Ingeniera Gentica La ingeniera es el conjunto de conocimientos y tcnicas, cientficas aplicadas al desarrollo, implementacin, mantenimiento y perfeccionamiento de estructuras (tanto fsicas como tericas) para la resolucin de problemas que afectan la actividad cotidiana de la sociedad.Para ella, el estudio, conocimiento, manejo y dominio de lasmatemticas, la fsica, la qumica y otras ciencias es aplicado profesionalmente tanto para el desarrollo de tecnoloas, como para el manejo eficiente de recursos o fuer!as de la naturale!a en beneficio de la sociedad. La ineniera es la actividad de transformar el conocimiento en alo prctico. La gentica es la rama y estudio de la bioloa que busca comprender la "erencia biolica que se refleja de eneracin en eneracin.#l estudio de la entica permite conocer qu es lo que e$actamente ocurre en el ciclo celular, (replicar nuestras clulas) y reproduccin, (meiosis) de los seres vivos y cmo puede ser que, por ejemplo, entre seres "umanos se transmiten caractersticas biolicas enotipo (contenido del enoma especfico de un individuo en forma de %&'), caractersticas fsicas fenotipo, de apariencia y "asta de personalidad.1. Introduccin(odo oranismo, a)n el ms simple, contiene una enorme cantidad de informacin. #sta informacin se encuentra almacenada en una macromolcula que se "alla en todas las clulas* el %&'. #ste %&' est dividido en ran cantidad de sub+unidades (la cantidad vara de acuerdo con la especie) llamadas enes. ,ada en contiene la informacin necesaria para que la clula sintetice una protena. %s, el enoma (y por consecuencia el proteoma), va a ser la responsable de las caractersticas del individuo. Los enes controlan todos los aspectos de la vida de cada oranismo, incluyendo metabolismo, forma, desarrollo y reproduccin. Por ejemplo, la sntesis una protena - "ar que en el individuo se manifieste el raso .pelo oscuro., mientras que la protena / determinar el raso .pelo claro..0emos entonces que la cara entica de un determinado oranismo no puede ser idntica a la de otro, aunque se trate de la misma especie. 1in embaro, debe ser en rasos enerales similar para que la reproduccin se pueda concretar. / es que una de las propiedades ms importantes del %&', y racias a la cual fue posible la evolucin, es la de dividirse y fusionarse con el %&' de otro individuo de la misma especie para lorar descendencia diversificada.2tra particularidad de esta molcula es su universalidad. 'o importa cun diferente sean dos especies* el %&' que contenan ser de la misma naturale!a* cido nucleico. 1iuiendo este ra!onamiento, y teniendo en cuenta el concepto de en, suren alunas incnitas* 31on compatibles las caras enticas de especies distintas4 3Puede el en de una especie funcionar y manifestarse en otra completamente distinta4 31e puede aislar y manipular el %&'4La respuesta a todas estas preuntas se resume en dos palabras* 5neniera 6entica.2. Definicin de Ingeniera GenticaLa 5neniera 6entica (en adelante 56) es una rama de la entica que se concentra en el estudio del %&', pero con el fin su manipulacin. #n otras palabras, es la manipulacin entica de oranismos con un propsito predeterminado.#n este punto se profundi!ar el conocimiento sobre los mtodos de manipulacin nica. #l fin con el cual se reali!an dic"as manipulaciones se tratar ms adelante, cuando se analicen los alcances de esta ciencia.#n!imas de restriccin.,omo ya se dijo, la 56 consiste la manipulacin del %&'. #n este proceso son muy importantes las llamadas en!imas de restriccin, producidas por varias bacterias. #stas en!imas tienen la capacidad de reconocer una secuencia determinada de nucletidos y e$traerla del resto de la cadena. #sta secuencia, que se denomina 7estriction 8rament Len"t Polymop"ism o 7LP9, puede volver a colocarse con la ayuda de otra clase de en!imas, las liasas. %nloamente, la en!ima de restriccin se convierte en una .tijera de %&'., y la liasa en el .peamento.. Por lo tanto, es posible quitar un en de la cadena principal y en su luar colocar otro.0ectores.