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MUTACION - mutaciones Cromosómicas, anomalías cromosómicas sexuales numéricas, mutaciones letales y deletéreas, ventajas de la ingeniería genética
MUTACION
Es una alteración o cambio en la información genética de un ser vivo y que, por
lo tanto, va a producir un cambio en las características que se presenta súbita
y espontáneamente, se puede transmitir o heredar a la descendencia.
Mutaciones Cromosómicas
Las mutaciones cromosómicas son las alteraciones en la estructura de los
cromosomas, esto se debe a las primeras divisiones de cigoto
o gameto-génesis. Estas alteraciones se pueden observar durante la
metafase del
ciclo celular y que tiene su origen en roturas de las cadenas del ADN no
reparadas o mal reparadas, entre otros factores.
Anomalías numéricas
También se denominan mutaciones genómicas, ya que varía el número de cromosomas
del genoma.
Se denomina monotonías, cuando en lugar de 2 cromosomas homólogos solo en uno,
y trisomía, cuando en lugar de 2 cromosomas hay 3 cromosomas homólogos.
Anomalías cromosómicas autosómicas numéricas
Son alteraciones en el número de copias de alguno de los cromosomas no
sexuales, que producen alteraciones en el fenotipo, como
por ejemplo:
Trisomía del cromosoma 21 más conocida como Síndrome de
Down.
Trisomía del cromosoma 18 más conocida como Síndrome
de Edwards.
Trisomía del cromosoma 13 más conocida como Síndrome de
Patau.
Anomalías cromosómicas sexuales numéricas
Son alteraciones en el número de copias de alguno de los dos cromosomas
sexuales humanos, es decir en el último par de cromosomas.
Síndrome de Klinefelter (trisomía de los cromosomas sexuales:
47, XXY).
Síndrome del triple Y (llamado a veces síndrome del supermacho: 47, XYY).
Síndrome del triple X (llamado a vecessíndrome de la superhembra: 47,
XXX).
Mutaciones y sus desventajas
Las mutaciones son la materia prima de a evolución. La evolución tiene lugar
cuando una nueva versión de un gen, que originalmente surge por una
mutación, aumenta su frecuencia y se extiende a la especia gracias a
la selección natural o a tendencias genéticas aleatorias. Ante se pensaba
que las mutaciones dirigían la evolución, pero en la actualidad se
cree que la principal fuerza directora de la evolución es la selección natural,
no las mutaciones. No obstante, sin mutaciones las especies
no evolucionarían.
La selección natural actúa para eliminar las mutaciones desventajosas, por eso
está actuando continuamente para proteger a la especie de
la decadencia mutacional. Sin embargo, la mutación desventajosa surge
a la misma velocidad a la que la selección natural la elimina, porque las
poblaciones nunca están completamente limpias de formas mutantes
desventajosas de los genes. Estas mutaciones que no resultan de ser
ventajosas pueden ser el origen de enfermedades genéticas que
pueden transmitirse a la siguiente generación. En este vídeo se puede observar que la vida de las personas con mal
formaciones en su cuerpo no es muy fácil y la tiene que luchar porque
la gente es tan intolerante que siempre se verá
el desprecio hacia la persona con tan defecto.
Estas personas se tiene que vender a circos o
a exhibiciones donde la otra gente va y se burla de ellos, esto lo hacen
con el fin de conseguir el suficiente dinero para ir a un médico y que lo
vuelva una persona común y corriente para ser aceptado por lo demás y no
lo tratencomo objeto sino como
PERSONA.
Tipos de mutación según sus consecuencias
Las consecuencias fenotípicas de las mutaciones son muy variadas, desde grandes
cambios hasta pequeñas diferencias tan sutiles que es necesario emplear
técnicas muy elaboradas para su detección.
Mutaciones morfológicas
Afectan a la morfología del
individuo, a su distribución corporal. Modifican el color o la forma de
cualquier órgano de un animal o de una planta. Suelen producir malformaciones.
Un ejemplo de una mutación que produce malformaciones en humanos es aquella que
determina la neurofibromatosis. Esta es una enfermedad hereditaria,
relativamente frecuente (1 en 3.000 individuos), producida por una mutación en
el cromosoma 17 y que tiene una penetracial del 100% y expresividad variable.
Sus manifestaciones principales son la presencia de neurofibromas, glioma del nervio óptico, manchas cutáneas de color café con
leche, hamartonas del iris, alteraciones óseas
(displacía del
esfenoide, adelgazamiento de la cortical de huesos largos). Con frecuencia hay
retardo mental y macrocefalia.
Mutaciones letales y deletéreas
Son las que afectan la supervivencia de los individuos, ocasionándoles la
muerte antes de alcanzar la madurez sexual. Cuando la mutación no produce la
muerte, sino una disminución de la capacidad del individuo para sobrevivir y/o
reproducirse, se dice que la mutación es deletérea. Este tipo de
mutaciones suelen producirse por cambios inesperados en genes que son
esenciales o imprescindibles para la supervivencia del individuo. En general las mutaciones
letales son recesivas, es decir, semanifiestan solamente en homocigosis o bien,
en hemicigosis para aquellos genes ligados al cromosoma X en humanos, por
ejemplo.
Mutaciones condicionales
Son aquellas que sólo presentan el fenotipo mutante en determinadas condiciones
ambientales (denominadas condiciones restrictivas), mostrando la
característica silvestre en las demás condiciones del medio ambiente (condiciones permisivas).
Un ejemplo es la mutación Curly en Drosophila melanogaster que se
manifiesta como las puntas de las alas del insecto curvadas
hacia arriba. A temperaturas permisivas de 20 a 25 °C (las cuales son, por
otro lado, las típicas del
cultivo de este organismo) las moscas homocigóticas para el
factor Curly no se diferencian de las moscas normales. No obstante,
bajo condiciones restrictivas de temperaturas menores a 18 °C, las
moscas Curly manifiestan su fenotipo mutante.
Mutaciones bioquímicas o nutritivas
Son los cambios que generan una pérdida o un cambio de alguna función
bioquímica como,
por ejemplo, la actividad de una determinada enzima. Se detectan ya que el
organismo que presenta esta mutación no puede crecer o proliferar en un medio
de cultivo por ejemplo, a no ser que se le suministre un compuesto determinado.
Los microorganismos constituyen un material de elección para estudiar este tipo
de mutaciones ya que las cepas silvestres solo necesitan para crecer un medio
compuesto por sales inorgánicas y una fuente de energía como la glucosa. Ese tipo de medio se
denomina mínimo y las cepas que crecen en él se dicen prototròficas.
Cualquier cepa mutante para un gen que produce una enzima perteneciente a
unavía metabólica determinada, requerirá que se suplemente el medio de cultivo
mínimo con el producto final de la vía o ruta metabólica que se encuentra
alterada. Esa cepa se llama autotrófica y presenta una mutación bioquímica o
nutritiva.
Mutaciones de pérdida de función
Las mutaciones suelen determinar que la función del
gen en cuestión no se pueda llevar a cabo correctamente, por lo que desaparece
alguna función del
organismo que la presenta. Este tipo de mutaciones, las que suelen ser
recesivas, se denominan mutaciones de pérdida de función. Un ejemplo es la
mutación del
gen hTPH2 que produce la enzima triptófano hidroxilasa en humanos.
Esta enzima está involucrada en la producción de serotonina en el cerebro. Una
mutación (G1463A) de hTPH2 determina aproximadamente un 80% de
pérdida de función de la enzima, lo que se traduce en una disminución en la
producción de serotonina y se manifiesta en un tipo de depresión llamada
depresión unipolar.
Mutaciones de ganancia de función
Cuando ocurre un cambio en el ADN, lo más normal es que corrompa algún proceso
normal del
ser vivo. Sin embargo, existen raras ocasiones donde una mutación puede
producir una nueva función al gen, generando un fenotipo nuevo. Si ese gen
mantiene la función original, o si se trata de un gen duplicado, puede dar
lugar a un primer paso en la evolución.
La unidad genética capaz de mutar es el gen que es la unidad de información
hereditaria que forma parte del ADN. En los seres multicelulares, las
mutaciones sólo pueden ser heredadas cuando afectan a las células
reproductivas.
Unaconsecuencia de las mutaciones puede ser una enfermedad genética, sin
embargo, aunque en el corto plazo puede parecer perjudiciales, a largo plazo
las mutaciones son esenciales para nuestra existencia. Sin mutación no habría
cambio y sin cambio la vida no podría evolucionar.
LA INGENIERIA GENETICA
Todo organismo, aún el más simple, contiene una enorme cantidad de información.
Esta información se encuentra almacenada en una macromolécula que se halla en
todas las células: el ADN. Este ADN está dividido en gran cantidad de
sub-unidades (la cantidad varía de acuerdo con la especie) llamadas genes. Cada
gen contiene la información necesaria para que la célula sintetice una
proteína. Así, el genoma (y por consecuencia el proteoma), va a ser la
responsable de las características del
individuo. Los genes controlan todos los aspectos de la vida de cada organismo,
incluyendo metabolismo, forma, desarrollo y reproducción. Por ejemplo, la
síntesis una proteína X hará que en el individuo se manifieste el rasgo
'pelo oscuro', mientras que la proteína Y determinará el rasgo
'pelo claro'.
Vemos entonces que la carga genética de un determinado organismo no puede ser
idéntica a la de otro, aunque se trate de la misma especie. Sin embargo, debe
ser en rasgos generales similar para que la reproducción se pueda concretar. Y
es que una de las propiedades más importantes del ADN, y gracias a la cual fue
posible la evolución, es la de dividirse y fusionarse con el ADN de otro
individuo de la misma especie para lograr descendencia diversificada.
Otra particularidad de esta molécula es su universalidad.No importa cuán diferente
sean dos especies: el ADN que contengan será de la misma naturaleza: ácido
nucleico. Siguiendo este razonamiento, y teniendo en cuenta el concepto de gen,
surgen algunas incógnitas: sSon compatibles las cargas genéticas de especies
distintas? sPuede el gen de una especie funcionar y manifestarse en otra
completamente distinta? sSe puede aislar y manipular el ADN?
La respuesta a todas estas preguntas se resume en dos palabras: Ingeniería
Genética.
Desarrollo
Concepto de Ingeniería Genética:
La Ingeniería Genética (en adelante IG) es una rama de la genética que se
concentra en el estudio del ADN, pero con el fin su manipulación. En otras
palabras, es la manipulación genética de organismos con un propósito
predeterminado.
Breve reseña histórica de la Genética:
El descubrimiento de la estructura del ADN (1953) y el desciframiento de las
primeras letras del
código genético en 1961 dio lugar en los años sesenta a una toda una serie de
investigaciones aplicadas. La biología molecular cobró auge y las tecnologías
aplicadas al estudio de las diferentes dimensiones de la vida pasaron a primer plano. El ámbito más
importante de la biotecnología pasó a ser desde la década de los 70 lo que se
denominó ingeniería genética.
Los primeros experimentos con éxito de la ingeniería genética tuvieron lugar en
1973 después de que, en 1972, se creara la primera molécula de ADN recombinante
en laboratorio: experimentos de ADN recombinante en que genes de una especie
son introducidos de otras especie y funcionan correctamente. Así que
transcurrieron aproximadamente 20 años para pasarde la investigación básica a
la tecnología aplicada con éxito.
En 1973 se patentó por primera vez en EEUU una técnica de recombinación
genética.
En 1975 se fundó Genentech Incorporated, primera empresa de ingeniería genética
En 1977 se fabricó con éxito una hormona humana en una bacteria
En 1978 se clonó el gen de la insulina humana
En 1982 se crea el llamado “superratón” insertando el gen de la hormona del
crecimiento de una rata en óvulos de la hembra del ratón fecundados.
