Ingenieria genètica
La ingenieria genètica és la manipulació i modificació dels gens d'un organisme alterant, eliminant o insertant material genètic en el seu genoma per mig de les diferents tecnologias d'edició genètica.[1] Les tècniques d'ingenieria genètica solen implicar l'aïllament, la manipulació i l'introducció d'ADN en un ser viu, normalment per a expressar un gen que codifica per a alguna proteïna o enzima d'interés. L'objectiu és eliminar o introduir noves característiques en un ser viu per a aumentar la seua utilitat.[2] Ya que una proteïna està codificada per una seqüència de ADN específica cridada gen, les versions futures poden modificar-se canviant el ADN. Una forma de fer-ho és aïllar el fragment de ADN que conté el gen, tallar-ho en precisió i reintroducirlo en un segment de ADN diferent.
L'ingenieria genètica té aplicacions molt diverses en camps com la medicina, la biotecnología, l'agricultura industrial i l'investigació científica. Els organismes creats per mig d'ingenieria genètica són coneguts com organismes genèticament modificats o OGM i són la base de productes orgànics sintètics com els aliments transgènics. Els processos d'inducció de la modificació genètica han permés dessifrar l'estructura de seqüències completes de ADN, facilitant aixina la clonació de gens. La clonació genètica és una tècnica molt utilisada en microbiologia per a identificar i copiar un gen concret en un organisme simple amprat com a receptor, una bactèria per eixemple. Este procés és molt important en la síntesis d'alguns subproductes utilisats per al tractament de diverses malaltiaés. Plantilla:Caixa de cita
Tècniques
[editar | editar còdic]L'ingenieria genètica inclou un conjunt de tècniques biotecnológicas, entre elles destaquen:[3]
- La seqüenciació de el ADN
- La reacció en cadena de la polimerasa (PCR).
- Plasmocitosis
- Clonació molecular
- Mutació excepcional
- Bloquege gènic
Tecnologia de el ADN recombinante
[editar | editar còdic]- Artícul principal → ADN recombinante.
La tecnologia del ADN recombinante consistix en aïllar i manipular un fragment de ADN d'un organisme per a «recombinarlo» en el d'un atre organisme[4]
Generalment es tracta el ADN en una endonucleasa de restricció que origina en este cas un brot escalonat en els dos bri dobles de ADN. Els extrems escalonats d'abdós bri de ADN són complementaris, una condició que deuen tindre si es volen unir. Els dos ADN aixina tallats es mesclen, es calfen i es gelen suaument. Els seus extrems cohesivos es aparearán donant lloc a un nou ADN recombinado, en unions no covalente. Les unions covalente es formen afegint ADN ligasa i una font energètica per a formar els enllaços.
Una atra enzima clau per a unir ADN és la transferasa terminal, que pugues adicionar molts residus de desoxirribonucleótidos successius a l'extrem 3´dels bri de el ADN. D'esta manera poden construir-se coes de poli Guanina en els extrems 3´ d'una dels bri de ADN i coes de poli Citosina en els extrems de l'atra cadena. Com estes coes són complementàries, permetran que els dos ADN s'unixquen per complementarietat. Posteriorment, es formen els enllaços covalente per la ADN ligasa.
El ADN recombinado s'inserta en un ADN vector que actue com a vehícul per a introduir-ho en una cèlula hospedadora que ho replique, els vectores o transportadors més utilisats són els plásmidos i el ADN del fago lambda.
Seqüenciació de el ADN
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Seqüenciació de el ADN.
És un conjunt de tècniques que permeten conéixer l'orde en que apareixen els nucleòtits en el ADN,[5] que és la base de l'informació genètica dels organismes. Esta tècnica té aplicacions mèdiques, com la busca d'algun polimorfisme genètic que s'associe en una malaltia; bàsiques: comparar la història evolutiva d'un organisme; o forenses.
Reacció en cadena de la polimerasa (PCR)
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Reacció en cadena de la polimerasa.
La tècnica de la PCR aprofita l'activitat enzimàtica per la que es rèplica el ADN en les cèlules per a conseguir una gran cantitat de còpies de ADN a partir de cantitats menudes.[6] S'utilisa una polimerasa o una mescla de vàries que puguen resistir temperatures elevades, sent la més comuna la polimerasa taq.
La tècnica consistix en realisar varis cicles de temperatures elevades per a conseguir la desnaturalización de el ADN i temperatures més baixes per a l'amplificament de el ADN desnaturalizado per mig de la polimerasa.
