GENOMA El genoma es todo el material genético

GENOMA
El genoma es todo el material genético contenido en las células
de un organismo en particular.
¾ Por lo general, al hablar de genoma en los seres eucarióticos
nos referimos sólo al ADN contenido en el núcleo, organizado
en cromosomas. Pero no debemos olvidar que también la
mitocondria contiene genes.
GENOMA
Algunos datos que se van conociendo
¾El genoma humano contiene alrededor de 3.000 millones de
pares de bases (adenina (A), guanina (G), timina (T) y citosina
(C)).
¾Por término medio los genes contienen 3.000 pares de bases,
pero el tamaño varía mucho, el más grande conocido en el
humano es el de la distrofina, con 2,4 millones de pares de bases.
¾Se desconoce la función de más del 50% de los genes
descubiertos.
¾La secuencia del genoma humano es casi (99,9%) exactamente
la misma en todas las personas.
GENOMA
Algunos datos que se van conociendo
¾Alrededor del 2% del genoma codifica instrucciones para la
síntesis de proteínas.
¾Las secuencias repetidas que no codifican proteínas forman
alrededor del 50% del genoma humano.
¾Se cree que las secuencias repetidas no tienen una función
directa, pero mantienen la estructura y el dinamismo de los
cromosomas.
¾El cromosoma 1 (el cromosoma humano más grande) tiene la
mayor cantidad de genes (2.968), y el cromosoma Y la menor
(231).
GENOMA
Algunos datos que se van conociendo
¾ Se han identificado alrededor de 3 millones de localizaciones
en el genoma donde existen diferencias de una base entre distintos
humanos. Esta información promete revolucionar el proceso de
hallazgo de secuencias de ADN relacionadas con enfermedades
del tipo : cardiopatías, diabetes, artritis y cánceres.
¿Qué beneficios puede traer el estudio del genoma?
Diagnóstico y prevención de enfermedades
9 Prueba genética: las pruebas basadas en el ADN son casi
el primer uso comercial y de aplicación médica de los
nuevos descubrimientos en genética.
Estos ensayos se pueden usar para el diagnóstico de
enfermedades, la información del pronóstico así como del
curso de la enfermedad y con variados grados de certeza, para
predecir el riesgo de enfermedades futuras en personas sanas
y en su descendencia.
¿Qué beneficios puede traer el estudio del genoma?
Estudio de susceptibilidad en las enfermedades
9 Intervención (tratamiento) sobre la enfermedad:
posibilidades de desarrollo de técnicas para tratar enfermedades
hereditarias.
El procedimiento implica reemplazar, manipular o
suplementar los genes no funcionales con genes funcionales.
En esencia, la terapia génica es la introducción de genes en el
ADN de una persona para tratar enfermedades. La posible
creación de fármacos a medida del enfermo “Terapia génica y
Farmacogenómica”.
Transferencia de genes entre células eucarióticas
La transferencia de genes entre células comenzó cuando se quizo
lograr que el genoma de las células eucarióticas incorporara en
forma estable un DNA extraño y que éste se expresara en ellas.
Transferencia de genes entre células eucarióticas
¾ En el primer experimento de este tipo, se usó un virus como
vector.
¾ Se encontró que, al exponer las células en cultivo a DNA
purificado, precipitado con ion calcio (Ca2+), se estimula la
captación de DNA. Aparentemente, algunas células
(aproximadamente una en un millón) fagocitan el precipitado e
incorporan el DNA. Pero surge el problema de identificar y
seleccionar las células que han incorporado a su genoma el DNA
extraño.
¾ Existen métodos que facilitan la selección de las células que
han incorporado el DNA extraño. En general, todos se basan en
introducir en las células el gen extraño junto con un gen llamado
“gen marcador”.
Transferencia de genes entre células eucarióticas
Actualmente, la transferencia de DNA a células eucarióticas en
cultivo, transfección, se realiza por varios métodos:
Generalmente se inyecta el ADN extraño dentro del núcleo de
un embrión fertilizado.