En 1987 propuesta comercial para establecer la secuencia completa del genoma humano.
En 1988 se patenta por primera vez un organismo producido mediante ingeniería
genética. Se crea la organización HUGO para llevar a cabo el proyecto Genoma
Humano: identificar todos los genes del
cuerpo humano, cuyo número estimado es de cincuenta a cien mil.
En 1993 se consigue por primera vez clonar embriones humanos, aunque el
experimento no prospera.
En 1996 elaboración del primer mapa del genoma humano que se
calcula que estará terminado hacia el 2002 o 2003. Clonación de dos monos a
partir de células embrionarias.
En 1997 clonación de la oveja Dolly.
Entre los objetivos alcanzados por la ingeniería genética desde 1973, ya en
fase de aplicación, los más conocidos son:
El empleo de la hormona del crecimiento, obtenida artificialmente, para el
tratamiento del enanismo
El uso del interferón para el tratamiento de algunas enfermedades víricas
Utilización generalizada de los anticuerpos monoclonales en el diagnóstico
clínico
La introducción de la vacuna contra la hepatitis
El empleo de proteínas obtenidas artificialmentepara tratar congestiones
cardiacas y fracturas
Utilización de anticuerpos monoclonales para aumentar las defensas del cuerpo
frente al cáncer y otras enfermedades
El empleo de hormonas del crecimiento para aumentar la producción de carne y
leche en el ganado vacuno
La obtención de materiales para la industria del plástico a partir de microbios
El empleo del interferón para el tratamiento de determinados tipos de cáncer
La obtención de microbios para la extracción de petróleo del subsuelo y para
combatir la contaminación por vertidos de petróleo
El empleo de microbis para la extracción de metales en las industrias de
tratamiento de desechos
La creación de nuevas razas de cultivos capaces de elaborar los propios
fertilizantes y de resistir la sequía y las enfermedades.
Concepto de Cáncer:
Cáncer es una palabra que se refiere aproximadamente a 150 enfermedades
que muestran dos características en común: (1) un crecimiento descontrolado de
las células y (2) la habilidad para invadir y dañar tejidos sanos
localmente o a distancia dentro del
cuerpo. El noventa por ciento de los canceres humanos se originan en el
epitelio (las capas de células que cubren la superficie del
cuerpo y sostienen los distintos órganos internos y diversas glándulas); estos
canceres son conocidos como
carcinomas. Los sarcomas son canceres de los tejidos de soporte del organismo, como
los huesos, músculos y vasos sanguíneos. Los canceres de la sangre y el sistema
linfático son llamados leucemias y linfomas respectivamente. Los gliomas son
canceres del
tejido nervioso. Losmelanomas crecen de células con pigmentaciones obscuras, como las de la piel.
Células humanas cancerosas
Causa del Cáncer:
El cáncer ocurre cuando el DNA presente en un gen es alterado de forma
tal que ya no puede instruir a la célula en la cual reside para producir
determinada proteína de manera normal. Dicha alteración puede ocurrir cuando el
gen es expuesto a la radiación o determinadas drogas o químicos, o
cuando algunas, aún incomprendidas, señales internas ocurren. Estos
factores pueden ocasionar que el DNA contenido en un gen se rompa y recombine
erróneamente o mute. Una vez que cualquiera de estos cambios han ocurrido,
ciertos genes pueden transformarse en oncogenes, mientras que otros genes
(genes supresores del
cáncer llamados anti-oncogenes) pueden ser desactivados.
Si un gen se ha convertido en un oncogén, la célula en la que
está alojado puede comenzar a producir inusitados grandes volúmenes de una
de sus proteínas normales o producir una forma alterada de esa proteína. Si un
anti-oncogén se ha desactivado, la célula que lo contiene puede ya no producir
una proteína normal cuya función es suprimir el cáncer. El algunos casos
raros, una proteína aberrante es producida cuando un virus cancerígeno se
introduce en una célula e inserta un oncogén. Una vez que una de estas
desviaciones en la producción de proteínas ha ocurrido, la célula altera
su tamaño, forma y superficie características y comportamiento. De esta
forma se convierte en una célula cancerosa que es fácilmente distinguible de
una célula normal.
Crecimiento del Cáncer dentro del
cuerpo:
Todo cáncer inicia conuna sola célula que se ha liberado de las
restricciones de crecimiento presentes en todas las células normales. A causa
de que los cambios ocurridos en la célula cancerosa han sido producidos
directamente por su DNA (la base molecular de la herencia), estos son
transmitidos a cada célula hija en crecimiento a partir de la célula cancerosa
original, eventualmente, una familia de células anormales es conformada.
Exceptuando el caso de la leucemia, estas células forman una masa o
tumor.
Las células del
tumor comienzan entonces a presionar fuera de sus límites, infiltrando y
colapsando tejidos normales. Pequeño cúmulos de células pueden
entonces liberarse y emigrar a sitios distantes, comúnmente invadiendo el
sistema circulatorio sanguíneo o linfático. Después de viajar a un
nuevo órgano, las células cancerosas abandonan los vasos sanguíneos o
linfáticos e invaden los tejidos conquistados, entonces continúan
multiplicándose formando tumores secundarios, este proceso de expansión a
locaciones lejanas es llamado metástasis. Eventualmente, cada foco de
invasión altera el funcionamiento normal del organismo, y muchas veces conduce a la
muerte.
Tratamiento del Cáncer a través de la Ingeniería Genética:
Terapia Génica:
La terapia génica consiste en la aportación de un gen funcionarte a las células
que carecen de esta función, con el fin de corregir una alteración genética o
enfermedad adquirida. La terapia génica se divide en dos categorías:
ï‚· Alteración de células germinales (espermatozoides u óvulos), lo que origina
un cambio permanente de todo el organismo y generaciones posteriores.Esta
terapia no se utiliza en seres humanos por cuestiones éticas.
ï‚· Terapia somática celular. Uno o más tejidos son sometidos a la adición de
uno o más genes terapéuticos, mediante tratamiento directo o previa extirpación
del tejido.
Esta técnica se ha utilizado para el tratamiento de cánceres o enfermedades
sanguíneas, hepáticas o pulmonares.
Existen varios enfoques de la terapia génica experimental en el tratamiento del cáncer. Algunos se
basan en la introducción en las células cancerosas de genes que den lugar a la
producción de moléculas tóxicas. Cuando tales genes se expresan (esto es,
cuando la maquinaria celular los utiliza para la síntesis de proteínas), las
proteínas resultantes matan a esas mismas células tumorales. Otras estrategias
apuntan a la corrección o compensación de mutaciones genéticas adquiridas.
También hay planteamientos que persiguen la activación de los procesos
encargados, de suyo, de la reparación de tales fallos.
Incremento de los poderes del sistema inmune
para tratar al cáncer:
Reconociendo la remarcable habilidad del
sistema inmune para defender al cuerpo en contra de la enfermedad, los
científicos han soñado por largo tiempo con desarrollar una nueva forma de
tratamiento oncológico, la inmunoterapia. La clave de la inmunoterapia
oncológica esta en reforzar al sistema inmune de forma que sea más capaz
de combatir a las células cancerosas, actualmente, muchas formas de
inmunoterapia están siendo exploradas en investigaciones de laboratorio y
ensayos clínicos. La mayoría de estos intentos utilizan sustancias
biológicas natural para activar al sistema inmune,los científicos son capaces
de reproducir estas sustancias fuera del
cuerpo a través de ingeniería genética y técnicas
de hibridoma. Las distintas formas de
inmunoterapia
quedan dentro de tres categorías: modificadores de la respuesta inmune,
anticuerpos monoclonales y vacunas.
Modificadores de la respuesta inmune: Son sustancias, ya sea intrínsecas o
extrínsecas al organismo, que afectan la respuesta inmune, un grupo de
modificadores extrínsecos es conocido como potenciadores inmunes, los cuales
incluyen al BCG, C. parvo y endotoxina, los cuales son microbios o productos
microbianos que han mostrado ser capaces de modificar la respuesta inmune y,
bajo ciertas condiciones, causar la regresión tumoral o frenar su
crecimiento.
Anticuerpos monoclonales: Uno de los más importantes
adelantos en inmunología es la habilidad para producir anticuerpos puros en
grandes cantidades, estos anticuerpos, llamados anticuerpos monoclonales,
pueden ser dirigidos a antígenos cancerosos específicos. Los monoclonales
pueden ser usados tanto en el tratamiento como
el diagnóstico del cáncer, en el laboratorio,
sirven como
poderosas herramientas para definir los antígenos tumorales que
distinguen a las células cancerosas de las células normales. Cuando son ligados
a isótopos radioactivos, pueden detectar grupos de células cancerosas a
través del cuerpo, en conjunción con
medicamentos anticancerígenos y toxinas naturales, pueden servir como 'misiles guiados' para dirigir esas
sustancias a la localización del
tumor. Los monoclonales se han mostrado prometedores en el tratamiento de
linfoma,leucemia y cáncer de colón.
Vacunas: Las vacunas están siendo desarrolladas y probadas en pacientes
para prevenir recurrencias de cánceres tratados previamente. Las vacunas contra
cáncer son moléculas compuestas, llamadas antígenas, los cuales se encuentran
en las células cancerosas, y están siendo inyectados con catalizadores
químicos adecuados para estimular una respuesta inmune contra un tipo de cáncer
en específico. Los esfuerzos actuales están dirigidos a vacunas contra el
melanoma, cáncer de pecho y rectal y otros.
Ventaja de la inmunoterapia en el control del cáncer:
Dado que la inmunoterapia utiliza sustancias naturales para reforzar el
sistema inmune propio del cuerpo, promete ser una forma
más natural y mejor dirigida de tratar el cáncer que la
quimioterapia y la radioterapia, más aun, enfoques inmunológicos, usando
la exquisita capacidad de reconocimiento del sistema inmune,
deberán permitir a los médicos detectar el cáncer más pronto, lo cual
es una importante ventaja para controlar la enfermedad.
Se espera que las inmunoterapias se conviertan en una opción de
tratamiento para cánceres en distintos niveles de desarrollo. Cuando un cáncer
es localizado, el tratamiento usual actualmente es cirugía o radiación o
una combinación de ambos, una vez que el cáncer se ha extendido, la
lesión primaria es usualmente removida de manera quirúrgica, siendo usados
la radiación y la quimioterapia para eliminar las células cancerosas
restantes. Pude ser que la inmunoterapia llegue a eliminar
algún día la necesidad de tratamientos tradicionales en las
fases iniciales del
cáncer previniendoque las células formen un tumor sólido. En medida que el
cáncer progrese, la inmunoterapia podría tomar el lugar de la quimio
o la radioterapia mediante la estimulación del sistema inmune para que destruya las
células que quedaron después de los procedimientos quirurgicos. En casos
en que la quimioterapia o radiación son usados, la inmunoterapia tiene el
potencial de aumentar la eficacia de estos dos tratamientos y de disminuir sus
efectos tóxicos (la quimio y radioterapia pueden dañar al propio sistema
inmune, el sistema de formación sanguíneo y otras partes del cuerpo)
Una forma de inmunoterapia, las vacunas, puede servir algún día como
preventivo del cáncer, se espera que las vacunas detengan recurrencias de tipos
específicos de cáncer en personas que han sido previamente atacadas por los
mismos, mediante la creación de una condición de inmunidad adquirida.