#n el proceso de manipulacin tambin son importantes los vectores* partes de %&' que se pueden autorreplicar con independencia del %&' de la clula "usped donde crecen. #stos vectores permiten obtener m)ltiples copias de un tro!o especfico de %&', lo que proporciona una ran cantidad de material fiable con el que trabajar. #l proceso de transformacin de una porcin de %&' en un vector se denomina clonacin. Pero el concepto de clonacin que .circula. y est en boca de todos es ms amplio* se trata de .fabricar., por medios naturales o artificiales, individuos enticamente idnticos.%&' polimerasa.2tro mtodo para la produccin de rplicas de %&' descubierto recientemente es el de la utili!acin de la en!ima polimerasa. :ste mtodo, que consiste en una verdadera reaccin en cadena, es ms rpido, fcilde reali!ar y econmico que la tcnica de vectores.3. Terapia Gnica.La terapia nica consiste en la aportacin de un en funcionante a las clulas que carecen de esta funcin, con el fin de correir una alteracin entica o enfermedad adquirida. La terapia nica se divide en dos cateoras.5. %lteracin de clulas erminales (espermato!oides u vulos), lo que oriina un cambio permanente de todo el oranismo y eneraciones posteriores. #sta terapia no se utili!a en seres "umanos por cuestiones ticas.55. (erapia somtica celular. ;no o ms tejidos son sometidos a la adicin de uno o ms enes teraputicos, mediante tratamiento directo o previa e$tirpacin del tejido. #sta tcnica se "a utili!ado para el tratamiento de cnceres o enfermedades sanuneas, "epticas o pulmonares.4. AplicacionesLa 5neniera entica tiene numerosas aplicaciones en campos muy diversos, que van desde la medicina "asta la industria. 1in embaro, es posible "acer una clasificacin bastante simple bajo la cualse contemplan todos los usos e$istentes de estas tcnicas de manipulacin entica* aquellos que comprenden la terapia nica, y aquellos que se encuentran bajo el ala de la biotecnoloa.5. Usos de la terapia gnica..#n mar!o de =, los investiadores norteamericanos 1teve 7osenber y 9ic"ael ?lease, del 5nstituto 'acional del ,ncer, y 8renc" %nderson, del 5nstituto 'acional del ,ora!n, Pulmn y 1anre, anunciaronsu intencin de llevar a cabo un intercambio de enes entre seres "umanos, concretamente en enfermos terminales de cncer.Los enes trasplantados no "aban sido dise@ados para tratar a los pacientes, sino para que actuaran como marcadores de las clulas que les fueron inyectados, unos linfocitos asesinos llamados infiltradores de tumores, encarados de aniquilar las clulas cancerenas.Las vctimas de cncer murieron, pero la transferencia "aba sido un $ito .#ste fue uno de los primeros intentos de utili!ar las tcnicas de 56 con fines teraputicos.Aoy el desafo de los cientficos es, mediante el conocimiento del 6enoma Aumano, locali!ar .enes defectuosos., informacin entica que provoque enfermedades, y cambiarlos por otros sin tales defectos.La ventaja qui! ms importante de este mtodo es que se podran identificar en una persona enfermedades potenciales que a)n no se "ayan manifestado, para o bien reempla!ar el en defectuoso, o iniciar un tratamiento preventivo para atenuar los efectos de la enfermedad. Por ejemplo, sele podra descubrir a una persona totalmente sana un en que lo pondra en un rieso de disfunciones cardacas severas. 1i a esa persona se le iniciara un tratamiento preventivo, "abra posibilidades de que la enfermedad no lleue nunca.