TRANSGÉNICO: Un organismo producido experimentalmente,
en el cual se introduce e incorpora artificialmente ADN a la línea
germinal del organismo.
Transferencia de genes entre células eucarióticas
Un organismo modificado genéticamente (OMG) es aquel cuyo
material genético ha sido diseñado o alterado deliberadamente.
Hay ejemplos diversos, desde
cepas comerciales de levaduras,
modificadas por irradiación
desde los años 50, animales
(como ratas) de laboratorio
transgénicas o microorganismos de laboratorio alterados
para la investigación genética.
El óvulo fecundado del que se desarrolló la hembra de la izquierda fue inyectado
con un gen que consistía en las secuencias promotora y reguladora de un gen de
ratón combinadas con el gen estructural de la hormona de crecimiento
humana.
La modificación genética de organismos está sujeta a una fuerte
controversia:
¾Por una parte, organizaciones ecologistas como Greenpeace
advierten de los riesgos aún no completamente determinados de
los OMG, que pueden descontrolarse a medida que estos
organismos se expanden por acción de los vientos y las aves,
"contaminando" cultivos naturales.
¾A menudo se apunta que este tipo de tecnología puede servir para
mitigar el hambre en el mundo, y para reducir la acción de una
serie de enfermedades (por ejemplo, es posible preparar arroz más
rico en ciertos nutrientes, previniendo enfermedades carenciales, o
vacas que den leche con vacunas o antibióticos).
La modificación genética de organismos está sujeta a una fuerte
controversia:
¾Por otra parte, las grandes multinacionales tienen una serie de
patentes que pueden limitar los beneficios de esta tecnología a los
intereses de sus accionistas.
¾Por la sensibilización del público en este campo, las legislaciones
de muchos países empiezan a tener en cuenta este tema, obligando,
por ejemplo, a rotular explícitamente los alimentos en cuya
composición participan soja o maíz transgénicos.
Ingeniería genética
Es la tecnología de la manipulación y transferencia del ADN
de unos organismos a otros, que posibilita la creación de
nuevas especies, la corrección de defectos genéticos y la
fabricación de numerosos compuestos.
Actualmente la Ingeniería Genética está trabajando en la creación
de técnicas que permitan solucionar problemas frecuentes de la
humanidad, como por ejemplo la escasez de donantes para la
urgencia de transplantes. En este campo se están intentando
realizar cerdos transgénicos que posean órganos compatibles con
los del hombre.
Posibles peligros para la salud
a) Resistencia a los antibióticos:
Un método común en la ingeniería genética, aplicado a la creación
de transgénicos, es la introducción de genes que determinan cierta
resistencia a unos antibióticos denominados marcadores. Dicho
método se utiliza con el fin de verificar que el gen de interés haya
sido efectivamente incorporado en el genoma del organismo
huésped.
Este es el caso del maíz transgénico, que posee un gen resistente a
la ampicilina, por lo que una sola mutación de este inducirá una
resistencia a los antibióticos del grupo de las cefalosporinas.
Posibles peligros para la salud
b) Recombinación de virus y bacterias, que puede originar
nuevas enfermedades:
La abundante utilización de bacterias, virus y plasmados en la
creación de OMG (los cuales tienen un alto potencial
recombinatorio, tan alto como el de un organismo no modificado)
podría dar como resultado la creación de nuevas cepas de
enfermedades existentes más resistentes, o de nuevas
enfermedades. Sin embargo, este riesgo es altamente hipotético y
similar al existente en la interacción diaria del humano con
cantidades de bacterias.
Posibles peligros para la salud
c) Mayor nivel de residuos tóxicos en los alimentos:
En las especies resistentes a herbicidas, los mismos son
utilizados en cantidades mayores a las que se podía usar
anteriormente. Es el caso de la soja transgénica RR (RoundUp
Resistent) resistente al herbicida glifosato. Esta soja con genes de
bacteria (y ésta, a su vez, con genes del Gro. Petunia insertados en
su genoma) resiste hasta seis veces más glifosato sin sufrir daños.