Investigación del tratamiento del Cáncer en Venezuela:
El cáncer, segunda causa de muerte en Venezuela, está siendo estudiado en
el Laboratorio de Bioquímica Celular del Centro de Microbiología y
Biología Celular del IVIC con modernas técnicas genéticas y conceptos
recientes de la Medicina Molecular, utilizando tecnologías como el PCR e
ingeniería genética en el diseño de posibles tratamientos complementarios a los
usuales.
Cuando una célula del
cuerpo comienza a crecer rápida y desorganizadamente aparece el tumor maligno o
cáncer. Si ésta se detecta a tiempo habría más posibilidades de curación o en
su defecto mejor tratamiento con menores efectos secundarios. Desde 1974 el Dr.
Manuel Rieber y su equipo estudia diversas fórmulaspreventivas para combatir el
cáncer, entre ellas la aplicación de PCR a la detección de la expresión
diferencial de genes, la cual constituye una tecnología de frontera para el
trabajo experimental en diversas disciplinas biomédicas.
La expresión diferencial de genes ocurre en procesos como el envejecimiento
celular, desarrollo de tumores y anomalías genéticas, 'pero con el uso del
PCR ( Polymerase Chain Reaction) que es un método para amplificar secuencias de
un determinado gen dentro de una gran cantidad de ADN -explica el Dr.
Rieber- y la técnica de la expresión diferencial de genes, podemos
detectar cambios tempranos, tardíos o permanentes en respuesta a la
transducción de señales'.
En la edición de marzo del Cancer Research se publica un trabajo de los
doctores Rieber y Strasberg en cooperación internacional con investigadores de
la Universidad de Harvard y el Hospital General de Massachusetts, 'un
aporte importante porque facilita subsiguientes experimentaciones del efecto de
drogas antineoplásicas contra tumores más invasivos', explica el
doctor Rieber.
En el entendido que es vital la formación de recursos humanos de primer orden
en el campo de la salud, se realizó recientemente en el IVIC el Curso
Experimental Internacional para Combatir el Cáncer, bajo los auspicios del
'Programa de Biotecnología de la Salud' de la Universidad de las
Naciones Unidas, y con apoyo del Centro Internacional de Ingeniería Genética y
Biotecnología (ICGEB).
Este Curso, dictado por los doctores Manuel Rieber y Mary Strasberg para
científicos del área biomédica, ha entrenado a jóvenes profesionalesde
Argentina, Colombia, Cuba, Chile, Costa Rica, México, Panamá, Uruguay y
Venezuela interesados en Terapia y Diagnóstico de Cáncer. En él se difundió a
nivel experimental y conceptual los avances más recientes en terapias
moleculares alternativas como
aquellas que sensibilizan y favorecen la apoptosis (muerte celular programada)
de tumores resistentes a formas tradicionales de terapia.
CONCLUSIONES
La ingeniería genética puede ser la vía más rentable para conseguir la cura
para el cáncer, y por las informaciones que se dan en este trabajo, podemos
observar que no se está muy lejos de conseguirlo.
La Ingeniería genética tiene numerosas aplicaciones en campos muy diversos, que
van desde la medicina hasta la industria. Sin embargo, es posible hacer una
clasificación bastante simple bajo la cual se contemplan todos los usos
existentes de estas técnicas de manipulación genética: aquellos que comprenden
la terapia génica, y aquellos que se encuentran bajo el ala de la
biotecnología.
Dado que la inmunoterapia utiliza sustancias naturales para reforzar el sistema
inmune propio del cuerpo, promete ser una forma
más natural y mejor dirigida de tratar el cáncer que la
quimioterapia y la radioterapia, más aun, enfoques inmunológicos, usando
la exquisita capacidad de reconocimiento del sistema inmune,
deberán permitir a los médicos detectar el cáncer más pronto, lo cual
es una importante ventaja para controlar la enfermedad.
El tratamiento del cáncer es una aplicación de la Ingeniería genética en pro de
la humanidad, pero cabe la posibilidad de que este campo sea utilizado sin
conciencia y puedellegar a ser perjudicial; es por esto que la Ingeniería
genética se ha visto obstaculizada por los conceptos éticos y morales dando
como resultado que las investigaciones se vean restringidas, retrasándose así
el desarrollo de los descubrimientos y progresos en la genética.
Ventajas de la ingeniería genética:
- Gracias a la ingeniería genética, los científicos pueden hacer ciertas
combinaciones entre genes de diferentes especies, para así solucionar
problemas y mejorar el rendimiento económico-comercial de las explotaciones.
- Se pueden buscar curas a enfermedades genéticas para que las nuevas
generaciones nazcan más sanas
- Al tomate por ejemplo se le ponen genes anti sentido (en sentido
inverso a un gen concreto) para así retrasar el proceso de reblandecimiento.
- Gracias a esto, la ciencia ha conseguido que se cultiven plantas con
mayor tolerancia a la sequía o protegidos frente a virus.
- En algunos cultivos, se han puesto genes de bacterias para que desarrollen
proteínas insecticidas y reducir el empleo de insecticidas.
- También se pueden insertar genes humanos responsables de la producción de
insulina en células bacterianas para que obtener insulina de gran calidad a
bajo coste. Estas células pueden producir mucha cantidad ya que se reproducen a
una gran velocidad.
Desventajas de la ingeniería genética
- Uno de estos peligros es el hecho de que detrás de los proyectos de
manipulación genética están las compañías multinacionales muy
preocupadas por el interés económico.
- También pueden “contaminar” otras plantas no transgénicas.
- Pueden llegar a sercancerígenas en el caso de ser consumidos por sujetos
proclives o en un estado inmunológico deficiente. No obstante esto es
una hipótesis pero que muchos médicos que están en contra de los alimentos transgénicos lo
afirman.
- Puede producir alergias, algo que preocupa mucho a los productores de
estos alimentos. Puede ser debida al material genético transferido, a la
formación inesperada de un alérgeno o a la falta de información sobre
la proteína que codifica el gen insertado
Algunos de estos inconvenientes, se han llegado a poner a prueba. Por ejemplo:
-En el mes de agosto de 1998 el científico Arpad Pusztai decidió
hacer públicas las conclusiones de un experimento de laboratorio realizado a su
cargo y bajo control del Instituto de Investigaciones Rowett, con ratas
alimentadas con patatas transgénicas las cuales serían responsables
de deficiencias inmunológicas observadas en los animales. Su informe
emitido por la televisión británica exacerbó las prevenciones que vienen
esgrimiendo muchos consumidores sobre este tipo de alimentos. Como
resultado de este suceso Pusztai fue despedido como investigador del
Instituto Rowett cuyas actividades son financiadas por el gobierno.
Tomates Naturales
Tomates Transgénicos
Nuevos tomates azules
Mejoramiento genético
El concepto de mejoramiento genético de animales (MGA) posiblemente
sugiere distintas imágenes en diferentes personas. En el plano práctico, surge la idea de usar y
combinar mejores razas y animales en las diversas especies de animales
domésticos, sin preguntarnos mucho acerca de definir o evaluar el mérito o de
cómodefinir mejores. En el plano científico, las ideas que aparecen con más
frecuencia están relacionadas con los últimos avances publicitados en
tecnología reproductiva y molecular, como la clonación (producción de animales
genéticamente idénticos) y otras manipulaciones recientes de la reproducción y
el uso de marcadores genéticos del ADN (depositario de la información genética
de los organismos) para la selección. En realidad, la situación es algo
diferente.
Este trabajo pretende dar una visión general de la disciplina y describir
algunos de sus métodos y sus problemas actuales en 1998.
Un intento de definición
El MGA consiste en aplicar principios biológicos, económicos y
matemáticos, con el fin de encontrar estrategias óptimas para aprovechar la
variación genética existente en una especie de animales en particular para
maximizar su mérito. Esto involucra tanto la variación genética entre los
individuos de una raza, como
la variación entre razas y cruzas.
El MGA involucra procesos de evaluación genética y difusión del material genético seleccionado, en los cuales se
pueden usar tecnologías reproductivas artificiales tales como
la inseminación artificial (AI), la ovulación múltiple y transferencia
embrionaria (OMTE), la fertilización in vitro de embriones, así como el uso de marcadores
de ADN. Los dos principales problemas que nos formulamos en un programa
de MGA son:
1.-Cómo definir el mérito (objetivo del programa) y,
2.-Cómo lograr este objetivo (sistema de evaluación, uso y difusión de la
mejora a la población comercial).
Las dos herramientas primordiales del MGA son laselección (determinar
cuáles individuos van a dejar descendencia) y los sistemas de apareamiento
(determinar cómo los individuos seleccionados serán apareados).
La medición de la producción animal
La herramienta que más ha impactado el mejoramiento animal en el mundo es
el control de producción. En efecto, la medición objetiva de la producción de
los animales sirve para hacer evaluaciones de los mismos para la selección,
evaluar las razas y cruzas, estimar los parámetros requeridos para
los programas, medir aspectos económicos y optimizar el proceso.
En un principio, los sistemas de control fueron generalmente simples e
incluyeron solo evaluaciones de cantidad (producción de leche, peso del vellón en ovejas,
pesos corporales a determinadas edades en animales productores de carne). Más
recientemente, las necesidades del mercado y el deseo de los criadores de tomar
decisiones en base a un conjunto de características mas estrechamente
relacionadas con el valor económico de la producción y la consideración de
aspectos sociales en los objetivos de producción, han incorporado una serie
diversa de características de calidad, como el contenido de grasa de la carne y
proteína de la leche, características de la carne como el área de músculo en
diversos cortes, la dureza, el porcentaje de grasa etc. Algunas de estas características
son difíciles o imposibles de medir en el animal vivo, por lo que son evaluadas
a través de métodos indirectos. Un ejemplo es el uso del scanner para
medir características de composición corporal como el porcentaje de grasa en el animal in
vivo. Otras características que seevalúan en los programas de mejoramiento son
las relacionadas con la fertilidad, la supervivencia y la resistencia a enfermedades. En etapas más
recientes se ha intentado medir variables asociadas con los costos de
producción, como
el costo de los alimentos y medicamentos. En general, los avances técnicos
están permitiendo realizar mediciones más precisas y frecuentes e incluir
características más estrechamente relacionadas con los objetivos de los
programas genéticos.
El control de producción está generalmente asociado, salvo en el caso de
sistemas de producción extensivos en rumiantes, a un completo y riguroso
control genealógico, que implica el registro de los padres de cada animal en la
población y permite estructurar el pedigrí necesario para el cálculo de los
coeficientes de parentesco utilizados en las evaluaciones genéticas y en el
cálculo de coeficientes de consanguinidad.
Un aspecto fundamental de estos sistemas de evaluación es el control de
calidad; los errores, tanto de datos de producción como de pedigrí pueden afectar negativamente
las tasas de mejoramiento genético. Por este motivo, en los países con mayor
desarrollo en este campo, la participación de organismos oficiales
(Universidades, organismos estatales), han sido claves para propiciar la
aceptación de la información de campo, como
veraz y válida. Este desarrollo históricamente ha estado ligado a un alto grado
de participación del
gobierno y las organizaciones de ganaderos. Esta naturaleza colectiva se ha
requerido debido a la naturaleza a largo plazo de las inversiones en
mejoramiento genético, a la necesidad decontar con personal capacitado para
organizar y mantener en operación los sistemas de evaluación y a la necesidad
en muchos casos de realizar las evaluaciones en los rebaños comerciales, como
en el caso de los rumiantes.
