EL "BOOM" DE LA INGENIERÍA GENÉTICA Y SUS IMPLICACIONES ÉTICAS

La Ingeniería Genética o Manipulación del ADN y sus aplicaciones biotecnológicas presentan numerosos puntos conflictivos, ya que la Biotecnología forma parte de un entramado socioeconómico y político que hace que esté en el punto de mira de filósofos (Bioética), de la Iglesia Católica, de los ecologistas o de los movimientos sociales anti-globalización.

En la expansión de las biotecnologías han confluido los siguientes elementos:
1. La nueva tecnología del ADN recombinante (la ciencia genética se hace ingeniería). A partir de los años 70.
2. La secuenciación del genoma humano y otros genomas. El PGH culminó en el año 2000, con la publicación del primer borrador por parte del Consorcio Público del PGH y de la compañía Celera Genomics.
3.  La concesión de patentes sobre genes, líneas celulares y organismos transgénicos, como incentivo para las compañías biotecnológicas, aliadas a la industria farmaceútica o de fabricación de pesticidas. En 1980 la Corte Suprema de EE UU concedió la 1ª patente a un organismo GM: una bacteria Pseudomonas modificada para metabolizar petróleo y ser usada para eliminar derrames, creada por General Electric. Más tarde determinó que cualquier organismo pluricelular GM podía ser patentado. Así comenzó el proceso de privatización de los genes (secuencias de ADN u organismos GM propiedad de las compañías biotecnológicas).
4. La globalización del comercio y de la industria. Se puede decir que comienza cen 1995 con la creación de la OMC (Organización Mundial de Comercio). A partir de ese momento se extienden los tratados de libre comercio y la desregulación del comercio internacional que favorece a las compañías multinacionales (resultado de la fusión de compañías de diferentes países o que operan en otros países pero las ganancias retornan al país de origen).
5. La nueva sociobiología, con su énfasis en la base genética de la conducta humana. La sociobiología nació en 1975 con el libro del biólogo estadounidense Edward O. Wilson: Sociobiology: the new synthesis.
6. La revolución informática, Internet (la www nació en 1990) y su aplicación a la biología: la Bioinformática. Su origen se puede situar en 1970 con la publicación de un algoritmo para alineamiento de secuencias. 

 
Los modelos Lego y Ecosistema: dos culturas epistémicas de entender el genoma

EL CÁNCER, ¿HEREDITARIO O AMBIENTAL? REPLICATIVO

La mayor parte de casos de cáncer no se deben ni a una mala herencia ni a hábitos poco saludables, sino sencillamente a la mala suerte durante el proceso de replicación, es decir, a mutaciones aleatorias provocadas por la ADNpol, que no es perfecta, en proto-oncogenes o en genes supresores de tumores. A pesar d esu capacidad de corregir sus propios errores, hay algunos errores que se le pasan por alto, y surgen mutaciones:

APLICACIONES V: OBTENCIÓN DE ORGANISMOS TRANSGÉNICOS. 2ª parte: PLANTAS

1. TABACO (Nicotiana tabacum)
La primera planta transgénica se creó hace 35 años,  en 1982. Era resistente a un antibiótico. En 1986 se hicieron las primeras pruebas de campo con plantas transgénicas de tabaco resistentes a herbicidas. En 1987 se creó una planta de tabaco resistente a insectos por producir un insecticida natural procedente de una bacteria. En 1992 se aprobó por 1ª vez la comercialización de una planta transgénica: China aprobó una planta de tabaco resistente a ciertos virus. En 1994 la UE autorizó la comercialización de una planta de tabaco resistente a herbicidas.


2. SOJA (Glycina max)
La soja transgénica constituye el 50% de los cultivos transgénicos en la actualidad. En 1994 la primera soja transgénica, creada por el gigante de los cultivos transgénicos, Monsanto, fue introducida en el mercado estadounidense. Esta compañía produce un herbicida, Roundup, que contiene glifosfato, que podría ser cancerígeno a altas dosis, de modo que Monsanto vende a los agricultores el herbicida y la soja resistente al herbicida. Como esta soja es resistente al herbicida, los agricultores pueden emplear grandes cantidades. Tras expirar la patente de Monsanto de la primera variedad de soja resistente a Roundup, la Universidad de Arkansas creó una soja transgénica "genérica" (sin marca) por la mitad de precio de la que, además, se podían guardar las semillas de un año para otro (al contrario que la de Monsanto, que obligaba  a los agricultores a comprarle las semillas transgénicas todos los años o pagarle unas tasas).