Biotecnología genètica
[editar | editar còdic]En la década de 1970 es varen obrir noves perspectives en el camp de les biotecnología gràcies a l'elaboració de noves tècniques que permeten aplegar directament al material que està en l'orige de totes les característiques i processos vitals, és dir, l'ADN. Este conjunt de tècniques moleculars de manipulació genètica rep el nom d'ingenieria genètica.
El seu objectiu és la manipulació in Vitro de el ADN, l'introducció d'este ADN aixina modificat en cèlules vives i l'incorporació del mateix com a part del material hereditari de dites cèlules. D'esta manera, ADN de diverses procedències, per eixemple, la fracció de ADN humà que regula la síntesis d'insulina, pot introduir-se en bactèries de manera que passa a formar part del seu genoma i conseguir aixina que la bactèria adquirixca la capacitat d'elaborar insulina.
Teràpia genètica
[editar | editar còdic]La teràpia genètica consistix en substituir o afegir, segons el cas, una còpia normal de la regió defectuosa de el ADN per a poder solucionar i restablir la funció alterada, evitant el desenroll de malalties d'orige genètic,[7] com per eixemple la facultat defensiva davant les malalties infeccioses. Les malalties en les que s'ha escomençat a treballar són, entre unes atres, la deficiència de l'enzima ADA (adenosina desaminasa), coneguda com la dels chiquets bombeta i la DMD o distròfia muscular de Duchenne.
La possibilitat de curar les malalties genètiques en un tractament específic justifica els esforços que s'estan realisant en este sentit.
Implicacions ètiques
[editar | editar còdic]L'ingenieria genètica té aplicacions en camps molt diversos; dos dels més importants són la medicina i la creació de noves espècies o millora de les existents. El progrés en estos àmbits pot aportar resultats capaços d'aliviar alguns problemes de gran importància, pero no es deu oblidar que l'explotació comercial de les tecnologies requerides només està a l'alcanç d'unes poques empreses multinacionals. Com era d'esperar, la tradicional dependència econòmica dels països subdesenrollats té en l'ingenieria genètica un nou element de desequilibri. En un atre orde de coses, l'ingenieria genètica pot plantejar greus problemes ètics. Hi ha opinions molt diverses sobre on han de situar-se els llímits de manipulació del material que està en la base de tots els processos vitals.
A l'inici dels experiments de el ADN recombinante, varis investigadors varen mostrar la seua preocupació pels riscs que es poden realisar en dites tècniques. En varis països es varen crear comités per a discutir l'us i l'aplicació de tècniques d'ingenieria genètica.[8]
Ingenieria genètica en sers vius
[editar | editar còdic]En bactèries
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Bactèria modificada genèticament.
Són els sers vius més utilisats en Ingenieria Genètica. La més utilisada és la Escherichia coli. S'usa pràcticament en tots els processos de I.G.[9]
Una atra de les aplicacions més actuals que s'han fet, ha segut modificar genèticament bactèries que vixquen en el sistema digestiu del ser humà en un lapsus mínim de 6 mesos a 1 any, en l'objectiu de disminuir la gana. Esta investigació es basa en N-acil-fosfatidiletanolamina, i N-acil-etanolamina, encarregades de manar senyals al hipotàlem, que és l'encarregat de l'ingesta d'aliments.cita requerida
En rent i foncs
[editar | editar còdic]Són junt en les bactèries els sistemes més utilisats. El Saccharomyces cerevisiae va ser el primer sistema eucariota secuenciado completament.[10] Un atre rent important és P. pastoris, utilisada per a conseguir proinsulina en cultiu discontinu i quitinasa en cultiu continu. En el camp dels foncs destaca per la seua llabor mèdica el Penicillium.
Una atra aplicació ha segut el rent P. pastoris s'ha usat para produir grans cantitats de proteïnes, gràcies a que és capaç de créixer en els reactors fins a alcançar molt altes densitat celulars. Per eixemple, s'ha utilisat per a produir quitinasa humana en cultiu continu (0,3 g/L/dia) o proinsulina humana en un sistema discontinu (1,5 g/L).
En animals
[editar | editar còdic]Producció animal per ingenieria genètica:
La manipulació genètica dels animals perseguix múltiples objectius: aumentar el rendiment del ganado, produir animals en malalties humanes per a l'investigació, elaborar fàrmacs, etc.