En muchos países, intereses particulares de asociaciones de razas,
agrupaciones gremiales, desconocimiento de los principios científicos de la
mejora así como de una ineficiente coordinación y promoción de la mejora
genética por parte del gobierno, han paralizado la aplicación de la mejora
genética. El costo ecológico por el mantenimiento de grandes números de
animales improductivos con un impacto negativo en el medio ambiente y en la economía
para estos países, por la necesidad de importar material genético y por las
pérdidas productivas, es difícil de cuantificar con precisión pero es sin duda
considerable.
Modelos lineales + computadoras + inseminación artificial
El avance explosivo de la tecnología computación ligado a desarrollos
teóricos en el área de los modelos estadísticos aplicados al análisis de datos
obtenidos en condiciones reales de producción, permitieron la implementación de
métodos muy eficaces para el cálculo de valores genéticos estimados (VGEs)
aprovechando la información del control de producción y de pedigrí, en forma
que actualmente se puede considerar que dichas implementaciones son una
tecnología madura y su instrumentación es básicamente un ejercicio de aplicación.
Esta metodología ha permitido tremendos avances en algunas especies, como es el caso de los
bovinos productores de leche. Se estima que una vaca promedio, obtenida por IA
en EstadosUnidos, incrementa su producción en más de 100 kg de leche por año
(aproximadamente 0.32 lt/día) por razones puramente genéticas. Esto tiene,
junto con el cambio en otras características, una gran importancia económica
para los productores y la industria, al grado que los productos de las
industrias que han realizado mayor mejora genética, como la producción de
leche, huevos, carne de cerdo y carne de pollo, han capturado una mayor
proporción del mercado, debido en parte, al abaratamiento de los costos de
producción por la mayor eficiencia de los animales. Esto se ha logrado con el
uso de animales superiores a través del
uso de los VGEs para la selección. Estos VGEs son calculados con una
metodología que se conoce como
BLUP (best linear unbiased prediction o mejor predicción lineal insesgada), de
acuerdo a las propiedades teóricas de las soluciones. Esto ha sido posible
también gracias al desarrollo de métodos emparentados al BLUP como
el REML (máxima verosimilitud restringida) para estimar parámetros genéticos o
matrices de varianzas y covarianzas requeridas para ponderar adecuadamente los
factores del
modelo.
Dos descubrimientos claves en este sentido fueron las ecuaciones del
modelo mixto de Henderson que redujo considerablemente las dimensiones de los
sistemas de ecuaciones simultáneas a resolver para obtener los VGEs y la incorporación
de las correlaciones entre los valores genéticos de los animales al
modelo, mediante la matriz de parentesco, que se construye a partir de la
información contenida en el pedigrí. Al obtener estimaciones confiables e
insesgadas de los VGEs de animales enmuchos rebaños, lo que fue posible al
usar la inseminación artificial, por primera vez la industria pudo
comparar los valores genéticos de los animales de toda la población, lo
que le dio a la selección un tremendo poder. Este proceso tiende a destruir la
estructura piramidal jerárquica tradicional de los hatos reproductores, debido
a que los animales superiores son elegidos en forma horizontal.
En otros casos, la estructura jerárquica es mantenida parcialmente por
una falta de adopción de las técnicas modernas como
por ejemplo en la producción de lana en Australia o muchos productores de
sementales de ganado de carne en América Latina. En especies con elevada
fecundidad y reducido costo por individuo, el elevado número de progenie por
animal reproductor y los menores costos de operación, permiten la
centralización del proceso de mejoramiento en
núcleos de empresas privadas que controlan todas las poblaciones de
reproductores como
en pollos de engorde, gallinas productoras de huevos y en forma creciente,
cerdos. Una población rigurosamente seleccionada abastece en este caso a un
estrato multiplicador, capaz de proveer de animales al estrato comercial. En
cierto modo, una situación similar puede ser creada en rumiantes (a mayor
costo), al incrementar su capacidad de reproducción usando la transferencia
embrionaria y la fertilización in vitro.
Divide y vencerás, simplifiquemos el modelo
En cierto modo, el éxito de los métodos de selección es un producto de la
simplificación. La aplicación de un modelo genético conceptualmente completo a
características controladas por muchos pares degenes, implica considerar
simultáneamente tantos parámetros correspondientes a efectos que complicarían
el modelo en forma excesiva para hacerlo práctico. Los experimentos necesarios
para generar este tipo de parámetros son frecuentemente imposibles o limitados
a una escala que comprometería la utilidad de los estimadores. En un principio
la simplicidad de los modelos de evaluación genética fue necesaria debido a
limitaciones de capacidad de cómputo y la ausencia de una teoría matemática
para realizar una estimación insesgada del
valor genético en presencia de factores de confusión debidos al ambiente (años,
épocas, rebaños) e información de parientes.
Los modelos de evaluación genética utilizan generalmente los efectos
genéticos aditivos directos (del propio
animal) y maternos (debidos a la variación del genotipo de la madre que afecta
características que se miden temprano en la vida de los animales). Los efectos
aditivos son aquellos que se deben al efecto independiente de cada alelo,
mientras que la dominancia se debe a interacciones dentro
cada locus y la epistasis a interacciones entre alelos
localizados en diferentes loci. En términos generales la variación aditiva es la
mas importante para la selección animal. Los efectos no aditivos son
importantes en la manifestación de los efectos negativos de la consanguinidad y
en los positivos de la heterosis. Los modelos utilizados actualmente para
la evaluación dentro de una población contienen efectos genéticos aditivos y en
ocasiones de dominancia. Esto no quiere decir que los efectos de interacción no
sean importantes, solamente indica que enpromedio son menos importantes bajo
los modelos y suposiciones utilizados. El modelo puede ser una limitante, en el
sentido de que sólo se puede encontrar lo que se busca.
En caracteres afectados por la variación genética maternal, como el peso al destete
en rumiantes, generalmente los efectos maternos son incluidos en el modelo. En
presencia de varias características, se usan enfoques multivariados que son
extensiones de los modelos para una característica. Aquí un requisito crítico
es la disponibilidad de estimadores adecuados de las correlaciones
genéticas entre las características, que frecuentemente son difíciles de
estimar con precisión.
Otra complicación importante son las interacciones genotipo x ambiente,
cuando los efectos genéticos y ambientales actúan en forma conjunta para
producir el fenotipo. Este tipo de interacción puede reducir la eficacia de la
selección realizada en otras condiciones ambientales, debido a problemas de
adaptación de los animales. Esto puede implicar la necesidad de desarrollar
programas de selección específicos para cada ambiente particular de producción
con el fin de mantener la eficacia del
mejoramiento. Sus efectos han sido poco estudiados en características de
reproducción y sobrevivencia. En general, se considera que este tipo de efectos
son importantes cuando se comparan genotipos y ambientes extremos, como Bos indicus y Bos
taurus en ambientes templado y tropical. En ocasiones, pueden influir en el
diseño de programas de selección introduciendo errores adicionales, que hacen
necesario replicar los ambientes de prueba de los genotipos y evaluarlos animales
en las condiciones reales de producción.
Nuevos avances en la tecnología reproductiva y molecular pueden permitir
perfeccionar el análisis y utilización de las interacciones entre genes y entre
los genes y el medio ambiente.
Homo economicus
A pesar de que la justificación central del mejoramiento genético animal
es económica, hay muchos problemas a resolver antes de una adopción de
criterios económicos completamente adecuados en el diseño de programas
genéticos. En rigor, la situación ideal es una donde los objetivos para el
mercado futuro se conocen con precisión. De este modo, se pueden evaluar sin
error los valores económicos asociados con cada componente de la respuesta y se
pueden seleccionar las características a incluir en el programa. Esto nunca es
completamente cierto y es necesario recurrir a aproximaciones en presencia de
incertidumbre Esto obliga a realizar análisis de sensibilidad y riesgo. Para
ilustrar este tipo de problema, podemos tomar como
ejemplo el énfasis que en Australia,
EE.UU.. y otros países se le está dando en los programas genéticos al marmoleo
de la carne de vacuno. Esto se basa en los altos
precios que alcanza la carne con alto marmoleo (capas de grasa visible en el
músculo) en cierta fracción del
mercado de la carne en Japón. Resulta muy factible que este precio cambie con
el tiempo, o que el mercado quede saturado antes de que se logre cambiar
significativamente la población en este sentido. Incluso es posible que se
desarrollen otros medios, diferentes de los genéticos para manipular este
aspecto. Si los esfuerzos invertidos sondesproporcionados con respecto del retorno esperado y
el riesgo, la decisión de poner mucho énfasis en cambiar esta característica
puede ser inadecuada. Esto estimula la necesidad de realizar estudios para
determinar qué opciones pueden ser mas adecuadas para la industria.
Mientras que el usuario del material genético puede tener una idea más o
menos clara de los objetivos de selección, es decir cuáles son las principales
variables que requieren maximizar para incrementar el rendimiento económico
(por ejemplo la producción de kg de cordero por oveja y por hectárea por año),
para determinar cuáles son las características que se deben medir y cuáles son
las ponderaciones económicas asociadas con ellas, es necesario diseñar un
modelo bioeconómico del sistema de producción.
Recientemente, se han introducido aspectos sociales como criterios adicionales en la definición
de objetivos de selección. En realidad estos criterios han existido siempre,
pero en cierto modo no se habían realizado intentos para incorporarlos en forma
sistemática en los objetivos de selección. Un ejemplo pueden ser criterios que
incrementen la sustentabilidad de un sistema de producción. Se pueden
desarrollar índices que combinen en una medida sintética el mérito total de los
animales para un mercado en particular combinando aspectos económicos y
sociales. Resulta frecuentemente preferible basar la selección en criterios
económicos y utilizar aspectos complementarios como los biológicos para afinar y poner una
dirección razonable al cambio genético de varias características
simultáneamente.
Los objetivos biológicos pueden estarbasados en la maximización de
medidas físicas de la producción (por ejemplo kg de proteína por hectárea por año).
Se ha argumentado que este tipo de medidas pueden ser más estables que las
económicas, considerando la necesidad de incrementar la productividad a largo
plazo en presencia de fluctuaciones de precios y otros componentes financieros.
Una pregunta interesante es si es recomendable para cada unidad de producción
seguir un programa genético que haga máximos los retornos, ponderando en forma
específica las características, o bien toda la industria debe tender a utilizar
un criterio uniforme de selección. Esta pregunta aún no tiene una respuesta
clara. El segundo enfoque sin embargo, parece adecuado, suponiendo que los
efectos del
ambiente pueden ser en cierta medida optimizados y estandarizados. Esto no es
siempre posible en sistemas de pastoreo o donde las fluctuaciones ambientales
son parte del
sistema.
Estructura de las poblaciones
En muchos casos observamos la presencia de estructuras piramidales de la
población, en la que el mejoramiento fluye desde el ápice de la pirámide hacia
la base. El ápice es el núcleo o grupo de animales élite. Frecuentemente este
núcleo es el único grupo de la población que está en control de producción.
Aquí podemos distinguir estructuras de núcleos abiertos y dispersos, como es el
caso de las poblaciones de vacunos productores de leche, donde cualquier vaca
registrada de alguna raza en control de producción, puede convertirse en madre
de un semental de inseminación artificial y por lo tanto incorporarse a este
núcleo, o núcleos cerrados como en pollos deengorde y gallinas productoras de
huevo, donde los animales (genes) de los estratos inferiores nunca vuelven
hacia arriba. En este tipo de estructuras puede haber estratos intermedios
multiplicadores, que permiten incrementar el número de machos para ser usados como reproductores en la
base. Se conoce que la base, después de un tiempo, llega a tener un
mejoramiento por año similar al observado en el núcleo cuando en la base se
usan machos del núcleo como reproductores. Sin embargo, existe un
retraso asociado con el nivel genético, correspondiente a dos generaciones por
estrato. La inseminación artificial y la transferencia de embriones fecundados
desde el núcleo para ser usados en la base, son medios de reducir este retraso.
