénicos tienen diversas aplicaciones. Por ejemplo, las ovejas transgénicas están genéticamente modificadas para secretar, en su leche, el factor de coagulación humano que necesitan los enfermos de hemofilia. Esta técnica proporciona una fuente menos costosa y más pura del factor de coagulación. De manera similar, los ratones genéticamente modificados secretan, en su leche, un medicamento para el corazón humano. Dicho medicamento es llamado activador de plasminógeno. De otro lado, las plantas transgénicas pueden tener genes útiles de otros organismos insertados en sus cromosomas. Por ejemplo, un gen de la bacteria Bacillus thuringiensis permite a las plantas producir una sustancia que mata de forma segura las plagas de insectos.

En conclusión, la ingeniería genética es un campo de investigación con infinitas posibilidades de aplicación.

Taller de lectura

  1. ¿Qué es la ingeniería genética?
  2. ¿A qué se le llama ADN recombinante?
  3. ¿Qué puede hacer una enzima de restricción? Dé un ejemplo.
  4. ¿Dónde se encuentra el ADN de las bacterias?
  5. Copie la figura 1.
  6. ¿Qué función cumple la insulina?
  7. ¿Cuál es la diferencia entre la insulina extraída de vacas o cerdos y la producida por bacterias?
  8. ¿Qué función tiene la hormona del crecimiento y cómo ha ayudado la ingeniería genética en su producción?
  9. ¿Qué es la hemofilia?
  10. ¿Cuál es la diferencia entre el factor de coagulación reunido de muchos donantes y el producido por bacterias recombinantes?
  11. Escriba los dos ejemplos de aplicación de ADN recombinante en plantas.
  12. ¿A qué organismos se les denomina transgénicos?
  13. Describa los dos ejemplos de aplicación de animales transgénicos en la medicina.
  14. Dé un ejemplo de aplicación de plantas transgénicas.