3. MAÍZ (Zea mays)
El maíz transgénico constituye el 30% de los cultivos transgénicos. Monsanto también comercializa maíz transgénico resistente a Roundup y el maíz Bt, resistente a insecticidas.

4. ALGODÓN (Gossipium sp)
El algodón transgénico constituye el 14% de los cultivos transgénicos. Hay un tipo que incorpora el insecticida natural Bt, de un gen procedente de Bacillus thurigensis. También Monsanto comercializa algodón resistente a su herbicida.

5. CANOLA (VARIEDAD DE COLZA, Brassica sp)
La canola transgénica, para producir un tipo de aceite, constituye el 5% de los cultivos transgénicos. De nuevo Monsanto comercializa canola resistente a  Roundup.


6. ARROZ DORADO  (Oryza sativa)

Es el único caso de planta transgénica para cultivar en el que sus creadores renunciaron a la patente por motivos humanitarios. Este arroz produce beta-caroteno, precursor de la vitamina A, cuya deficiencia es endémica en partes de la India y de otros países que se alimentan en gran medida de arroz, produciendo gran cantidad de ceguera infantil.

 
Por oponerse a los transgénicos, incluido el arroz dorado, 109 Premios Nobel acusan a Greenpeace de crímenes contra la humanidad.

Recursos educativos en biotecnología vegetal del ITQB de Oeiras

  

APLICACIONES V: OBTENCIÓN DE ORGANISMOS TRANSGÉNICOS: 1ª Parte (Animales)

Los organismos trangénicos son aquellos que incorporan un transgen (gen foráneo procedente de otra especie). En este sentido las bacterias recombinantes son transgénicos, aunque se suele reservar el término transgénico a los organismos eucariotas que han sufrido la incorporación de un gen de otra especie, es decir, serían un tipo de OGM (Organismo Genéticamente Modificado).  Otros tipos de OGM son los cisgénicos, que incorporan un gen de la misma especie. Un OGM también podría ser un organismo que sin portar un gen foráneo, haya sido objeto de edición génica  através de la técnica CRISPR. Una de las principales aplicaciones es el cultivo de plantas transgénicas, con la que se obtienen alimentos transgénicos, sobre los cuales existe un intenso debate social.

Vídeo "Qué son los animales transgénicos". 3 minutos.


1. ANIMALES TRANSGÉNICOS
   1.1. Sapo de uñas africano (Xenopus laevis) 
Organismo modelo tetraploide. Estos anuros GM son usados en investigación y como bioindicadores de la contaminación.


   1.2. Mosca del vinagre (Drosophila melanogaster)

El Centro de Biología Molecular Severo Ochoa tiene un Servicio de Transgénesis de Drosophila, destinado  a proporcionar moscas del vinagre transgénicas para investigación a otros laboratorios.

1.3. Ratón (Mus musculus)

El primer animal transgénico, obtenido hace más de 20 años, fue un ratón gigante al que se había introducido el gen de la GH humano:



Ratones transgénicos que expresan una proteína verde fluorescente procedente de una medusa (el gen de esta misma proteína se trató de clonar en un macaco Rhesus, pero no se expresó suficientemente como para visualizarse, de modo que ANDi, inserted DNA leído al revés, fue un fiasco científico, además de abrir el debate de la Ingeniería Genética en Primates y Humanos) . Los ratones transgénicos son muy utilizados  como modelo para el estudio de enfermedades humanas.

   1.4. Ovejas, cabras y vacas.

En el Instituto Roslin de Edimburgo, donde crearon a la oveja Dolly (1º mamífero clonado), obtuvieron la 1ª oveja transgénica y clónica, la oveja Polly que expresaba el factores de coagulación IX, del que carecen los enfermos de hemofilia B. Murió con un año de edad.  En estos casos, se utiliza, la oveja, o la cabra o la vaca, como biorreactor, al producir leche con la proteína de interés. Una cabra transgénica produce un anticoagulante para prevenir la formación de coágulos en recién nacidos.
Una vaca transgénica, Patagonia I, produce insulina en la leche.
Otra vaca argentina, Rosita, era un OGM, con el objetivo de producir leche muy parecida a la humana, destinada a madres que no pueden amamantar a sus hijos.
Se ha obtenido una cabra transgénica que produce la seda de las telarañas en la leche.