Por lo anterior, la expresión económica del mejoramiento y la consanguinidad en
la población base, deben ser evaluadas a nivel de la población comercial, dado
que tanto la superioridad genética como la consanguinidad, se van a extender en
forma diferente, dependiendo de si existen estratos multiplicadores, de si se
usa IA o si el estrato comercial está basado en animales cruzados o de una sola
población (ver sección siguiente). Cuando los animales de la población
comercial son cruzas de poblaciones no emparentadas, la importancia práctica de
la consanguinidad se reduce considerablemente. El peligro de los métodos
basados en núcleos cerrados consiste en la posibilidad de que interacciones
genotipo x ambiente reduzcan la respuesta genética en la población comercial
cuando el núcleo es mantenido en condiciones de ambiente (alimentación, manejo,
clima) diferentes a la base.Esto puede ocurrir cuando un país depende de la
importación de material genético evaluado en condiciones ambientales
diferentes.
Razas, cruzas y VGEs de animales cruzados
Los modelos de evaluación genética se aplican generalmente a
reproductores dentro de una población, por ejemplo una línea o raza de
animales. Tradicionalmente, la selección y el cruzamiento han sido consideradas
como estrategias separadas para el mejoramiento genético. El uso de cruzamientos
es muy común en especies productoras de carne, donde es deseable que las líneas
femeninas sean fértiles y relativamente ligeras para reducir los costos de
mantenimiento, mientras que los animales de engorda se espera que sean de
rápido crecimiento, lo que muchas veces está asociado con una menor fertilidad
y mayor peso adulto, dando mayores costos de mantenimiento en raza pura.
Una manera de combinar estas ventajas es mediante el cruzamiento de una
línea (raza) ligera de hembras, con una línea (raza) de machos de rápido
crecimiento, de este modo se puede optimizar el sistema, balanceando el mérito
genético del crecimiento, con el de las necesidades de mantenimiento de las
hembras. Cuando las hembras son cruzadas, se puede obtener mayor fertilidad
y ventajas al usarlas como madres. Otro aspecto muy importante del cruzamiento,
reside en el fenómeno llamado heterosis o vigor híbrido. Este fenómeno permite
explotar el hecho de que diferentes alelos han sido fijados en diversos loci en
razas distintas. Al cruzar dos razas, podemos esperar un incremento en la
heterocigosis, es decir en la proporción de loci heterocigóticos comparados
conlos valores dentro de cada raza. Generalmente, este incremento en la
heterocigosis se asocia a un mayor rendimiento productivo, una mayor fertilidad
y una mayor tasa de supervivencia. Este vigor híbrido o heterosis se explica
con teorías que postulan tanto efectos genéticos de dominancia como epistasis.
A nivel teórico se supone que un animal que contiene dos tipos alternativos de
genes es superior en su capacidad de adaptación al medio ambiente. La depresión
observada por consanguinidad es la otra cara de la heterosis, dado que el
incremento en el coeficiente de consanguinidad está asociado a una pérdida de
heterocigosis.
En especies de gran fecundidad, como las aves y los cerdos, el uso de las
ventajas de los cruzamientos se basan en la cría de animales cruzados para las
granjas comerciales a partir de cruzas entre animales de raza pura, o bien en
sistemas de cruzamientos que al reemplazar las razas de los machos utilizados
en forma rotacional, permiten mantener altos los niveles de heterosis. En
bovinos y rumiantes en general, esta estrategia no es fácil de usar por su baja
fecundidad, que restringe el número de animales cruzados comparados con el
total de raza pura. Por esto, muchas nuevas razas o poblaciones sintéticas,
producto de diversos cruzamientos entre varias razas y posterior reproducción
entre sí, se han venido desarrollado. La idea aquí es poder aprovechar la heterosis
y realizar la selección en una sola población. Asimismo, en muchos casos se
trata además de combinar características deseables que se encuentran en
poblaciones diferentes como la adaptación a medios ambientesdifíciles y la
capacidad de producir con mayor eficiencia. Un ejemplo de este tipo de animal
es la popular raza Santa Gertrudis de bovinos productores de carne, que fue
desarrollada a partir de cruzamientos entre las razas Shorthorn (Bos
taurus) y Brahman (Bos indicus). En ese caso se trató de combinar las mejor
calidad de la carne, fertilidad del Shorthorn, con la mayor tolerancia al calor
y las garrapatas del Brahman. En el caso de las poblaciones sintéticas,
una proporción de la heterosis es retenida comparada con el nivel exhibido por
las cruzas entre dos razas puras. Dos principales problemas que han limitado la
difusión de razas sintéticas, son su menor aceptación por parte de los
granjeros y por el otro, en muchos casos lo pequeño de las poblaciones, que ha
llevado a incrementos notables en la consanguinidad, con lo que se pueden
perder las ventajas de la heterosis y ofrece pocas oportunidades para lograr
mejoras importantes por selección.
Una idea más nueva y posiblemente más práctica para explotar al mismo
tiempo las diferencias entre y dentro de razas, consiste en el cálculo de VGEs
de animales cruzados. Esto se puede lograr corrigiendo para diferencias entre
las medias, de cada raza y para la heterosis. De este modo se pueden obtener
comparaciones entre y dentro de razas, que permiten seleccionar animales dentro
y a través de poblaciones. Dado que algunos efectos son estimables a partir de
las bases de datos existentes, es posible aprovechar estas ideas para hacer
evaluaciones simultáneas de los valores genéticos dentro de raza, los efectos
de raza y deheterosis, con la idea de optimizar el sistema. En muchos casos sin
embargo, es necesario diseñar cruzas específicas para obtener la información
requerida.
Optimicemos
Durante un tiempo, el affaire entre los modelos lineales, que daban
predicciones insesgadas de los valores genéticos y la estimación de los
parámetros requeridos para su uso en poblaciones de una raza, consumió una gran
parte de los esfuerzos de los genetistas de animales. La solución de algunos
importantes problemas quedó pendiente hasta hace muy poco tiempo. En efecto, la
optimización de los programas genéticos que involucra aspectos tales como la
maximización de la respuesta mientras se mantienen restringidos los costos del
programa asociados al uso de cada reproductor, al uso de tecnologías
reproductivas y el incremento en la consanguinidad, han recibido menos
atención.
No es obvio por ejemplo cuáles y cuántos animales utilizar en un programa
genético, ni cuanta progenie obtener de cada uno, o si es económicamente viable
obtener embriones de una vaca en particular con OMTE. Contestar este tipo de
preguntas con precisión no ha sido posible sino hasta ahora, con el desarrollo
de metodologías de maximización muy flexibles basadas en algoritmos genéticos.
Recientemente, se han desarrollado y comenzado a aplicar en la industria
estrategias llamadas tácticas, que permiten optimizar problemas complejos
usando como entradas índices económicos obtenidos con los VGEs, el pedigrí y
los costos de reproducción, en cada momento de decisión; por ejemplo cada año
antes de realizar los apareamientos. En este tipo de estrategias, que
maximizanuna función que involucra la respuesta genética y otros componentes,
pueden ser instrumentados mediante la selección y asignación de apareamientos.
Algunos trabajos pioneros están siendo desarrollados en este campo,
considerando estructuras de apareamiento óptimas para el conjunto de machos y
hembras de la población. Las soluciones son obtenidas con el uso de algoritmos
genéticos, que permiten la maximización de la respuesta para niveles
predefinidos de consanguinidad. Cuando se trata de poblaciones cruzadas, se
pueden diseñar estrategias específicas de maximización de los efectos de
heterosis.
Uso de tecnología reproductiva y molecular
Mientras las técnicas moleculares ofrecen una serie importante de
posibilidades para la mejora genética animal, la materialización de estas
expectativas requiere de la solución de un número importante de problemas
técnicos para aprovechar toda la información disponible de un modo eficiente,
reducir los costos de generar información genómica y obtener estimaciones
confiables de los efectos de genes mayores con efectos en características
productivas (QTLs) y de la aplicación de la selección asistida por marcadores
(SAM) y la información genómica en general para la mejora animal.
Un uso racional de las metodologías moleculares requiere el uso óptimo de
los métodos tradicionales de selección. El máximo provecho puede ser obtenido
cuando estas técnicas son utilizadas en forma integrada con tecnologías
reproductivas como la inseminación artificial, la colección y producción in
vitro de embriones para acelerar el cambio genético.
Las características en lascuales la aplicación de la SAM puede ser más
efectiva son aquellas que se miden tardíamente en la vida del animal, o que son
controladas por pocos pares de alelos. El primer ejemplo corresponde a la
longevidad y las características de composición corporal en animales
productores de carne, el segundo, a la resistencia a ciertas enfermedades o
defectos de herencia simple.
La selección puede incorporar el llamado análisis de
segregación para detectar y usar posibles genes de efectos mayores en la
selección. La principal ventaja de los métodos moleculares sobre el análisis de
segregación, es la posibilidad de evaluar el efecto simultáneo de
varios QTLs sobre las características de importancia económica, y en el
futuro incrementar su precisión y la complejidad de los modelos de acción
génica involucrados, por ejemplo QTLs con alelos múltiples. Las tendencia
actual indica que los dos métodos se integrarán en el futuro en los programas
de mejora genética animal con métodos basados en modelos que contienen el
efecto de los genes mayores y herencia poligénica (modelos de herencia
mixta).
Es preciso puntualizar que probablemente pasarán muchos años antes de que
las tecnologías reproductivas y moleculares revolucionen el mejoramiento animal
al grado de hacer innecesario el control de producción, si bien esto resulta conceptualmente
posible con la reproducción de células en cultivo usando selección puramente
molecular de las variantes deseables, seguidas de clonación y multiplicación de
la variante genética deseada. El conocimiento que permita este desarrollo (si
este es posible) setendrá que generar combinando información molecular con
información fenotípica. Por el otro lado, es poco probable que el control de
producción se abandone completamente, dado que se tiene que seguir manteniendo
como un medio de control de que las expectativas y predicciones se están
cumpliendo en la práctica.
Las técnicas moleculares y otras técnicas analíticas pueden posibilitar
la medición de nuevas características en los programas genéticos que estén
relacionadas en forma más estrecha con los objetivos del programa de
mejoramiento.
PRODUCTOS TRANSGENICOS
Áreas con cultivos de Organismos Genéticamente Modificados
(OGM) en 2005.
Los cinco países que producen más del 95% de los
OGM:Otros países productores de OGMs.
Puntos naranja: sólo cultivos experimentales.
Los alimentos transgénicos son aquellos que fueron producidos a
partir de un organismo modificado genéticamente mediante ingeniería
genética. Dicho de otra forma, es aquel alimento obtenido de un organismo al cual
le han incorporado genes de otro para producir las características
deseadas. En la actualidad tienen mayor presencia de alimentos procedentes
de plantas transgénicas como el maíz, la cebada o
la soja.
La ingeniería genética o tecnología del ADN recombinante es la
ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican
genes) de forma directa, posibilitando su extracción de
un taxón biológico dado y su inclusión en otro, así como la
modificación o eliminación de estos genes. En esto se diferencia de
la mejora clásica, que es la ciencia que introducefragmentos de ADN
(conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta, mediante
cruces dirigidos. La primera estrategia, la de la ingeniería genética, se
circunscribe en la disciplina denominada biotecnología vegetal. Cabe
destacar que la inserción de grupos de genes y otros procesos puede realizarse
mediante técnicas de biotecnología vegetal que no son consideradas ingeniería
genética, como puede ser la fusión de protoplastos.