% travs de una tcnica de sondas enticas, se puede rastrear la cadena de %&' en busca de enes defectuosos, responsables de enfermedades enticas raves.1i bien la informacin del 6enoma Aumano fue recientemente descubierta, ya se "an locali!ado los .locus. de varias enfermedades de orien entico. Ae aqu alunas de ellas*Aemofilia B %lco"olismo B ,orea de Auntiton B %nemia 8alciforme B 8ibrosis qustica B Aipotiroidismo ,onnito B 7etraso 9ental B 9iopata de &uc"enne B 9anacodepresin B #squi!ofrenia B 1ndrome deLesc" 'y"an B &eficencia de %&% B Aidrocefalia B 9icrocefalia B Labio Leporino B %no 5mperfecto o 5mperforacin B #spina ?fida.Pero los alcances de la terapia nica no slo se limitan a enfermedades enticas, sino tambin a alunas de orien e$terno al oranismo* virales, bacterianas, proto!oicas, etc. #n febrero de este a@o, porejemplo, se anunci que un rupo de cientficos estadounidenses emple tcnicas de terapia nica contra el virus del 15&%. 1inteti!aron un en capa! de detener la multiplicacin del virus responsable de lainmunodeficiencia, y lo insertaron en clulas "umanas infectadas. #l resultado fue e$itoso* el virus detuvo su propaacin e incluso aument la lonevidad de ciertas clulas de defensa, las ,&C.2tra tcnica peculiar inventada recientemente es la del $enotransplante. ,onsiste en inocular enes "umanos en cerdos para que cre!can con sus ranos compatibles con los "umanos, a fin de utili!arlos para transplantes.#sto nos demuestra que la 5neniera 6entica aplicada a la medicina podra sinificar el futuro reempla!o de las tcnicas teraputicas actuales por otras ms sofisticadas y con mejores resultados. 1in embaro, la complejidad de estos mtodos "ace que sea todava inalcan!able, tanto por causas cientficas como econmicas.. !iotecnologa.Pero el conocimiento de los enes no slo se limita a la 9edicina. La posibilidad de obtener plantas y animales trannicos con fines comerciales es demasiado tentadora como para no intentarlo.Las biotecnoloas consisten en la utili!acin de bacterias, levaduras y clulas animales en cultivo para la fabricacin de sustancias especficas. Permiten, racias a la aplicacin interada de los conocimientos y tcnicas de la bioqumica, la microbioloa y la ineniera qumica aprovec"ar en el plano tecnolico las propiedades de los microoranismos y los cultivos celulares. Permiten producir a partir de recursos renovables y disponibles en abundancia ran n)mero de sustancias y compuestos.%plicadas a escala industrial, las tales biotecnoloas constituyen la bioindustria, la cual comprende las actividades de la industria qumica* sntesis de sustancias romticas sabori!antes, materias plsticas, productos para la industria te$tilD en el campo enertico la produccin de etanol, metanol, bioas e "isrenoD en la biomineraluria la e$traccin de minerales. %dems, en alunas actividades cumplen una funcin motri! esencial* la industria alimentaria (produccin masiva de levaduras, alas y bacterias con miras al suministro de protenas, aminocidos, vitaminas y en!imas)D produccin arcola (donacin y seleccin de variedades a partir de cultivos de clulas y tejidos, especies veetales y animales trannicas, produccin de bioinsecticidas)D industria farmacutica (vacunas, sntesis de "ormonas, interferones y antibiticos)D proteccin del medio ambiente (tratamiento de auas servidas, transformacin de des"ec"os domsticos, deradacin de residuos pelirosos y fabricacin de compuestos bioderadables).Los procesos biotecnolicos ms recientes se basan en las tcnicas de recombinacin entica descritas anteriormente.% continuacin se detallan las aplicaciones ms comunes.". Industria #ar$acutica.2btencin de protenas de mamferos.;na serie de "ormonas como la insulina, la "ormona del crecimiento, factores de coaulacin, etc. tienen un inters mdico y comercial muy rande. %ntes, la obtencin de estas protenas se reali!aba mediante su e$traccin directa a partir de tejidos o fluidos corporales.