En el momento de cosecharse, los porotos de esta leguminosa
contienen restos considerables de glifosato.
Posibles peligros para la salud
d) Potencial generación de nuevas alergias:
La mayoría de los alimentos transgénicos contienen proteínas del
género transgénico, para las cuales no hay métodos seguros para
determinar si poseen o no capacidad alergénica.
Los casos de alergias subieron 50% en los años en que se
introdujo la soja transgénica en Inglaterra (coincidiendo con la
masificación del uso de soja genéticamente modificada). Otros
estudios muestran la ausencia de un efecto mensurable sobre la
salud, a pesar de que hace ya años que millones de personas
consumen regularmente estos productos.
Posibles peligros para la salud
e) Efectos secundarios de fármacos transgénicos
f) Efectos desconocidos y no previsibles, incluso mortales
Al hacer una modificación genética existe cierto nivel de
incertidumbre y falta de seguridad sobre el resultado obtenido,
ya que las técnicas utilizadas no son totalmente precisas.
Peligros potenciales para el medio ambiente
a) Transferencia de la propiedad transgénica a cultivos nativos,
criollos o plantas silvestres emparentadas:
A través de la polinización cruzada (por el viento o los insectos
polinizadores), cruzándose entre sí y convirtiendo a cultivos
convencionales en transgénicos.
b) Transferencia horizontal:
Es el intercambio de información genética entre especies no
relacionadas entre sí.
Peligros potenciales para el medio ambiente
c) Muerte de insectos no objeto
d) Generación de resistencia:
El uso masivo de la toxina Bt del glifosato, por ejemplo, está
generando resistencia en las plagas de insectos y malezas que se
propone combatir.
e) Mayor contaminación química:
Por ser genéticamente resistentes a los pesticidas, los cultivos
transgénicos (ej.: la soja resistente al herbicida glifosato) pueden
ser fumigados con cantidades hasta tres veces mayores de estos,
comparados con los cultivos convencionales. Además, al crear
resitencia en plagas, obligan a los agricultores a utilizar
agroquímicos
mucho
más
tóxicos
simultaneamente.
Ventajas hipotéticas
a) Ventajas de la ingeniería genética en el mejoramiento de los
cultivos:
Los genes que se incorporan al organismo huesped pueden provenir
de cualquier especie, incluyendo bacterias.
Se puede introducir un solo gen en el organismo sin que esto
interfiera con el resto de los genes, ni con la descendencia de este.
El proceso de modificación genética demora mucho menos que las
técnicas tradicionales de mejoramiento por cruzamiento.
Al hacer posible una mayor producción por metro cuadrado, sería
posible reducir la deforestación, que actualmente es la amenaza más
grande a la biodiversidad mundial, aunque la realidad demuestra lo
contrario: la "fiebre de la soja" arrasa con bosques y selvas nativos.
Ventajas hipotéticas
b) Ventajas para los consumidores:
ƒMayor producción de alimentos.
ƒPosibilidad de incorporar características nutricionales en los
alimentos.
ƒVacunas comestibles, por ejemplo: bananas con la vacuna de la
hepatitis B.
c) Ventajas para los agricultores:
ƒAumento de la productividad y la calidad de los cultivos.
ƒResistencia a plagas y a enfermedades.
ƒTolerancia a herbicidas, salinidad, sequías y temperaturas
extremas.
Ventajas hipotéticas
d) Ventajas para el ambiente:
Algunos alimentos transgénicos han permitido una reducción en el
uso de productos químicos, como en el caso del Maíz Bt, donde el
combate de plagas ya no requiere el uso de fuertes insecticidas que
afectaban a otros insectos benéficos.
e) Nuevos materiales:
Plásticos biodegradables y bio-combustibles.