La mejora de las especies que serán usadas como alimento ha sido un
motivo común en la historia de la Humanidad. Entre el 12.000 y 4.000 a. de C.
ya se realizaba una mejora por selección artificial de plantas. Tras
el descubrimiento de la reproducción sexual en vegetales, se realizó
el primer cruzamiento inter genérico (es decir, entre especies
de géneros distintos) en 1876. En1909 se efectuó la primera
fusión de protoplastos, y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor
productividad mediante irradiación con rayos X de semillas.
En 1983 se produjo la primera planta transgénica. En estas fechas,
unos biotecnólogos logran aislar un gen e introducirlo en un genoma de la
bacteria Escherichia coli ( E.Coli ). Tres años más tarde, en
1986, Monsanto, empresa multinacional dedicada a la biotecnología, crea la
primera planta genéticamente modificada. Se trataba de una planta de tabaco a
la que se añadió a su genoma un gen de resistencia para el antibiótico
Kanamicina. Finalmente, en 1994 se aprueba la comercialización del
primer alimento modificado genéticamente, los tomates Flavr Savr, creados por
Calgene, una empresa biotecnóloga. A estos se les introdujo un genantisentido
con respecto al gen normal de la poligalacturonasa, enzima que induce a la
maduración del tomate, de manera que este aguantaría más tiempo maduro y
tendría una mayor resistencia. Pero pocos años después, en 1996, este producto
tuvo que ser retirado del mercado de productos frescos al presentar
consecuencias imprevistas como una piel blanda, un sabor extraño y cambios en
su composición. Aun así, estos tomates se usan para la producción de tomates
elaborados.
En el año 2007, los cultivos de transgénicos se extienden en 114,3
millones de hectáreas de 23 países, de los cuales 12 son países en vías de
desarrollo. En el año 2006 en Estados Unidos el 89% de
plantaciones de soya (o soja) lo eran de variedades transgénicas, así como el
83% del algodón y el 61% del maíz.
(Ciruela transgénica.)
Los caracteres introducidos mediante ingeniería genética en especies destinadas
a la producción de alimentos comestibles buscan el incremento de la
productividad (por ejemplo, mediante una resistencia mejorada a
las plagas) así como la introducción de características de calidad nuevas.
Debido al mayor desarrollo de la manipulación genética en especies vegetales,
todos los alimentos transgénicos corresponden a derivados de plantas. Por
ejemplo, un carácter empleado con frecuencia es la resistencia a
herbicidas, puesto que de este modo es posible emplearlos afectando sólo a la
flora ajena al cultivo. Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y
resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminación debido a estos
productos en acuíferos y suelo, si bien es cierto que no se
requeriría el uso deestos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en
glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU) si no se plantaran estas
variedades, diseñadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos.
Las plagas de insectos son uno de los elementos más devastadores en
agricultura. Por esta razón, la introducción de genes que provocan el
desarrollo de resistentes a uno o varios órdenes de insectos ha sido
un elemento común a muchas de las variedades patentadas. Las ventajas de este
método suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas
variedades, lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que
alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan
los fitosanitarios.
Recientemente se están desarrollando los primeros transgénicos animales. El
primero en ser aprobado para el consumo humano en Estados Unidos fue un salmón
AquaBounty (2010), que era capaz de crecer en la mitad de tiempo y durante el
invierno gracias al gen de la hormona de crecimiento de otra especie de salmón
y al gen 'anticongelante' de otra especie de pez.
Por otro lado, la práctica de modificar genéticamente las especies para uso del
hombre, acompaña a la humanidad desde sus orígenes (ver domesticación),
por lo que los sectores a favor de la biotecnología esgrimen estudios
científicos para sustentar sus posturas, y acusan a los sectores
anti-transgénicos de ocultar o ignorar hechos frente al público.
Por su parte, los científicos resaltan que el peligro para la salud se ha
estudiado pormenorizadamente en todos y cada uno de este tipo de productos que
hasta la fecha han obtenido elpermiso de comercialización y que sin duda, son
los que han pasado por un mayor número de controles.
La Organización para la Agricultura y la Alimentación (FAO por sus
siglas en inglés) por su parte indica con respecto a los transgénicos cuya
finalidad es la alimentación:
Hasta la fecha, los países en los que se han introducido cultivos transgénicos
en los campos no han observado daños notables para la salud o el medio
ambiente. Además, los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos
tóxicos, reduciendo así la contaminación de los suministros de agua y los daños
sobre la salud de los trabajadores, permitiendo también la vuelta a los campos
de los insectos benéficos. Algunas de las preocupaciones relacionadas con el
flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas
técnicas de ingeniería genética.
Sin embargo, que no se hayan observado efectos negativos no significa que no
puedan suceder. Los científicos piden una prudente valoración caso a caso de
cada producto o proceso antes de su difusión, para afrontar las preocupaciones
legítimas de seguridad.| Resumen de las Conclusiones
La Organización Mundial de la Salud dice al respecto:
Los diferentes organismos OGM (organismo genéticamente modificados) incluyen
genes diferentes insertados en formas diferentes. Esto significa que cada
alimento GM (genéticamente modificado) y su inocuidad deben ser evaluados
individualmente, y que no es posible hacer afirmaciones generales sobre la
inocuidad de todos los alimentos GM. Los alimentos GM actualmente disponibles
en el mercado internacional han pasado las evaluaciones deriesgo y no es
probable que presenten riesgos para la salud humana. Además, no se han
demostrado efectos sobre la salud humana como resultado del consumo de dichos
alimentos por la población general en los países donde fueron aprobados. El uso
continuo de evaluaciones de riesgo según los principios del Codex y, donde
corresponda, incluyendo el monitoreo post comercialización, debe formar la base
para evaluar la inocuidad de los alimentos GM.
Transferencia horizontal
Se ha postulado el papel de los alimentos transgénicos en la difusión de
la resistencia a antibióticos, pues la inserción de ADN foráneo en las
variedades transgénicas puede hacerse (y en la mayoría de los casos se hace)
mediante la inserción de marcadores de resistencia a antibióticos. No
obstante, se han desarrollado alternativas para no emplear este tipo de genes o
para eliminarlos de forma limpia de la variedad final y, desde 1998,
la FDA exige que la industria genere este tipo de plantas sin marcadores en el
producto final. La preocupación por tanto es la posible transferencia
horizontal de estos genes de resistencia a otras especies,
como bacterias de la microbiota del suelo (rizosfera) o de
la microbiota intestinal de mamíferos (como los humanos).
Teóricamente, este proceso podría llevarse a cabo
por transducción, conjugación y transformación, si bien
esta última (mediada por ADN libre en el medio) parece el fenómeno más probable.
Se ha postulado, por tanto, que el empleo de transgénicos podría dar lugar a la
aparición de resistencias a bacterias patógenas de relevancia clínica.
Sin embargo, existen multitud de elementosque limitan la transferencia de ADN
del producto transgénico a otros organismos. El simple procesado de los
alimentos previo al consumo degrada el ADN. Además, en el caso particular
de la transferencia de marcadores de resistencia a antibióticos, las bacterias
del medio ambiente poseen enzimas de restricción que degradan el ADN
que podría transformarlas (este es un mecanismo que emplean para mantener su
estabilidad genética). Más aun, en el caso de que el ADN pudiera
introducirse sin haber sido degradado en los pasos de procesado de alimentos y
durante la propia digestión, debería recombinarse de forma definitiva en
su propio material genético, lo que, para un fragmento lineal de ADN procedente
de una planta requiriría una homología de secuencia muy alta, o bien la
formación de un replicón independiente. No obstante, se ha
citado la penetración de ADN intacto en el torrente sanguíneo de ratones que
habían ingerido un tipo de ADN denominado M13 ADN que puede estar en las
construcciones de transgénicas, e incluso su paso a través de la barrera
placentaria a la descendencia. En cuanto a la degradación
gastrointestinal, se ha demostrado que el gen epsps de soya
transgénica sigue intacto en el intestino. Por tanto, puesto que se ha
determinado la presencia de algunos tipos de ADN transgénico en el intestino de
mamíferos, debe tenerse en cuenta la posibilidad de una integración en el
genoma de la microbiota intestinal (es decir, de las bacterias que se
encuentran en el intestino de forma natural sin ser patógenas), si bien este
evento requeriría de la existencia de una secuencia muy parecida en elpropio
ADN de las bacterias expuestas al ADN
foráneo. La FDA estadounidense, autoridad competente en salud
pública y alimentación, declaró que existe una posibilidad potencial de que
esta transferencia tenga lugar a las células del epitelio gastrointestinal. Por
tanto, ahora se exige la eliminación de marcadores de selección a antibióticos
de las plantas transgénicas antes de su comercialización, lo que incrementa el
coste de desarrollo pero elimina el riesgo de integración de ADN problemático.
Ingestión de 'ADN foráneo'
Un aspecto que origina polémica es el empleo de ADN de una especie distinta a
la del organismo transgénico; por ejemplo, que en maíz se incorpore un gen
propio de una bacteria del suelo, y que este maíz esté destinado al consumo
humano. No obstante, la incorporación de ADN de organismos bacterianos e
incluso de virus sucede de forma constante en cualquier proceso
dealimentación. De hecho, los procesos de preparación de alimento suelen
fragmentar las moléculas de ADN de tal forma que el producto ingerido carece ya
de secuencias codificantes (es decir, con genes completos capaces
de codificar información. Más aun, debido a que el ADN ingerido es
desde un punto de vista químico igual ya provenga de una especie u otra, la
especie del que proviene no tiene ninguna influencia.
La transformación de plántulas de cultivo in vitro suele realizarse con un
cultivo deAgrobacterium tumefaciens en placas Petricon un medio
de cultivo suplementado con antibióticos.
Esta preocupación se ha extendido en cuanto a los marcadores de resistencia a
antibióticos que se cita en la secciónanterior pero también respecto a la
secuencia promotora de la transcripción que se sitúa en
buena parte de las construcciones de ADN que se introducen en las plantas de
interés alimentario, denominado promotor 35S y que procede
del cauliflower mosaic virus (virus del mosaico de la coliflor).
Puesto que este promotor produce expresión constitutiva (es decir, continua y
en toda la planta) en varias especies, se sugirió su posible transferencia
horizontal entre especies, así como su recombinación en plantas e
incluso en virus, postulándose un posible papel en la generación de nuevas
cepas virales. No obstante, el propiogenoma humano contiene en su
secuencia multitud de repeticiones de ADN que proceden
de retrovirus (un tipo de virus) y que, por definición, es ADN
foráneo sin que haya resultado fatal en la evolución de la especie (de hecho
estas secuencias viricas han sido de gran importancia en la evolución de las especies,
tanto de humanos como de otros animales); estas repeticiones se calculan en
unas 98.000 o, según otras fuentes, en 400.000. Dado que, además, estas
secuencias no tienen por qué ser adaptativas, es común que posean una tasa
de mutación alta y que, en el transcurso de las generaciones, pierdan
su función. Finalmente, puesto que el virus del mosaico de la coliflor está
presente en el 10% de nabos y coliflores no transgénicos,
el ser humano ha consumido su promotor desde hace años sin efectos deletéreos.
Alergenicidad y toxicidad
Se ha discutido el posible efecto como alérgenos de los derivados de
alimentos transformados genéticamente; incluso, se ha sugerido su toxicidad.
