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La revolución genética:
biotecnología SEGUNDA PARTE
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2. La biotecnología.
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La biotecnología moderna es la ciencia que estudia un conjunto de técnicas
que permiten la manipulación de material genético de organismos vivos, con
el fin de mejorar o desarrollar capacidades determinadas con multitud de
finalidades, buscando el bien para el ser humano.
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2.1. Contexto histórico
La biotecnología es, realmente, antiquísima.
Podríamos remontarla a los orígenes de la agricultura y la ganadería, en el
Neolítico hace unos 10000 años.
Aunque no se tenía conocimiento de las genes, ya se usaba una biotecnología
ancestral.
Desde tiempos remotos se empezaba a dominar la agricultura y la ganadería y
haciendo cruces entre distintas especies, buscaban mejorar sus cosechas o sus
animales.
Como sabéis estos cruces entre especies van a suponer una modificación genética
y es un indicio de manipulación de los seres vivos.
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Gracias a estos cruces hoy podemos comer plátanos sin semillas y una gran
variedad de frutas más suculentas y sabrosas.
Un gran ejemplo a nivel animal ha sido el cruce de perros para llegar a las
distintas razas que hoy conocemos, el Border collie es el resultado de cruces
entre distintos perros, hasta llegar a uno con mayor inteligencia que ayudara al
pastoreo.
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Sin embargo, la biotecnología
moderna, ha requerido conocer los
principios y bases de la genética
actual.
Estos conocimientos, se han fusionado
con los avances tecnológicos.
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2.2 Biotecnología: ciencia
multidisciplinar
El conocimiento científico y técnico de muchas disciplinas ha permitido el
desarrollo de la nueva biotecnología.
Los conocimientos científicos se unen a las distintas herramientas
biotecnológicas, pudiendo tener aplicaciones muy útiles en diferentes áreas.
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2.3 Clasificación cromática de la
biotecnologíaEl uso de la biotecnología es muy amplio y la podemos encontrar en áreas muy diferentes, se ha hecho una clasificación por colores teniendo en cuenta las principales áreas en las que se aplica.
B. verde : Aplicaciones agrícolas y ganaderas. Ej: desarrollo de cereales resistentes a plagas.
B. roja: Aplicaciones médicas. Ej: utilización de organismos para la obtención de productos o fármacos.
B. blanca: Aplicaciones a los procesos industriales y a la bioenergía. Ej: desarrollo de nuevos combustibles
B. azul: Aplicaciones acuáticas y marinas. Ej: preservación y restauración deespecies acuáticas.
B. gris: Aplicada al medio ambiente. Ej: conservación de especies.
B. amarilla: aplicada ala nutrición. Ej: elaboración de pan, cerveza y vino.
B. negra: Aplicada al contrabioterrorismo. Ej: lucha contra los biocrímenes.
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2.4. Principales herramientas en
biotecnología
La tecnología del ADN recombinante.
Las técnicas de ingeniería genética.
Las técnicas de clonación celular.
Las técnicas de cultivo de células y tejidos.
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La tecnología del ADN recombinante
Son una serie de técnicas que permiten manipular el ADN, es decir, cortar, aislar,
pegar, reproducir y secuenciar fragmentos específicos del ADN de cualquier
organismo, este técnica es posible llevarla a cabo entre moléculas de ADN de
especies diferentes.
Pudiendo insertar un fragmento de interés, que proviene de un organismo
donante, en otra molécula de ADN, llamada vector.
El ADN recombinante es cualquier molécula formada por la unión de segmentos
de ADN de origen diferente.
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Alguna de estas técnicas son :
Enzimas celulares : enzimas que se encargan de cortar y unir el ADN,
existentes en células vivas (enzimas de restricción y ligasas)
Análisis de fragmentos de ADN: nos permite analizar los fragmentos de ADN
mediante técnicas como la electroforesis en gel.
A través de la cual obtenemos un patrón de bandas característico de cada
ADN, llamado huella génica que nos permite conocer la identidad de un
individuo. Uno de sus usos son las pruebas de paternidad.
Hibridación mediante sondas de ADN: nos permite realizar la búsqueda
específica de un gen, a través de fragmentos artificiales de ADN, llamados
sondas de ADN, que marcamos con radioactividad y que presentan una
secuencia de nucleótidos complementaria a la secuencia del gen que
queremos detectar.
Entre otras muchas utilidades, se usa para detectar mutaciones en genes que
causen enfermedades como la hemofilia.
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Reacción en cadena de la polimerasa: También conocida como PCR, es una
reacción en cadena que origina miles de copias de un segmento específico de
ADN, mediante la repetición de múltiples ciclos de replicación de ADN in
vitro.
Esta técnica se está usando actualmente para la detección de contagiados
por covid-19.
Secuenciación y clonación de ADN: nos permite conocer el genoma completo
de numerosos organismos y guardar en genotecas (bibliotecas de ADN) los
clones de ADN de interés.