Peixos transgènics: les aplicacions principals en animals s'han realisat en peixos, degut a que la fecundació és externa, la qual cosa permet l'introducció del gen en el zigot ans que s'unixquen el núcleu del espermatozoide i el del òvul. S'han produït carpes transgèniques que creixen molt més ràpit, per l'incorporació del gen de l'hormona del creiximent de la trucha, i salmones transgènics, que resistixen millor les baixes temperatures.
Mamífers: s'han obtingut rates transgènics, en distints gens modificats.[11] No obstant, encara la seua aplicació per a la millora d'espècies és preliminar, enfocant-se l'estudi des d'un punt de vista més be purament científic.
En plantes
[editar | editar còdic]Actualment s'han desenrollat plantes transgèniques de més de quaranta espècies. Per mig d'ingenieria genètica s'han conseguit plantes resistents a malalties produïdes per virus, bactèries o insectes.[12] Estes plantes són capaces de produir antibiòtics, toxines i atres substàncies que ataquen als microorganismes. També s'han conseguit un atre tipo de millores, com la producció de distintes substàncies en els aliments que aumenten la seua calitat nutricional, millorar les qualitats organolépticas d'un producte o que certes plantes siguen més resistents a determinats factors ambientals, com el fret.
Un gran eixemple d'això és la bactèria Agrobacterium tumefaciens que té la capacitat de transferir ADN entre regnes diferents. L'impacte d'esta troballa ha tingut grans aplicacions en diversos camps de la biologia vegetal, agricultura i biotecnología. Aixina mateix, esta interacció ha donat peu a formular models de senyalisació celular, transporte cèlula a cèlula, import nuclear de proteïnes i ADN i mecanismes d'integració genómica (Tzfira i Citovsky, 2000). Durant el procés d'infecció A. tumefaciens introduïx en la cèlula vegetal una part de la seua ADN (ADN de transferència) el qual és integrat dins del genoma de la planta. Els gens de el ADN-T són expressats en el seu hospedero i induïxen la formació de tumors i la síntesis d'uns derivats d'aminoàcits cridats opines els quals són aprofitats per la bactèria.[13]
Les tècniques d'ingenieria genètica també permeten el desenroll de plantes que donen fruts de maduració molt llenta. Aixina, és possible arreplegar tomates madures de la tomatera i que apleguen al consumidor conservant intactes el seu sabor, olor, color i textura. La millora de la calitat de les llavors és també un objectiu.
Les aplicacions farmacèutiques són un atre gran punt d'interés. La biotecnología permet desenrollar plantes transgèniques que produïxen substàncies d'interés farmacològic, com a anticossos, certes proteïnes o hormones, com l'hormona del creiximent.
Aplicacions en medicina i indústria farmacèutica
[editar | editar còdic]Obtenció de proteïnes de sers vius
[editar | editar còdic]Una série d'hormones com l'insulina, la hormona del creiximent, factors de coagulació, etc., tenen un interés mèdic i comercial molt gran. Abans, l'obtenció d'estes proteïnes es realisava per mig de la seua extracció directa a partir de teixits o decorreguts corporals. En l'actualitat, gràcies a la tecnologia del ADN recombinante, es clonen els gens de certes proteïnes humanes en microorganismes adequats per a la seua fabricació comercial. Un eixemple típic és la producció d'insulina[14] que s'obté a partir del rent Sacharomyces cerevisae, a on es copia el gen de l'insulina en humans.
Obtenció de vacunes recombinantes
[editar | editar còdic]El sistema tradicional d'obtenció de vacunes a partir de microorganismes patógenos inactius, pot comportar un risc potencial. Moltes vacunes, com la de la hepatitis B,[15] s'obtenen actualment per ingenieria genètica. Com la majoria dels factors antigénicos són proteïnes lo que es fa és clonar el gen de la proteïna corresponent.
Vacunes atenuades: S'eliminen els gens de virulència d'un agent infecciós per a provocar una resposta immune. L'organisme modificat genèticament pot usar-se com lo que és cridat una vacuna «viva» sense que existixca risc de que es revertixca al tipo virulent.
