Inxeniería xenética
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La inxeniería xenética, tamién conocida como cambéu xenéticu o manipulación xenética ye la manipulación direuta de los xenes d'un organismu usando bioteunoloxía.
| Inxeniería xenética | |
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inxeniería y ingeniería biológica (es)  | |
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Téuniques
editarLa inxeniería xenética inclúi un conxuntu de téuniques bioteunolóxiques, ente elles destaquen:[1]
- Amplificación del ADN[2]
- La secuenciación del ADN.
- La reacción en cadena de la polimerasa (PCR).
- Plasmocitosis
- Clonación molecular
- Mutación escepcional
- Transgénesis
- Bloquio xénicu
La teunoloxía del ADN recombinante
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La teunoloxía del ADN recombinante consiste n'aisllar y manipoliar un fragmentu d'ADN d'un organismu pa "recombinarlo" col d'otru organismu.[3]
Xeneralmente trátase l'ADN con una endonucleasa de restricción qu'anicia nesti casu una corte gradiáu nos dos hebras dobles d'ADN. Los estremos gradiaos de dambes hebras d'ADN son complementarios, una condición que deben de tener si quieren xunise. Los dos ADNs asina cortaos entemécense, calécense y esfrécense selemente. Los sos estremos cohesivos van apariase dando llugar a un nuevu ADN recombinado, con uniones non covalentes. Les uniones covalentes fórmense añadiendo ADN ligasa y una fonte enerxética pa formar los enllaces.
Otra enzima clave pa xunir ADNs ye la transferasa terminal, que puede amestar munches residuos de desoxirribonucleótidos socesivos al estremu 3´de les hebras del ADN. D'esta miente pueden construyise coles de poli Guanina nos estremos 3´ d'una de les hebras d'ADN y coles de poli Citosina nos estremos de la otra cadena. Como estes coles son complementaries, van dexar que los dos ADNs xunir por complementariedá. Darréu, fórmense los enllaces covalentes pola ADN ligasa.
L'ADN recombinado inxértase nun ADN vector qu'actúe como vehículu pa introducilo nuna célula hospedadora que lo retrucar, los vectores o tresportadores más utilizaos son los plásmidos y l'ADN del fago lambda.
La secuenciación del ADN
editarYe un conxuntu de téuniques que dexen conocer l'orde en qu'apaecen los nucleótidos nel ADN,[4] que ye la base de la información xenética de los organismos. Esta téunica tien aplicaciones médiques, como la busca de dalgún polimorfismu xenéticu que s'acomuñar con una enfermedá; básiques: comparar la historia evolutiva d'un organismu; o forenses.
La reacción en cadena de la polimerasa (PCR)
editarLa téunica de la PCR aprovecha l'actividá enzimática pola que se retruca l'ADN nes célules pa consiguir una gran cantidá de copies d'ADN a partir de cantidaes pequeñes.[5]Utilízase una polimerasa o un amiestu de delles que puedan aguantar temperatures elevaes, siendo la más común la polimerasa taq.
La téunica consiste en realizar dellos ciclos de temperatures elevaes pa consiguir la desnaturalización del ADN y temperatures más baxes pa l'amplificación del ADN desnaturalizado por aciu la polimerasa.
Bioteunoloxía xenética
editarNa década de 1970 abriéronse nueves perspectives nel campu de les bioteunoloxíes gracies a la ellaboración de nueves téuniques que dexen llegar direutamente al material que ta nel orixe de toles carauterístiques y procesos vitales, esto ye, el ADN. Esti conxuntu de téuniques moleculares de manipulación xenética recibe'l nome d'inxeniería xenética.
El so oxetivu ye la manipulación in vitro del ADN, la introducción d'esti ADN asina modificáu en célules vives y la incorporación del mesmu como parte del material hereditario de diches célules. D'esta miente, ADN de diverses procedencies, por casu, la fracción d'ADN humanu que regula la síntesis d'insulina, puede introducise en bacteries de manera que pasa a formar parte del so xenoma y llograr asina que la bacteria adquiera la capacidá d'ellaborar insulina.
Terapia xenética
editarLa terapia xenética consiste en sustituyir o añader, según el casu, una copia normal de la rexón defectuosa del ADN pa poder solucionar y restablecer la función alteriada, evitando'l desenvolvimientu d'enfermedaes d'orixe xenéticu,[6] como por casu la facultá defensiva ante les enfermedaes infeicioses. Les enfermedaes coles que s'empezó a trabayar son, ente otres, el defectu de la enzima ADA (adenosina desaminasa), conocida como la de los neños burbuya y la DMD o distrofia muscular de Duchenne.