#n la actualidad, racias a la tecnoloa del %&' recombinante, se clonan los enes de ciertas protenas "umanas en microoranismos adecuados para su fabricacin comercial. ;n ejemplo tpico es la produccin de insulina que se obtiene a partir de la levadura 1ac"aromces cerevisae, en la cual se clona el en de la insulina "umana.2btencin de vacunas recombinantes.#l sistema tradicional de obtencin de vacunas a partir de microoranismos patenos inactivos, puede comportar un rieso potencial.9uc"as vacunas, como la de la "epatitis ?, se obtienen actualmente por 56. ,omo la mayora de los factores antinicos son protenas lo que se "ace es clonar el en de la protena correspondiente.%. Agricultura.9ediante la ineniera entica "an podido modificarse las caractersticas de ran cantidad de plantas para "acerlas ms )tiles al "ombre, son las llamadas plantas transnicas. Las primeras plantas obtenidas mediante estas tcnicas fueron un tipo de tomates, en los que sus frutos tardan en madurar alunas semanas despus de "aber sido cosec"ados.7ecordando que la clula veetal posee una rida pared celular, lo primero que "ay que "acer es obtenerprotoplastos.0amos a ver las tcnicas de modificacin entica en cultivos celulares. #stas clulas pueden someterse a tratamientos que modifiquen su patrimonio entico. Las tcnicas se clasifican en directas e indirectas.#ntre las tcnicas indirectas cabe destacar la transformacin de clulas mediada por %robacterium tumefaciens.#sta bacteria puede considerarse como el primer ineniero entico, por su particular mecanismo de accin* es capa! de modificar enticamente la planta "ospedadora, de forma que permite su reproduccin. #sta bacteria es una autntica provocadora de un cncer en la planta en la que se "ospeda.Las tcnicas directas comprenden la electroporacin, microinyeccin, liposomas y otros mtodos qumicos.#ntre los principales caracteres que se "an transferido a veetales o se "an ensayado en su transfeccin,merecen destacarse*7esistencia a "erbicidas, insectos y enfermedades microbianas./a se dispone de semillas de alodn, que son insensibles a "erbicidas. Para la resistencia a los insectos se utili!an cepas de ?acillus t"uriniensis que producen una to$ina (to$ina + ?t) da@ina para las larvas de muc"os insectos, de modo que no pueden desarrollarse sobre las plantas transnicas con este en. 7especto a los virus se "a demostrado que las plantas transnicas con el en de la protena de la cpsida de un virus, son resistentes a la invasin de dic"o virus.5ncremento del rendimiento fotosinttico.Para ello se transfieren los enes de la ruta fotosinttica de plantas ,C que es ms eficiente.9ejora en la calidad de los productos arcolas.(al es el caso de la col!a y la soja transnicas que producen aceites modificados, que no contienen los caracteres indeseables de las plantas comunes.1ntesis de productos de inters comercial.#$isten ya plantas transnicas que producen anticuerpos animales, interfern, e incluso elementos de unpolister destinado a la fabricacin de plsticos bioderadables%similacin de nitreno atmosfrico.%unque no "ay resultados, se ensaya la transfeccin del en nif responsable de la nitroenasa, e$istente en microoranismos fijadores de nitreno, y que permitira a las plantas que "ospedasen dic"o en, crecer sin necesidad de nitratos o abonos nitroenados, aumentando la sntesis de protenas de modo espectacular.&. 'ro(ecto )UG*Eu es.#l Proyecto 6enoma Aumano es una investiacin internacional que busca seleccionar un modelo de oranismo "umano por medio del mapeo de la secuencia de su %&'. 1e inici oficialmente en F.FFF enes que codifican la informacin necesaria para construir y mantener la vida. Los rpidos avances tecnolicos "an acelerado los tiempos esperndose que se termine la investiacin completa en el GFFH.,uando faltan slo tres a@os (GFFH) para el cincuentenario del descubrimiento de la estructura de la doble"lice por parte de Iatson J ,ricK (