Actualment s'està ensajant una vacuna de ceps estables del Vibrio cholerae, este es troba desprovisto del gen que codifica per al seu enterotoxina, la qual provoca la malaltia. Un atre ensaig existent ha segut en la Salmonella, a on se li han llevat certs gens que encara que no són virulent, convertixen al cep en atenuada una volta desapareguts, és dir que disminuïxen la seua virulència 1,000,000 de voltes. La seua efectivitat ha conseguit demostrar-se en ovelles, vacuns, pollets i fins a en humans recentment
Vacunes d'organismes recombinantes vius: Per a estes s'utilisen microorganismes no patógenos als quals s'incorporen gens d'agents patógenos que codifiquen per als antígenos que desencadenen la resposta immune. El virus vacunal té un genoma ampli i secuenciado que permet acomodar varis gens foràneus en el seu interior per lo que és un vector recombinante molt utilisat. A partir d'este método s'ha conseguit desenrollar la vacuna contra la ràbia insertant el genoma del virus, provocant la resposta immune en l'organisme del hospedador. D'igual manera s'han ensajat les expressions de gens que codifiquen per a antígenos de virus de l'hepatitis B, de la grip i del herpes simple. En este método, es podria conseguir el desenroll de vacunes que inmunicen simultàneament per a vàries malalties, insertant en el virus recombinante varis gens de distints organismes patógenos al mateix temps.
Vacunes de subunidades: Per a agents infecciosos que no es poden mantindre en cultiu, s'aïllen els gens que codifiquen per a les proteïnes causants de la resposta. Dits gens es poden clonar i expressar en un hoste alternatiu tals com a bactèries, rent o llínees celulars de mamífers. Després d'insertat el gen d'interés, la bactèria o rent recombinante inicia en la producció de subunidades de proteïnes en grans cantitats, mateixes que són recolectades i purificades per a utilisar-les com a vacunes. La vacuna contra l'hepatitis B va ser la primera posada en el mercat i sent produïda per este método.
Vacunes de ADN: Consistixen en plásmidos en els que s'introduïx solament una diminuta cantitat del material genètic del patógeno contra el que es pretén lluitar. En injectar el plásmido en el múscul o la pell, este penetra dins de la cèlula i aplega al núcleu, comandando llavors la producció dels antígenos del patógeno que desencadenaran la resposta immune. Aixina, es trasllada la fàbrica de la vacuna als teixits de l'hoste. En l'actualitat es realisen ensajos de diverses vacunes d'este tipo, alguns eixemples són la vacuna per a l'hepatitis B, per a la malaria, per a la grip, per al herpes simple i per a el SIDA.
Diagnòstic de malalties d'orige genètic
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Diagnòstic genètic preimplantacional.
Coneixent la seqüència de nucleòtits d'un gen responsable d'una certa anomalia, es pot diagnosticar si este gen anómal està present en un determinat individu.
Fins ara ha segut possible la localisació dels gens responsables de la fibrosis quística, la distròfia muscular, l'hemofília o l'Alzheimer.[16] Per a identificar estos gens s'usen sondes de ADN.
La clonació de gens pot rendir dos tipos de productes: el ADN clonat, útil com a reactiu específic en ensajos de diagnòstic per hibridació o be els productes proteics dels gens clonats (antígenos purificats per a inmunodiagnóstico en producció de vacunes).
Hi ha descrites prop de 500 malalties hereditàries produïdes per mutacions recesivas. Les tècniques d'ingenieria genètica han servit per a diagnosticar algunes d'elles, per eixemple, l'anèmia falciforme.
Obtenció d'anticossos monoclonales
[editar | editar còdic]Este procés obri les portes per a lluitar contra malalties com el càncer i diagnosticar-ho inclús ans que apareguen els primers síntomes.
l'interferón va ser el primer medicament produït per ingenieria genètica.[17] És utilisat com a medicament complementari a la quimioteràpia per a la cura del càncer. La seua producció era cara fins a 1980, pero gens de interferón varen ser introduïts en bactèries usant tecnologia de recombinació de el ADN permetent aixina el cultiu massiu i purificació de les emissions bacterianes.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Pure and Applied Chemistry.84(2)
- 377–410.ISSN 1365-3075.doi:10.1351/PAC-REC-10-12-04.Consultat el 2025-10-19.
- ↑ «Glossari: Ingenieria genètica». ec.europa.eu. Consultat el 2024-06-19.
- ↑ Baca, Laura Elena Lauría; Álvarez, {{{nom2}}} (4 d'agost de 2015). Biologia 2 (en és), Grup Editorial Pàtria. ISBN 9786077442776.
- ↑ Echegaray, Jaione Pozuelo (5 d'octubre de 2016). el+ADN+recombinante+consistix+en+aïllar+i+manipular+un+fragment&hl=és&sa=X&vejau=0ahUKEwi_qLXZ4d7XAhVFWhQKHfjQBkQQ6AEIJjAA#v=onepage&q=tecnolog%C3%ADa%20de el%20ADN%20recombinante%20consistix%20en%20aïllar%20i%20manipular%20un%20fragment&f=false La Biologia en 100 preguntes (en és), Edicions Nowtilus S.L.. ISBN 9788499678160.
