Genética del Desarrollo

La genética del desarrollo permite descifrar las reglas que rigen el desarrollo de los organismos. El desarrollo de un organismo implica que una célula se multiplique y luego que las células hijas se especialicen para llegar a formar los diferentes tejidos.

• Proliferación: precisa la división de las células y, por tanto, la replicación de su genoma.
• Diferenciación: requiere la regulación de la expresión del genoma para que se expresen unos genes y no otros.

La Epigenética

La epigenética estudia los factores externos que no están implícitos en el ADN pero que, de alguna forma, controlan la expresión de ciertos caracteres.

Manipulando los Genes: La Revolución de la Biotecnología

Las personas han inventado sistemas antigenéticos, como la medicina, que salva genotipos que de otra forma sucumbirían a la selección natural. Hacia 1972, la biología molecular había alcanzado un desarrollo espectacular: se conocía la maquinaria básica de la vida y se empezaba a entender cómo se regulaban los genes. Pero había llegado el momento de intervenir, de manipular los seres vivos a voluntad. De esta forma, la invención de la tecnología del ADN recombinante, denominada ingeniería genética o clonación molecular, permitió al ser humano diseñar por primera vez moléculas de ADN que no existirían en la naturaleza.

Herramientas de la Biotecnología

• Para cortar: Las enzimas de restricción. Son capaces de cortar el ADN en secuencias específicas, como unas tijeras moleculares.
• Para pegar: La ADN ligasa. Permite unir fragmentos de ADN que han sido cortados por otras enzimas.
• Para copiar: Los plásmidos. Son pequeñas moléculas circulares de ADN que viven en el interior de las bacterias. Los plásmidos se usan como vectores en ingeniería genética.
• Transformación: Proceso para introducir plásmidos en el interior de la bacteria Escherichia coli.

Fabricación de Proteínas Recombinantes

En 1975 nació una nueva industria: la biotecnología. El primer producto que se produjo y comercializó fue la insulina humana. La producción de insulina humana en el interior de bacterias permitió prescindir de las insulinas de cerdo o vaca que se venían inyectando por los diabéticos y que, al no ser idénticas a la humana, podían producir algunos problemas relacionados con reacciones inmunológicas adversas. Otras proteínas recombinantes comercializadas por la industria farmacéutica han sido:

• El interferón humano.
• La hormona de crecimiento.
• La ADN polimerasa I.
• Vacunas basadas en proteínas recombinantes.

La Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR)

Fue inventada en 1986 por Kary B. Mullis. Esta técnica permite amplificar rápidamente muestras de ADN, es decir, obtener una cantidad apreciable de ADN a partir de una muestra muy pequeña; por ejemplo, una sola secuencia.

Organismos Transgénicos

Se denominan organismos transgénicos a los organismos modificados genéticamente que portan un gen extraño (transgén). De esta forma se han obtenido:

• Bacterias superdegradadoras de manchas de petróleo.
• Bacterias productoras de polímeros biodegradables.
• Plantas con resistencia a insectos productores de plagas, como el maíz.

Células Madre y Clonación

Las células madre son células no diferenciadas susceptibles de convertirse en otros tipos de tejido: células cardíacas, de la piel, etc. Tipos de células madre:

• Células madre embrionarias: provenientes de embriones excedentes de fertilización in vitro. Su uso presenta problemas éticos.
• Células madre procedentes de cordón umbilical o de adulto: su uso no presenta problemas éticos.
• Células madre pluripotentes inducidas (iPS): se obtienen de células adultas de la piel. Fueron descubiertas en 2007 por James Thomson.

¿Por Qué se Usan los Virus en Terapia Génica?

Los virus tienen una gran capacidad de infectar a las células al introducir en ellas su material genético. Si sustituimos el material genético propio del virus por el que necesita la célula, estamos convirtiendo al virus en un estupendo mensajero. El virus sería como el caballo de Troya; en su interior lleva el ADN, material genético, que podemos modificar.

Clonación

Las células adultas pueden convertirse de nuevo en células madre progenitoras de un nuevo organismo. De esta forma, en teoría, podemos hacer copias de cualquier ser vivo, que se denominan clones. El genoma de los clones es idéntico al de su progenitor, mientras que el de los individuos que provienen de reproducción sexual es mezcla de los genomas de los progenitores.

Terapia Génica

Consiste en la inclusión de genes en el cuerpo del paciente con el fin de solucionar alguna deficiencia de su genoma. Podemos decir que un gen normal se inserta en las células del órgano defectuoso del paciente para sustituir a un gen que no funciona correctamente. Se puede aplicar de dos maneras:

• In vivo: se introduce en el paciente el ADN recombinante.
• Ex vivo: se extraen células del paciente, se cultivan con el ADN recombinante deseado y luego las células modificadas se vuelven a introducir en el paciente.