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Electroforesis
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Búsqueda de un gen mediante sondas de ADN (A es la sonda de ADN que
marcamos con radioactividad B )
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PCR covid-19 (a partir de fragmentos ARN del virus)
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Técnicas de ingeniería genética
Son una serie de técnicas que nos permiten la manipulación de un organismo
para conseguir nuevas formas de vida, con combinaciones únicas de genes,
adecuadas a nuestras necesidades.
Nos permite transferir genes entre especies distintas.
Estas técnicas son similares a las del ADN recombinante pero en este caso el fin
es obtener una nueva forma de vida como ya hemos dicho.
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Organismos modificados genéticamente (OGM) : también conocidos como
transgénicos, son organismos (bacterias, hongos, animales y plantas) que
contienen un gen procedente de otro organismo o transgén.
Este tipo de organismos a pesar de ser muy polémicos, tienen múltiples usos
para el hombre:
- Para la mejora del medio ambiente (eliminación de mareas negras gracias a
bacterias modificadas para que digieran hidrocarburos),
- Fabricación de productos industriales, fármacos (muchos antibióticos
proceden bacterias genéticamente modificadas)
- Sirven para aumentar la resistencia de los animales a enfermedades y
aumentar así la producción.
- Mejorar el valor nutritivo de plantas empleadas en agricultura (como el arroz
dorado que ayuda a evitar la deficiencia de vitamina A en personas que
dependen del arroz como alimento principal)
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Terapia génica: tiene como objetivo tratar, curar y prevenir enfermedades
producidas por un solo gen defectuoso introduciendo en el paciente un gen
terapéutico o funcional
* Hay un tipo de terapia génica, la terapia génica de la línea germinal, en la
que se introducen las células transgénicas en un ovulo fecundado, de modo que
los genes terapéuticos formarán parte del código genético de todas las células
del cuerpo y de la línea germinal futura (formarán parte de la herencia).
Este tipo de técnica conlleva con grandes problemas éticos, ya que muchas
personas consideran que se acerca demasiado a los “bebes a la carta” o
eugenesia.
Actualmente sólo se realiza en ratones de laboratorio.
OS ANIMO A VER LA PELÍCULA QUE TENÍA PREPARADA PARA ESTE TEMA
“GATTACA” (1997)
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Técnicas de clonación celular
Es el proceso mediante el cual se producen organismos genéticamente idénticos
entre sí e idénticos al organismo original del que proceden.
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➢ Clonación reproductiva en los animales: para ello se usa la técnica de
transferencia nuclear, que consiste en eliminar el núcleo de un óvulo de un
animal donante y reemplazarlo por el núcleo de una célula somática
(conforman el crecimiento de tejidos) procedente del animal que se quiere
clonar.
Esta técnica se encuentra todavía a nivel “artesanal” ya que la gran mayoría
de animales clonados sufren distintas enfermedades y muerte prematura.
*Como ocurrió con Dolly, primer mamífero clonado en 1996 por científicos
escoceses, tuvo que ser sacrificada a los 6 años de edad por desarrollar una grave
enfermedad pulmonar y artrosis impropia de su edad.
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Clonación terapéutica y células madres o troncales: no es utilizada para
obtener un individuo viable, tiene como objetivo producir células madre que
se usaran con fines curativos.
Las células madre o troncales son células indiferenciadas que pueden tanto
dividirse indefinidamente en células madre, es decir autorrenovarse, como en
condiciones adecuadas, diferenciarse en uno o varios tipos celulares
especializados, como células musculares, células sanguíneas o células hepáticas.
* A finales de los años 80 se descubrió que la sangre del cordón umbilical (SCU)
tiene células madre hematopoyéticas (pueden producir nuevas células
sanguíneas) muy útiles en trasplantes, desde entonces se recogen, se congelan y
se guardan en bancos de SCU (en España estos bancos se nutren de donantes
anónimos, no remunerados)
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Las células madre tienen múltiples usos:
- Testar toxinas y probar nuevos fármacos o cosméticos, clonando piel humana
a partir de células madre, evitando el uso de animales
- Terapias celulares y trasplantes, para reparar órganos y tejidos dañados, uno
de los usos más conocidos es el trasplante de médula ósea
- Estudio de fases iniciales del desarrollo embrionario.
- Y otras que conllevan mayores problemas éticos y legales como generar un
embrión clónico del que obtener células madre para múltiples usos.
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Técnicas de cultivo de células y tejidos
Permiten mantener y crecer in vitro células, órganos y embriones durante largos
periodos de tiempo
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2.5. Proyecto Genoma humano (PGH)
Es el mayor proyecto de investigación biomédica de la historia, se inició en
1990, y permitió localizar, secuenciar y estudiar la función de todos los genes
humanos, lo lograron en un plazo de 15 años.
El PGH marcó el comienzo de la era del genoma en la medicina y la salud,
permitiendo varios avances como identificar genes implicados en distintas
enfermedades, como el Parkinson o el Alzheimer, o realizar estudios de genómica
comparado que aportan información sobre la evolución de los seres vivos, entre
muchos otros.
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2.6. Bioética
Es una actividad multidisciplinar que estudia los problemas éticos que surgen en
la aplicación de las ciencias biomédicas y sus tecnologías que pueden influir y
modificar la vida humana y la de otros organismos.