La posibilidá de curar les enfermedaes xenétiques con un tratamientu específicu xustifica los esfuercios que se tán realizando nesti sentíu.
Implicaciones étiques
editarLa inxeniería xenética tien aplicaciones en campos bien diversos; dos de los más importantes son la medicina y la creación de nueves especies o meyora de les esistentes. El progresu nestos ámbitos puede apurrir resultaos capaces de solliviar dellos problemes de gran importancia, pero nun se debe escaecer que la esplotación comercial de les teunoloxíes riquíes namái ta al algame d'unes poques empreses multinacionales. Como yera d'esperar, la tradicional dependencia económica de los países subdesendolcaos tien na inxeniería xenética un nuevu elementu de desequilibriu. N'otru orde de coses, la inxeniería xenética puede plantegar graves problemes éticos. Hai opiniones bien diverses sobre ónde han d'asitiase les llendes de manipulación del material que ta na base de tolos procesos vitales.
Al entamu de los esperimentos del ADN recombinante, dellos investigadores amosaron la so esmolición polos riesgos que pueden realizase con felicidaes téuniques. En dellos países creáronse comités p'aldericar l'usu y l'aplicación de téuniques d'inxeniería xenética.
Inxeniería xenética en seres vivos
editarInxeniería xenética en bacteries
editarSon los seres vivos más utilizaos n'Inxeniería Xenética. La más utilizada ye la Escherichia coli. Úsase práuticamente en tolos procesos d'I.G.[7]
Otra de les aplicaciones más actuales que se fixeron, foi modificar xenéticamente bacteries que vivan nel sistema dixestivu del ser humanu nun ralu mínimu de 6 meses a 1 añu, coles mires de menguar el mambís. Esta investigación basar en N-acil-fosfatidiletanolamina, y N-acil-etanolamina, encargaes de mandar señales al hipotálamu, que ye l'encargáu de la ingesta d'alimentos.[ensin referencies]
Inxeniería xenética en lleldos y fungos
editarSon xunto coles bacteries los sistemes más utilizaos. El Saccharomyces cerevisiae foi'l primer sistema eucariota secuenciáu dafechu.[8] Otru lleldu importante ye P. pastoris, utilizada pa consiguir proinsulina en cultivu discontinuu y quitinasa en cultivu continuu. Nel campu de los fungos destaca pol so llabor médica'l Penicillium.
Otra aplicación foi'l lleldu P. pastoris usóse pa producir grandes cantidaes de proteínes, gracies a que ye capaz de crecer nos reactores hasta algamar bien altes densidaes celulares. Por casu, utilizóse pa producir quitinasa humana en cultivu continuu (0,3 g/L/día) o proinsulina humana nun sistema discontinuu (1,5 g/L).
Inxeniería Xenética n'animales
editarLa manipulación xenética de los animales escuerre múltiples oxetivos: aumentar el rendimientu del ganáu, producir animales con enfermedaes humanes pa la investigación, ellaborar fármacos, etc.
Producción animal por inxeniería xenética:
Pexes trexénicos: les principales aplicaciones n'animales realizáronse en pexes, por cuenta de que la fecundación ye esterna, lo cual dexa la introducción del xen nel cigotu primero que se xunan el nucleu del espermatozoide y el del óvulu. Produciéronse carpes trexéniques que crecen muncho más rápido, por cuenta de la incorporación del xen de la hormona de la crecedera de la trucha, y salmones trexénicos, qu'aguanten meyor les baxes temperatures.
Mamíferos: llográronse mures trexénicos, con distintos xenes modificaos.[9] Sicasí, inda la so aplicación pa la meyora d'especies ye preliminar, enfocándose l'estudiu dende un puntu de vista más bien puramente científicu
Inxeniería Xenética en plantes
editarAnguaño desenvolviéronse plantes trexéniques de más de cuarenta especies. Por aciu inxeniería xenética consiguiéronse plantes resistentes a enfermedaes producíes por virus, bacteries o inseutos.[10]Estes plantes son capaces de producir antibióticos, toxines y otres sustancies qu'ataquen a los microorganismos. Tamién se consiguieron otru tipu de meyores, como la producción de distintes sustancies nos alimentos qu'aumenten la so calidá nutricional, ameyorar les cualidaes organolépticas d'un productu o que ciertes plantes sían más resistentes a determinaos factores ambientales, como'l fríu.