- ↑ Teijón, José María (2006). el+ADN&hl=és&sa=X&vejau=0ahUKEwjQ_qmB4t7XAhVCWRQKHQMmCfUQ6AEIKzAB#v=onepage&q=secuenciaci%C3%B3n%20de el%20ADN&f=false Fonaments de bioquímica estructural (en és), Editorial Tebar. ISBN 9788473602280.
- ↑ Tortora, Gerard J.; Funke, {{{nom2}}}; Case, Christine L. (2007). Introducció a la microbiologia (en és), Ed. Mèdica Panamericana. ISBN 9789500607407.
- ↑ Aldridge, Susan (juliol de 1999). El fil de la vida: Dels gens a l'ingenieria genètica (en és), Edicions AKAL. ISBN 9788483230503.
- ↑ «Frontiers 2018/19: Emerging Issues of Environmental Concern» (en en). UNEP - UN Environment Programme. Consultat el 2021-01-03.
- ↑ Torrens, David Bo (2011-11). ¿Per a qué servixen els transgènics? : totes les claus d'una tecnologia útil i controvertida (en és), Edicions Universitat Barcelona. ISBN 9788447535453.
- ↑ Cereijido, Marcelino (1 de giner de 1997). ser+el+primer+sistema+eucariota+secuenciado&hl=és&sa=X&vejau=0ahUKEwiT6qzN597XAhVDWRQKHZGfBgcQ6AEIJjAA#v=onepage&q=Saccharomyces%20cerevisiae%20va ser%20el%20primer%20sistema%20eucariota%20secuenciado&f=false Per qué No Tenim Ciència (en és), Sigle XXI. ISBN 968232095X.
- ↑ Virgili, Rafael Oliva; Taboada, {{{nom2}}} (2006). Genoma humà: nous alvanços en investigació, diagnòstic i tractament (en és), Edicions Universitat Barcelona. ISBN 9788447530359.
- ↑ Beltrán, José Pío; Porter, {{{nom2}}}; Olmedo, {{{nom3}}}; Pere, {{{nom4}}} (2003). Plantes transgèniques (en és), Universitat de Salamanca. ISBN 9788478007189.
- ↑ Valderrama, A., Arango, R. i Afanador, L. (2005). Transformació de plantes mediada per agrobacterium: "Ingenieria genètica natural aplicada". Rev.Fac.Nal.Agr.Medellín, 58(1), 2569-2585.
- ↑ Cuéllar, Alicia Yolanda Dorantes; Sibaja, {{{nom2}}}; Aguirre, {{{nom3}}} (10 de maig de 2016). Endocrinologia clínica de Dorantes i Martínez (en és), Editorial El Manual Modern. ISBN 9786074485585.
- ↑ Ats/due Servici de Salut de Castella I Leon. Temari Vol Iii Ebook (en és), MAD-Eduforma. ISBN 9788466548687.
- ↑ (ed.), Carlos María Romeo Casabona (15 de giner de 2009). Genètica humana (en és), Universitat de Deusto. ISBN 9788498307436.
- ↑ Medigraphic (decembre de 1991). Medica de l'Hospital General (en és), Medigraphic.
Vore també
[editar | editar còdic]Bibliografia relacionada
[editar | editar còdic]- [[Archiu:{{#switch:Ingenieria|20px|Vore el portal sobre Ingenieria]] Portal:Ingenieria. Contingut relacionat en Ingenieria.
Enllaços externs
[editar | editar còdic]General
- Si com a tomates transgèniques, ¿m'eixiran escamas? Els transgènics en el Museu Virtual Llegint el Llibre de la Vida.
- Les Noves Technologías de la Modificació Genètica Humana: Un Llindar de Desafiu per a la Humanitat
- L'Ingenieria Genètica i el Xenotrasplante [1] archivat en Wayback Machine.
- Ingenieria genètica, clonació i evolució humana
Notícies
- Troben proteïna que induiria la clonació natural de les plantes.
- Control of female gamete formation by a small RNA pathway in Arabidopsis.
- IPN reproduïx plantes sense llavors. [2] archivat en Wayback Machine.
Referències
[editar | editar còdic]- Este artícul conté una traducció derivada de «Ingeniería genética» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.