   1.5. Peces fluorescentes para acuario: peces cebra Glofish



   1.5 Cerdos transgénicos

Se han creado para la obtención de  órganos histocompatibles para usarlos en xenotrasplantes.
   
  1.6. Mosquitos tigre (Aedes aegypyi)

Se han creado mosquitos con un gen incorporado letal para tratar de reducir las poblaciones de este mosquito en Brasil o en Florida, ya que transmite la fiebre amarilla, el dengue y el Zica, entre otras enfermedades.

Orugas como biorreactores usando baculovirus manipulados genéticamente  por Algenex, pequeña empresa biotecnológica de Pozuelo de Alarcón (Madrid)

UNIDAD 13: INGENIERÍA GENÉTICA

11 de abril: (estándar 8.1)
    1. Endonucleasas de restricción
    2. Vectores de clonación
    3. Técnicas de manipulación del ADN
    4. Clonación molecular
  
12 de abril: Aplicaciones de la Ingeniería Genética
   1. Construcción de genotecas
   2. Obtención de proteínas recombinantes (Estándar: valora la importancia de la biotecnología y la ingeniería genética en la obtención de productos farmaceúticos y en medicina).
   3. Obtención de microorganismos mejorados (Estándar: valora la importancia de la biotecnología y la ingeniería genética en la biorremediación).
   4. Huella genética
13 de abril:
   5. Obtención de animales transgénicos
   6. Obtención de plantas transgénicas
   7. Diagnóstico genético.
   8. Terapia génica.

16 de abril: (estándar 8.2)
   1. El PGH y el genoma humano.
   2. Implicaciones sociales y éticas del genoma humano y la ingeniería genética

CONTENIDOS	CRITERIOS DE EVALUACIÓN	ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE
B3 ·        La ingeniería genética. Principales líneas actuales de investigación. ·        Organismos modificados genéticamente. ·        Proyecto genoma: Repercusiones sociales y valoraciones éticas de la manipulación genética y de las nuevas terapias génicas.	8. Desarrollar los avances más recientes en el ámbito de la ingeniería genética, así como sus aplicaciones.	8.1. Resume sobre las técnicas desarrolladas en los procesos de manipulación genética para la obtención de organismos transgénicos.
	9. Analizar los progresos en el conocimiento del genoma humano y su influencia en los nuevos tratamientos.	9.1. Reconoce los descubrimientos más recientes sobre el genoma humano y sus aplicaciones en ingeniería genética valorando sus implicaciones éticas y sociales.

APLICACIONES IV: HUELLA GENÉTICA

La Huella genética (DNA profiling) desarrollada por Alec Jeffreys en 1984, tiene numerosas aplicaciones en Genética Forense, como son los estudios de filiación o paternidad, o de parentesco en general, así como en Criminología., así como en Biología Evolutiva. Podemos enumerar las siguientes aplicaciones:
1. Condena o exoneración de un sospechoso de violación o asesinato.
2. Determinación de la identidad de un cadáver o de sus restos (p.ej. así se determinó que los restos de Colón, que República Domicana reclamaba poseerlos, están en la Catedral de Sevilla, por comparación con el ADNmt de su hermano, también enterrado en Sevilla).
3. Estudios de compatibilidad en donaciones de órganos.
4. Estudios filogenéticos y de las migraciones humanas en la prehistoria y en la historia.

APLICACIONES III: OBTENCIÓN DE MICROORGANISMOS "MEJORADOS"

Las técnicas del ADN recombinante permiten obtener o "mejorar" microorganismos capaces de:
1. Fabricar polímeros biodegradables o bioplásticos, como los PHA PoliHidroxiAlcanoatos.
2. Degradar hidrocarburos para eliminación de mareas negras y otros vertidos de petróleo: El petróleo es una fuente de carbono, es un nutriente. Lo que para los animales es tóxico, para las bacterias es una fuente de nutrientes. Éstas tienen una capacidad metabólica enorme, mucho mayor que la nuestra; esa es la clave de la Biorremediación.
3. Producir biocombustibles: científicos ingleses han creado una cepa de E. coli capaz de producir biodiesel. Aun no es competitivo frente al gasoil o al biodiesel procedente de aceites vegetales.
4. Producir vitaminas. Para producir vitamina C (ácido L-ascórbico) se ha modificado una bacteria con el gen de otra especie bacteriana, de modo que la mayor parte de esta vitamina producida en el mundo tiene un origen transgénico: Producción transgénica de ácido ascórbico.
5. Eliminación de metales pesados, en otro ejemplo de biorremediación: