Medicina: gracias a la aplicación de la ingeniería genética es posible fabricar medicamentos como la insulina de forma más barata y segura. También están desarrollando vacunas y tratamientos que corrigen enfermedades hereditarias desde el ADN del paciente. Además se están usando células para crear nuevas formas de curar el cáncer.
Industria: bacterias y hongos son modificados genéticamente para que puedan fabricar cosas como plásticos biodegradables, combustibles que no dañen tanto el medioambiente, enzimas que se usan en productos de limpieza y otros materiales.
Agricultura: los cultivos genéticamente modificados han permitido que sean más resistentes a plagas, sequías y productos químicos. Esto mejora la producción de alimentos.
Investigación científica: permiten estudiar mejor los genes y entender cómo funcionan ciertas enfermedades para probar nuevos medicamentos, sin necesidad de probarlo directamente en humanos o animales.
Dentro de la ingeniería genética se distinguen principalmente dos técnicas fundamentales: la transgénesis y la edición genética.
La transgénesis es una técnica de ingeniería genética que consiste en introducir un gen ajeno normalmente de otra especie al ADN de otro organismo. Esto se lleva a cabo mediante la transferencia horizontal de genes, que se basa en introducir material genético de un organismo a otro con el que no está relacionado directamente , este proceso tiene mucha importancia en la teoría de la evolución. Actualmente, esta transferencia es muy común en bacterias y organismos simples.
Este proceso se basa en encontrar el gen que se quiere usar y aislarlo de su organismo original. Luego se inserta en una molécula de ADN del sujeto que queremos analizar, a menudo se inserta en un plásmido que sirve como vector, estos son vehículos moleculares diseñados para transportar y entregar material genético dentro de una célula receptora.
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Unos ejemplos que podemos encontrar son por una parte los vegetales: soja, maíz, algodón.. que se modifican con el objetivo de hacerlos más resistentes. Por otro lado en los animales encontramos salmones que su función es que crezcan dos veces más rápido, hiper vacas su objetivo es que reduzca la cantidad de metano que expulsan, caballitos de mar de oro fue de los primeros animales en ser modificados, esta modificación tenía el objetivo de que fueran más vistosos. Otro ejemplo más enfocado en la medicina es la insulina humana recombinante, se produce por métodos basados en tecnología de ADN recombinante en Escherichia coli bajo condiciones controladas para minimizar el grado de contaminación microbiana.
Aunque genera muchos beneficios no todo es perfecto. Se ha comprobado que los transgénicos multiplican el uso de herbicidas, promueve un modelo de agricultura altamente industrializado y algunos cultivos transgénicos transfieren estas modificaciones genéticas a otras plantas, lo que afecta gravemente a la biosfera. Esto produce que haya controversia en torno a la transgénesis ya que hay gente que duda de si los beneficios van por encima de los posibles riesgos para el medio ambiente y su equilibrio.
Por otro lado, tenemos la edición genética que se basa en la modificación del ADN de un organismo. Lo cual se consigue añadiendo, quitando o alterando el material genético en algunos lugares del genoma.
La técnica más conocida es el CRISPR-Cas9, por su rapidez, eficacia, precisión y su leve precio. Esta se basa en la acción natural que desempeñan las bacterias frente a los virus. Ya que cuando estas se infectan guardan fragmentos del ADN del virus en su propio ADN formando así los arreglos CRISPR. Gracias a estos, las bacterias son capaces de defenderse cuando el virus las vuelve a atacar, ya que producen ARN a partir de los arreglos, y este reconoce al ADN del virus, que con la enzima Cas9 consigue cortarlo y así desactivarlo.
Los científicos adaptaron el modelo creando un ARN guía, con una secuencia específica. El cual se une a una región concreta del ADN y a la enzima Cas9. Cuando se introduce el ARN en la célula este guía a la enzima hasta la secuencia objetivo de ADN, y Cas9 corta el ADN. Tras el corte del ADN por Cas9, la célula puede repararlo mediante NHEJ, un proceso rápido pero impreciso que genera pequeñas mutaciones, o mediante HDR, que permite introducir cambios específicos usando una plantilla de ADN. El NHEJ es el mecanismo más frecuente, mientras que el HDR es menos eficiente y difícil de controlar. En conclusión, el corte es quien permite añadir, eliminar o sustituir el material genético.
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Esto supone un gran avance científico, debido a que la edición del genoma está estrechamente relacionada con la prevención y el tratamiento de enfermedades. A día de hoy se está investigando cómo podría ayudar a enfermedades de un solo gen como fibrosis quística, hemofilia y enfermedad de células falciformes. Aunque también podría ayudar con los tratamientos y la prevención de enfermedades más complejas como el cáncer, la enfermedad cardiaca, enfermedades mentales y el VIH.
Además de los avances médicos la edición genética proporciona avances en la agricultura. Modificando las plantas y evitando el uso de químicos, como los fertilizantes y pesticidas, los cultivos se vuelven más sostenibles, además de resistentes a plagas, enfermedades y condiciones ambientales adversas como pueden ser sequías, salinidad y temperaturas extremas.
De todos modos cuando la edición genética se utiliza en células germinales o del embrión genera un dilema ético, ya que no está bien visto el poder intercambiar las cualidades físicas o la capacidad intelectual de las personas, por esto la edición de este tipo de células es ilegal en muchos países.
Para diferenciar la transgénesis de la edición genética es importante saber que la transgénesis introduce ADN de otra especie, mientras que la edición genética modifica el ADN de un mismo organismo. También podemos diferenciarlas ya que la edición genética es más precisa, rápida y eficiente. Pero al momento de detectarlo es más sencillo detectar la transgénesis.
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Procedimiento de transgénesis – Genética (s. f.). Material digital complementario del libro Genética (Serie Biología). Editorial ACES. https://educacion.editorialaces.com/contenido-digital/procedimiento-de-transgenesis-genetica/
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Tecnic. (s. f.). ¿Qué es la ingeniería genética y por qué es tan importante? https://www.tecnic.eu/es/que-es-la-ingenieria-genetica-y-por-que-es-tan-importante/
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