Un gran exemplu d'ello ye la bacteria Agrobacterium tumefaciens que tien la capacidá de tresferir ADN ente reinos distintos. L'impautu d'esti afayu tuvo grandes aplicaciones en diversos campos de la bioloxía vexetal, agricultura y bioteunoloxía. Asina mesmu, esta interacción dio pie a formular modelos de señalización celular, tresporte célula a célula, importe nuclear de proteínes y ADN y mecanismos d'integración xenómica (Tzfira y Citovsky, 2000). Mientres el procesu d'infeición A. tumefaciens introduz na célula vexetal una parte del so ADN (ADN de tresferencia) el cual ye integráu dientro del xenoma de la planta. Los xenes del ADN-T son espresaos nel so hospedero ya inducen la formación de tumores y la síntesis d'unos derivaos d'aminoácidos llamaos opines los cualos son aprovechaos pola bacteria.[11]
Les téuniques d'inxeniería xenética tamién dexen el desenvolvimientu de plantes que dean frutos de maduración bien lenta. Asina, ye posible recoyer tomates maduros del tomatal y que lleguen al consumidor calteniendo intactos el so sabor, golor, color y testura. La meyora de la calidá de les granes ye tamién un oxetivu.
Les aplicaciones farmacéutiques son otru gran puntu d'interés. La bioteunoloxía dexa desenvolver plantes trexéniques que producen sustancies d'interés farmacolóxicu, como anticuerpos, ciertes proteínes o hormones, como la hormona de la crecedera.
Aplicaciones de la Inxeniería Xenética en medicina ya industria farmacéutico
editarLlogru de proteínes de seres vivos
editarUna serie d'hormones como la insulina, la hormona de la crecedera, factores de cuayamientu, etc., tienen un interés médico y comercial bien grande. Antes, el llogru d'estes proteínes realizar por aciu la so estracción direuta a partir de texíos o fluyíos corporales. Na actualidá, gracies a la teunoloxía del ADN recombinante, clónense los xenes de ciertes proteínes humanes en microorganismos fayadizos pa la so fabricación comercial. Un exemplu típicu ye la producción d'insulina[12]que se llogra a partir del lleldu Sacharomyces cerevisae, onde se copia'l xen de la insulina n'humanos.
Llogru de vacunes recombinantes
editarEl sistema tradicional de llogru de vacunes a partir de microorganismos patóxenos inactivos, puede portar un riesgu potencial. Munches vacunes, como la de la hepatitis B,[13] llógrense anguaño por inxeniería xenética. Como la mayoría de los factores antigénicos son proteínes lo que se fai ye clonar el xen de la proteína correspondiente.
Vacunes atenuaes: Esaníciense los xenes de roxura d'un axente infeiciosu pa provocar una respuesta inmune. L'organismu modificáu xenéticamente puede usase como lo que ye llamáu una vacuna viva” ensin qu'esista riesgu de que se revierta al tipu bederre.
Anguaño tase ensayando una vacuna de cepes estables del Vibrio cholerae, ésti atópase desprovistu del xen que codifica pal so enterotoxina, que provoca la enfermedá. Otru ensayu esistente foi na Salmonella, onde se-y quitaron ciertos xenes qu'anque nun son bederres, converten a la cepa n'atenuada una vegada sumíos, ye dicir que mengüen la so roxura 1, 000, 000 de vegaes. La so efectividá llogró demostrase n'oveyes, bovinos, pollos y hasta n'humanos apocayá
Vacunes d'organismos recombinantes vivos: Pa estes utilicen microorganismos non patóxenos a los cualos incorpórense xenes d'axentes patóxenos que codifican pa los antígenos que desencadenen la respuesta inmune. El virus vacunal tien un xenoma amplio y secuenciao que dexa afaer dellos xenes foranos nel so interior polo que ye un vector recombinante bien utilizáu. A partir d'ésti métodu llogróse desenvolver la vacuna contra la rabia inxertando'l xenoma del virus, provocando la respuesta inmune nel organismu del hospedador. D'igual manera ensayáronse les espresiones de xenes que codifican pa antígenos de virus de la hepatitis B, del gripe y del herpes simple. Con esti métodu, podría llograse el desenvolvimientu de vacunes que inmunicen simultáneamente pa delles enfermedaes, inxertando nel virus recombinante dellos xenes de distintos organismos patóxenos al empar.