Elconcepto subyacente en ambos casos difiere: en el primero, una sustancia
inocua podría dar lugar a la aparición de reacciones alérgicas en algunos
individuos susceptibles, mientras que en el segundo su efecto deletéreo sería
generalizado. Un estudio de gran repercusión al respecto fue publicado por
Exwen y Pustzai en 1999. En él se indicaba que el intestino de ratas
alimentadas con patatas genéticamente modificadas (expresando
una aglutinina de Galanthus nivalis, que es una lectina)
resultaba dañado severamente. No obstante, este estudio fue severamente
criticado por varios investigadores por fallos en el diseño experimental y en
el manejo de los datos. Por ejemplo, se incluyeron pocos animales en cada grupo
experimental (lo que da lugar a una gran incertidumbre estadística), ni se
analizó la composición química con precisión de las distintas variedades de
patata empleadas, ni se incluyeron controles en los experimentos y finalmente,
el análisis estadístico de los resultados era incorrecto. Estas críticas
fueron rápidas: la comunidad científica respondió el mismo año recalcando las
falencias del artículo; además, también se censuró a los autores la búsqueda de
celebridad y la publicidad en medios periodísticos.
En cuanto a la evaluación toxicológica de los alimentos transgénicos, los
resultados obtenidos por los científicos son contradictorios. Uno de los
objetivos de estos trabajos es comprobar la pauta de función hepática,
pues en este órgano se produce la detoxificación de sustancias en el organismo.
Un estudio en ratón alimentado con soja resistente a glifosato encontró
diferencias en laactividad celular de los hepatocitos, sugiriendo una
modificación de la actividad metabólica al consumir
transgénicos. Estos estudios basados en ratones y soya fueron ratificados
en cuanto a actividad pancreática y testículo. No obstante,
otros científicos critican estos hallazgos debido a que no tuvieron en cuenta
el método de cultivo, recolección y composición nutricional de la soya
empleada; por ejemplo, la línea empleada era genéticamente bastante estable y
fue cultivada en las mismas condiciones en el estudio de hepatocitos y
páncreas, por lo que un elemento externo distinto al gen de resistencia a
glifosato podría haber provocado su comportamiento al ser ingerido. Más aun, el
contenido en isoflavonas de la variedad transgénica puede explicar
parte de las modificaciones descritas en el intestino de la rata, y este
elemento no se tuvo en cuenta puesto que ni se midió en el control ni en la
variedad transgénica. Otros estudios independientes directamente no
encontraron efecto alguno en el desarrollo testicular de ratones alimentados
con soya resistente a glifosato o maíz Bt.
Propiedad intelectual
Un argumento frecuentemente esgrimido en contra de los alimentos transgénicos
es el relacionado con la gestión de los derechos de propiedad
intelectual y/o patentes, que obligan al pago deregalías por
parte del agricultor al mejorador. Además, se alude al uso de estrategias
moleculares que impiden la reutilización del tomate, es decir, el empleo de
parte de la cosecha para cultivar en años sucesivos. Un ejemplo conocido de
este último aspecto es la tecnología Terminator, englobado en las técnicas
derestricción de uso (GURT), desarrollada por el Departamento de Agricultura de
EE.UU. y la Delta and Pine Company en la década de 1990 y que aun no
ha sido incorporada a cultivares comerciales, y por supuesto no está autorizada
su venta. La restricción patentada opera mediante la inhibición de la
germinación de las semillas, por ejemplo. Cabe destacar que el uso
del vigor híbrido, una de las estrategias más frecuentes en mejora
vegetal, en las variedades no tradicionales pero no transgénicas también
imposibilita la reutilización de semillas. Este procedimiento se basa en el
cruce de dos líneas puras que actúan como parentales, dando lugar a
una progenie con un genotipo mixto que posee ventajas en
cuanto a calidad y rendimiento. Debido a que la progenie
es heterocigota para algunos genes, si se cruza consigo misma da
lugar a una segunda generación muy variable por simple mendelismo, lo que
resulta inadecuado para la producción agrícola.
En cuanto a la posibilidad de patentar las plantas transgénicas,
éstas pueden no someterse a una patente propiamente dicha, sino a
unos derechos del obtentor, gestionados por la Unión Internacional
para la Protección de Nuevas Variedades de Plantas. Argentina, Brasil, España, Bolivia o Chile se
encuentran en esa unión, siendo un total de 66 en diciembre de
2008 (entre los países no participantes destaca EE. UU.). Para
la UPOV en su revisión de 1991, la ingeniería genética es una herramienta
de introducción de variación genética en las variedades vegetales. Bajo esta
perspectiva, las plantas transgénicas son protegidas de forma equivalente a la
de lasvariedades generadas por procedimientos convencionales; este hecho
necesariamente exige la posibilidad de emplear variedades protegidas
para agricultura de subsistencia e investigación científica. La
UPOV también se pronunció en 2003 sobre las tecnologías de
restricción de uso como la Terminator mencionada anteriormente: de acuerdo a la
existencia de un marco legal de protección de las nuevas variedades, se indica
que la aplicación de estas tecnologías no es necesaria
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS ALIMENTOS TRANSGÉNICOS:
La posibilidad de obtener alimentos transgénicos tiene tanto
ventajas y a su vez, inconvenientes.
Ventajas- Podremos consumir alimentos con más vitaminas, minerales
y proteínas, y menores contenidos en grasas.
- Producción de ácidos grasos específicos para uso alimenticio o industrial.
- Cultivos más resistentes a los ataques de virus, hongos o insectos sin la
necesidad de emplear productos químicos, lo que supone un ahorro económico y
menor daño al medio ambiente.
- Cultivos resistentes a los herbicidas, de forma que se pueden mantener los
rendimientos reduciendo el número y la cantidad de
productos empleados y usando aquellos con características ambientales
más deseables.
- Mayor tiempo de conservación de frutas y verduras.
- Aumento de la producción.
- Disminución de los costes de la agricultura.
- La biotecnología puede ayudar a preservar la biodiversidad natural.
- Cultivos tolerantes a la sequía y estrés (por ejemplo, un contenido excesivo
de sal en el suelo).
VENTAJAS:
Los consumidores verán los beneficios de los alimentos transgénicoscuando
lleguen al mercado los productos manipulados para mejorar sus cualidades
nutritivas y elevar la calidad de vida de enfermos crónicos o ancianos, según
señalaron los científicos reunidos en unas jornadas sobre Biotecnología.
Bajo el título 'Simposio sobre alimentos, Biotecnología y calidad de vida
en el siglo XXI', la Fundación Ramón Areces reúne estos días a
especialistas españoles y extranjeros en Biología Molecular e Ingeniería
Genética en la Producción de Alimentos, para hablar de los avances
Hasta ahora, el ciudadano había percibido que los productos transgénicos
comercializados sólo beneficiaban a los productores, a empresas y agricultores,
pero 'el interés económico deberá acomodarse a las necesidades del
consumidor y relacionarse con la salud', según José Pío Beltrán, delegado
del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en la Comunidad
Valenciana.
Actualmente, sólo en EEUU se comercializa un aceite de soja con mejoras
nutricionales, aunque en todo el mundo hay una docena de alimentos con estas
características en la última fase de autorización, según el coordinador el
coordinador del Area de Ciencia y Tecnología de Alimentos del CSIC y
responsable del simposio, Daniel Ramón Vidal.
Así, el director del Center for Food Sciences de Holanda, el profesor Willen de
Vos, destacó los yogoures con edulcorantes naturales para diabéticos, una
patente 'brillante' de este instituto.
Pero son cientos los productos que están en experimentación, como las patatas
que vacunan contra el cólera, o las que, modificando su almidón, retienen menos
aceite durante la fritura.Estas cualidades son más difíciles de conseguir
porque hay que modificar varios genes, mientras que lograr 'una
resistencia', en el caso de las semillas, sólo cambia uno, explicó Vidal,
especialista en genética.
Los científicos alertaron del aumento de la población mundial, que se doblará
en 30 años, y del envejecimiento en los países industrializados, que exigirán
afrontar problemas de abastecimiento y de nutrición especial para los ancianos.
La Biotecnología 'tiene algo importante que ofrecer, pero sin
exagerar'.
Los especialistas reunidos en el simposio quisieron 'desmitificar' la
idea de que sólo existe 'soja, maíz y derivados del tomate'
transgénicos (los únicos autorizados para su comercialización en la UE), ya que
en todo el mundo, sobre todo EEUU, Australia y Jaón, están permitidos hasta 50
productos.
Inconvenientes- Existe riesgo de que se produzca hibridación.
- Siempre puede haber un rechazo frente al gen extraño.
- Puede que los genes no desarrollen el carácter de la forma esperada.
- Siempre van a llegar productos transgénicos sin etiquetar a los mercados
DESVENTAJAS DE LOS ALIMENTOS TRANSGENITOS:
Cuál es la importancia del estudio de las desventajas de los alimentos
transgenicos
Es importante porque estos alimentos traen muchos riesgos tales como:
1- Riesgos Medioambientales
A corto, medio y largo plazo, incremento de la contaminación química (ej. con
las plantas tolerantes a un herbicida, el agricultor puede usar grandes
cantidades de ese herbicida). Contaminación del suelo por acumulación de la
toxina.
Posibilidad de cruzamientos exteriores que podrían darlugar, por ejemplo, al
desarrollo de malas hierbas más agresivas o de parientes silvestres con mayor
resistencia a las enfermedades o provocar tensiones ambientales, trastornando
el equilibrio del ecosistema. Pueden crearse nuevos virus y aumentar la
resistencia de los virus naturales.
Modificar los efectos de los pesticidas que pueden atacar a organismos contra
los que no estaban diseñados. Contaminación genética por polinización cruzada:
si los cultivos convencionales y los transgénicos no están separados por
grandes distancias, la modificación genética acaba encontrándose en las plantas
del campo convencional que se polinizan mediante el viento, los insectos, las
aves, etc.
Desaparición de biodiversidad:
• Por el aumento del uso de productos químicos (efectos sobre flora y fauna);
• Por las toxinas fabricadas por las plantas (matan a insectos beneficiosos o
pájaros);
• Por la contaminación genética: Se puede transmitir la modificación genética a
especies silvestres emparentadas con la planta transgénica.
MAPA GENETICO
La huella o mapa genético nos ayuda a diferenciar a un ser humano de otro y sus
aplicaciones son diversas: medicina forense, pruebas de paternidad, estudios en
la compatibilidad en la donación de órganos o incluso generar hipótesis sobre
las migraciones de los seres humanos en la prehistoria. Disponer de la huella
genética es útil para proporcionar a las familias un carné genético que
acredite el parentesco entre padres adoptantes e hijos adoptivos o para
identificar a personas sin documentación.
El mapa genético, a su vez, está ayudando enla investigación para combatir
enfermedades tales como dolencias congénitas, tumores, distrofia muscular o
problemas de la piel.
sQué es la huella genética?
El ADN contiene toda la información necesaria para el desarrollo de los seres
vivos. Los individuos de la misma especie comparten gran parte de su secuencia
de ADN, pero existen determinadas regiones altamente variables que son propias
de cada sujeto. Estas zonas del genoma se denominan polimorfismos o marcadores
genéticos y son las utilizadas para la identificación de personas ya que dos
seres humanos no relacionados es poco probable que tengan en común los mismos
marcadores genéticos. Al conjunto de polimorfismos específico de cada persona
se le conoce como perfil genético.
