. Manipulando los genes uno a uno: biotecnología

Hacia 1972 la biología molecular había alcanzado un desarrollo espectacular. Pero todo lo que los científicos habían hecho hasta entonces era limitarse a observar. Había llegado el momento de intervenir sobre la información genética. Así, la invención de la tecnología del ADN recombinante, denominada ingeniería genética o clonación molecular, permitió al ser humano diseñar por primera vez moléculas de ADN que no existían en la naturaleza.

1.1 Herramientas de la biotecnología

Las herramientas usadas para manipular el ADN:

• Las enzimas de restricción, para cortar. Son capaces de cortar el ADN en secuencias específicas.
• La ADN ligasa, para pegar. Permite unir fragmentos de ADN.
• Los plásmidos, para copiar. Los plásmidos son pequeñas moléculas circulares de ADN que “viven” en el interior de las bacterias. Los plásmidos se usan como vehículos o vectores de ingeniería genética.

Por último, se desarrolló un método para introducir plásmidos en el interior de la bacteria Escherichia coli, llamado transformación.

Así, con todas las herramientas listas para cortar, pegar y copiar, en 1973 Herb Boyer y Stanley Cohen llevaron a cabo el primer experimento de ingeniería genética, o clonación de un gen.

Pocos años después lograron introducir un gen humano en una bacteria.

2. La fabricación de proteínas

Como resultado de aplicar la ingeniería genética a la obtención de productos comerciales, nació una nueva industria: la biotecnología. A partir de entonces el ADN ya no solo interesaba a los biólogos, sino también a industrias muy diversas y de gran importancia económica. El primer producto que se comercializó fue la insulina humana. La producción de insulina humana en el interior de las bacterias permitió prescindir de las insulinas de cerdo o vaca que se venían inyectando los diabéticos y podían provocar problemas. Más proteínas recombinantes comercializadas por las industria farmacéutica:

• El interferón humano: para el tratamiento de la esclerosis múltiple.
• La ADN polimerasa 1: para el tratamiento de la fibrosis quística.
• Vacunas: como la de la hepatitis B.

En la industria alimentaria podemos citar:

• La quimosina (para la elaboración de quesos duros)
• La somatotropina bovina y la hormona de crecimiento bovina (para estimular la producción de leche en vacas)

En la industria de detergentes cabe destacar:

• La Lipolasa: una lipasa (enzima) muy eficiente con la suciedad
• La subtilisina: una proteasa (enzima) resistente a la lejía y a las altas temperaturas.

3. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR)

La reacción en cadena de la polimerasa es una técnica que ha desempeñado un papel esencial en el avance de la genética. Fue desarrollada por Kary B. Mullis.

La técnica permite amplificar rápidamente muestras de ADN, es decir, obtener una cantidad apreciable de ADN a partir de una manera muy pequeña.

4. Los transgénicos

Desde hace miles de años el ser humano ha realizado cruces selectivos de plantas y animales para conseguir mejores variedades vegetales o mejores animales domesticados. Este proceso se denomina selección artificial. Sin embargo, ahora la biotecnología nos permite generar variantes de interés utilizando ADN recombinante. Se denomina organismos transgénicos a los organismos modificados genéticamente (OMG) que portan algún gen de otra especie (transgén). De esta forma, por ejemplo, se han obtenido:

• Bacterias superdegradadoras de petróleo.
• Bacterias productoras de plásticos biodegradables.
• Plantas con resistencia a insectos productores de plagas.

La biotecnología permite introducir material genético gen a gen en una especie de manera precisa. La producción de organismos transgénicos está sometida a controles muy estrictos, siguiendo recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud, para evitar que se produzcan riesgos sanitarios o ambientales cuando se desarrollen a nivel agropecuario. La polémica en la producción de transgénicos se debe, además de a su potencial riesgo biológico, al hecho de que son organismos sujetos a patentes cuyos propietarios ejercen sus derechos económicos sobre los mismos.

5. Células madre y clonación

Las células madre son células con capacidad de dividirse y diferenciarse dando lugar a distintos tipos celulares: células de la piel, células óseas, células musculares, etc.

Las células madre se llaman así porque de ellas es posible obtener las diferentes células del cuerpo humano. La importancia de las células madre radica en la posibilidad de fabricar, a partir de una sola célula, tejidos y órganos que tendrán su misma información genética. Tipos de células madre:

• Las células madre embrionarias, provenientes de embriones excedentes de fertilización in vitro. Su uso presenta problemas éticos.
• Las células madre procedentes de cordón umbilical o de adultos. Su uso no presenta problemas éticos.
• Las células madre inducidas, que se obtienen de células adultas de la piel. Fueron descubiertas en 2007 por James A. Thomson. El objetivo es convertir estas nuevas células en células diferenciadas.

¿Por qué se usan los virus?

Los virus tienen una enorme capacidad de infectar a las células al introducir en ellas su material genético. Si sustituimos el material genético propio del virus por el que necesita, estamos convirtiendo el virus en un estupendo mensajero.

Clonación de animales

Dos métodos: por participación de embriones tempranos o mediante transferencia del núcleo de una célula adulta a un óvulo enucleado.