Vacunes de subunidades: P'axentes infeiciosos que nun se pueden caltener en cultivu, aísllense los xenes que codifican pa les proteínes causantes de la respuesta. Dichos xenes pueden clonase y espresar nun güéspede alternativu tales como bacteries, lleldos o llinies celulares de mamíferos. Depués d'inxertáu'l xen d'interés, la bacteria o lleldu recombinante empecipia cola producción de subunidades de proteínes en grandes cantidaes, mesmes que son recoyíes y purificadas pa utilizales como vacunes. La vacuna contra la hepatitis B foi la primera puesta nel mercáu y siendo producida por esti métodu.
Vacunes d'ADN: Consisten en plásmidos nos que s'introduz tan solo una diminuta cantidá del material xenético del patóxenu contra'l que pretende lluchase. Al inyectar el plásmido nel músculu o la piel, ésti enfusa dientro de la célula y llega al nucleu, comandando entós la producción de los antígenos del patóxenu que van desencadenar la respuesta inmune. Asina, treslládase la fábrica de la vacuna a los texíos del güéspede. Na actualidá realicen ensayos de diverses vacunes d'esti tipu, dellos exemplos son la vacuna pa la hepatitis B, pa la malaria, pal gripe, pal herpes simple y pal SIDA.
Diagnósticu d'enfermedaes d'orixe xenéticu
editarConociendo la secuencia de nucleótidos d'un xen responsable d'una cierta anomalía, puede diagnosticase si esti xen anómalu ta presente nun determináu individuu.
Hasta agora foi posible la llocalización de los xenes responsables de la fibrosis quística, la distrofia muscular, la hemofilia o l'Alzheimer.[14] Pa identificar estos xenes usen sondes d'ADN.
La clonación de xenes puede rindir dos tipos de productos: el DNA clonáu, útil como reactivu específicu n'ensayos de diagnósticu per hibridación o bien los productos proteicos de los xenes clonaos (antígenos purificados pa inmunodiagnóstico en producción de vacunes).
Hai descrites cerca de 500 enfermedaes hereditaries producíes por mutaciones recesivas. Les téuniques d'inxeniería xenética sirvieron pa diagnosticar delles d'elles, por casu, l'anemia falciforme.
Llogru d'anticuerpos monoclonales
editarEsti procesu abre les puertes pa lluchar contra enfermedaes como'l cáncer y diagnosticalo inclusive primero qu'apaezan los primeros síntomes.
L'interferón foi la primer melecina producida por inxeniería xenética.[15] Ye utilizáu como melecina complementaria a la quimioterapia pa la cura del cáncer. La so producción yera cara hasta 1980, pero gen d'interferón fueron introducíos en bacteries usando teunoloxía de recombinación del ADN dexando asina'l cultivu masivu y purificación de les emisiones bacterianes.
Referencies
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Ver tamién
editarBibliografía rellacionada
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- Marta Izquierdo Rojo (1999). Ingeniería Xenética y Tresferencia Xénica. Pirámide.
- JVC (2008). Enciclopedia JVC´s Inc.. JVC´s Studios.
- «Ingeniería Xenética». Consultáu'l 30 de marzu de 2010.
- Introducción a la Bioteunoloxía (enllaz rotu disponible n'Internet Archive; ver l'historial y la última versión).
Enllaces esternos
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Wikimedia Commons acueye conteníu multimedia sobre Inxeniería xenética.
Xeneral
- Si como tomates trexénicos, ¿van salime escames? Los trexénicos nel Muséu Virtual Lleendo'l Llibru de la Vida. Archiváu 2009-12-12 en Wayback Machine
- Les Nueves Technologías del Cambéu Xenéticu Humana: Un Estragal de Desafíu pa la Humanidá
- La Inxeniería Xenética y el Xenotrasplante
- Inxeniería xenética, clonación y evolución humana
Noticies
- Topen proteína qu'induciría la clonación natural de les plantes.
- Control of female gamete formation by a small RNA pathway in Arabidopsis.
- IPN reproduz plantes ensin granes. Archiváu 2014-09-05 en Wayback Machine
Datos: Q159236- Multimedia: Genetic engineering