El perfil genético individual hace posible diferenciar a cualquier persona,
salvo en el caso de que posea un hermano gemelo monocigótico, ya que en este
caso comparten la misma secuencia de ADN. El perfil genético caracteriza a
cualquier individuo igual o mejor que sus huellas dactilares, por lo que
también recibe el nombre de huella genética. Ésta aporta la ventaja de que es
mucho más precisa que otros métodos de identificación. Además, el ADN se halla
en todas y cada una de las células del cuerpo humano, por lo que puede
obtenerse de cualquier muestra biológica. La huella genética es única e
invariable a lo largo de la vida.
A continuación destacamos algunas de las situaciones en las que es útil
realizar este estudio:
Proporcionar un estándar (patrón o referencia) para la comparación e
identificación de personas en profesiones de alto riesgo como por ejemplo,militares,
bomberos o personal de las fuerzas de orden público.
Disponer del perfil genético para identificación en caso de accidentes,
incendios, desastres…
Disponer de información para futuras pruebas de paternidad o parentesco.
Identificación de niños adoptados o concebidos mediante técnicas de
reproducción asistida empleado gametos donados. En estos casos los hijos no
comparten el código genético con sus padres, de modo que en la identificación
biológica no se pueden emplear los estudios de ADN por comparación con los
progenitores. Disponer de la huella genética es mucho más útil en estos casos
en las circunstancias anteriormente descritas (accidentes, secuestros,
incendios o situaciones en las que pueda haber dudas de identificación).
Finalmente, como servicio extra a la obtención de la huella genética de un
individuo se puede almacenar el ADN propio para un uso futuro:
-En el caso de enfermedad genética diagnosticada.
-Prevención de enfermedades genéticas familiares.
-Solución de litigios de paternidades.
IMPORTANCIA DEL MAPA GENETICO
Consiste en determinar las posiciones relativas de los genes en un cromosoma y
la distancia entre ellos. Pueden ser 'mapas genéticos o de
ligamiento', los cuales determinan una distancia estadística entre dos
genes, o pueden ser un 'mapa físico', el cual determina la distancia
entre dos genes por los nucleótidos o pares de bases del ADN.
Ambos son útiles y generalmente se hace primero un mapa de ligamiento y luego
un mapa físico en el proceso de clonado posicional o el aislamiento génico de
las enfermedades humanas hereditarias.
Varios grupos decientíficos de todo el mundo son los pioneros en una aventura
apasionante: el intento de secuenciar el genoma humano, que es el conjunto de
genes de una persona. La meta es el año 2005. sPor qué es importante conocer la
secuencia genética de alguien? Porque ayudaría a detectar enfermedades desde el
nacimiento y a tratarlas a través de la ingeniería genética. Un gen está
formado por cientos de miles de moléculas de ADN, responsables de todas las
características hereditarias de un ser humano. Cada organismo tiene alrededor
de 100 mil genes. El conjunto de genes se denomina genoma. El proyecto Genoma
Humano -iniciativa que comenzó hace 15 años en los EE.UU.- identificó ya unos
3.500 genes que, agrupados siempre de la misma manera, podrían repetirse en
idénticos mapas. Estos, dibujados de un modo significan una enfermedad
determinada. Aprender a leer esos dibujos llevará directamente a saber qué
enfermedades genéticas puede tener una persona. La ingeniería genética se ocupa
de estudiar y manipular los genes sanos y enfermos que forman aquel dibujo.
Para eso utiliza mapas genéticos que muestran su ubicación. La primera terapia
genética en un ser humano se realizó a fines de 1990 para tratar a un muchacho
que padecía una deficiencia en su sistema inmunológico, como el chico que
interpretó John Travolta en El muchacho de la burbuja de plástico. Conocer la
mayor cantidad posible de estas cadenas genéticas amplía la posibilidad de
tratamientos de las enfermedades hereditarias. No estamos hablando de cómo
vuelan las mariposas ni de cómo crecen los árboles: tratamos con el misterio
del espíritu humano-dice Robert Weinberg, biólogo y cancerólogo del Whitehead
Institute de Boston-. El análisis de estas secuencias no definirá la esencia de
la humanidad, pero ciertos aspectos de los seres humanos se podrán explicar
desde la bioquímica. En la Argentina, el biólogo molecular Mariano Levin
trabaja en el Programa Genoma de la UBA y en el Instituto de Ingeniería Genética
y Biología Molecular. Como explicó a Clarín, hay dos tipos de enfermedades de
origen genético: las monofactoriales -distrofia muscular-, en la que está
involucrado un solo gen, y las multifactoriales -alguna diabetes-, donde los
causantes son varios genes. Este saber tiene un valor individual -ayudar a las
personas que padezcan enfermedades hereditarias- y otro poblacional, porque se
podrán estudiar ciertas patologías que involucran a más de un gen y su
desarrollo en grupos específicos, agregó Levin. Según el científico, algunos
hitos de esta investigación serán: El procesamiento de datos genéticos en
computadoras, que facilitarán los estudios biológicos y el avance en los
diagnósticos. La miniaturización de todas las técnicas de biología molecular, ya
que esta información se guardará en chips. Para el 2020 se espera que al nacer
un individuo se pueda tener una idea de las características de su genoma y qué
riesgo tendrá de padecer algunas enfermedades. El objetivo de secuenciar los
3.000 millones de letras del ADN humano es ambicioso. La doble cinta espiralada
del ADN contiene las instrucciones genéticas para crear y operar el organismo
humano. Secuenciar significa entender cómo es el dibujo exacto de una cadena de
ADN paraconocer la forma de los genes en situación normal y cómo son cuando
mutan y pueden provocar ciertas enfermedades. De todas formas, el secuencia
miento del genoma humano forma parte de una empresa mayor: la de comprender qué
significan las instrucciones genéticas contenidas en el genoma. Este proceso de
interpretación se llama pos genómica, proceso a partir del cual se pueden
interpretar las cadenas de ADN que ahora entran en las bases de datos. En el
Gen Bank, la base de datos de ADN del Centro Nacional para la Información
Biotecnológica de los Estados Unidos, hay más de 1.000 millones de bases del
hombre y de otras especies. Existe una técnica para extraer pequeños fragmentos
de genes del genoma. La secuencia de ADN de estos fragmentos puede ser
programada en un nuevo modelo llamado chip de ADN, a partir del cual es posible
saber qué genes se expresan en determinados tejidos del cuerpo. Ahora, los
biólogos esperan llegar a detectar muchas enfermedades en el nivel de la célula
humana, comparando la expresión del gen en el tejido normal y en el enfermo.
Esto ayudará a comprender las enfermedades humanas, aseguró Weinberg. Me parece
un milagro, dijo James Watson, el descubridor del ADN, que hace 50 años
ignoráramos casi todo sobre el material genético y ahora podamos imaginar que
pronto tendremos la impronta genética completa del hombre.
cartografía genética:
Es una disciplina de la genética que, mediante varias técnicas, busca asignar a
los distintos genes de un genoma su lugar físico en aquél. Existen dos
variantes fundamentales de mapas:
· Geneticos: definidos mediante unidades defrecuencia de recombinación
· Físicos: en los que las distancias entre loci se expresan en unidades de
distancia en nucleótidos.
APLICACIONES DE LA GENETICA BASADAS EN EL DESCUBRIMIENTO DEL CODIGO GENETICO
Biotecnología moderna (tercera generación), es la aplicación comercial de
organismos vivos o sus productos, la cual involucra la manipulación deliberada
de sus moléculas de ADN esto implica una serie dedesarrollo en técnica de
laboratorio, que durante las últimas décadas, han sido responsable del interés
científico y comercial de la biotecnología.
· Ingeniería Genética
Todo organismo vivo tiene determinadas moléculas donde está guardada la
información de cómo producir las sustancias necesarias para la vida. A esta
molécula se le denomina ADN.
Permiten desarrollar procesos biotecnológicos con diferentes tipos de células,
para las cuales se han creado vectores declinación que poseen las secuencias de
ADN adecuadas.
· Biotecnología en la salud humana
(1976) En la esfera de la salud humana durante la década de 1980, llevó al
descubrimiento y producción de productos comerciales biológicamente activos.
Ha permitido el desarrollo de los anticuerpos monoclonales, en el uso de
plantas transgénicas para la producción de proteínas terapéuticas y de
fármacos, (así como la vacuna contra la Hepatitis A).
· Biotecnología Vegetal
Se fundamentan en la teoría celular de Shleinden 1838 y Schwann 1839 la cual
enuncia que las células individuales en un organismo tienen la capacidad de
vida independiente y en el concepto Darviniano de regulación hormonal del
crecimiento vegetal
· Biotecnología animalPara las enfermedades se han desarrollado vacunas más
estables, la clonación somática (mejoramiento animal), transferencia de
embriones
RECURSO TIC
Ingresa a esta página para encontrar más información sobre los alimentos
transgénicos. Luego responde las peguntas propuestas.
Muñoz, F. (s.f.). Alimentos transgénicos. Recuperado el 25 de noviembre de
2011, de: https:/www.aula21.net/nutriweb/transgenicos
1.- sCuáles son las ventajas y desventajas de los alimentos transgénicos?
Ventajas tenemos:
-Resistan condiciones ambientales agresivas, como heladas, sequías y suelos
salinos.
-Resistan herbicidas.
-Resistan plagas de insectos.
Desventajas tenemos:
-La resistencia de microorganismos a antibióticos -reducción de la población de
insectos.
2.- screes que debemos informarnos sobre las cualidades y los riesgos de los
alimentos transgénicos antes de elegir consumirlos o no?
Sí, porque es bueno estar informados sobre todo lo que consumimos para poder
estar preparados para cualquier emergencia causadas por dichos alimentos.
3.- el sillao o salsa de soya que consumes en tu casa y en los restaurantes
chinos se hace con soya transgénica. sLo consumirías si fuera etiquetado y
vendido como alimento transgénico en las bodegas o supermercados?
Sí, porque me están informando lo que contiene, además de que al estar
etiquetado quiere decir que está aprobado por las autoridades competentes.
4.- en grupo, discutan sobre las ventajas ydesventajas del uso de alimentos
transgénicos y escriban un informe sobre sus opiniones al respecto.
Lo primero que hice fue pensar sobre las ventajas, en cuanto a ellas quedamos
de acuerdo que los alimentos transgénicos son muy beneficiosos en cuanto a la
resistencia de plagas, cambios ambientales y por lo tanto va a mejorar la
cosecha del agricultor, dándole más ganancias, pero esto también trae sus
desventajas por que dichos alimentos van a matar a algunos insectos que son buenos
para las plantas, por otro lado las tierras aledañas de donde se han sembrado
estos alimentos transgénicos van a resultar afectadas debido a que no van a
poder cosechar, resultando una perdida económica grande para esos agricultores,
esto quiere decir que si un agricultor siembra semillas transgénicas el resto
también debe hacerlo para no resultar perjudicados.
BIBLIOGRAFIA
Mutaciones:
https://bioloclase.blogspot.com/
Ingeniería genética:
https://html.rincondelvago.com/ingenieria-genetica_4.html
https://jpd-beker.blogspot.com/2009/04/ventajas-y-desventajas.html
https://www.ciencia.cl/CienciaAlDia/volumen1/numero2/articulos/articulo3.html
Productos transgénicos:
https://es.wikipedia.org/wiki/Alimento_transg%C3%A9nico
https://alimentostrangenitosx.blogspot.com/2011/05/ventajas-y-desventajas-de-los-alimentos.html
Mapa o huella genética:
https://www.institutobernabeu.com/es/3-7-2/pacientes/genetica/huella-genetica/
https://www.buenastareas.com/ensayos/Importancia-Del-Mapa-Genetico/5780954.html
https://edant.clarin.com/diario/1998/03/16/e-04401d.htm
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