Cruz Cervantes Ricardo ArturoRamos Cervantes Adrian

Grupo: 5QBT1

Examen 2do parcialBiologa molecular II

La tica y las OGMs-IntroduccinUn organismo genticamente modificado (OGM) se puede definir como un organismo animal o vegetal que ha sufrido un cambio gentico y, generalmente, una manipulacin de su patrimonio gentico destinada a darle nuevas propiedades.Hoy en da, la ciencia es capaz de transferir directamente genes o grupos de genes entre especies diferentes. El abanico de posibilidades que se abre a estas tcnicas parece limitado. En la ganadera y en la agricultura, por ejemplo, la produccin puede aumentar considerablemente gracias a un crecimiento ms rpido de las plantas y de los animales, a una mayor resistencia a las enfermedades y a los parsitos, as como a una mejor adaptacin a medios difciles. En el campo de la medicina sera factible producir nuevos medicamentos y entrever la posibilidad de vacunar a poblaciones enteras gracias a los alimentos transgnicos. En referencia a las aplicaciones agroindustriales, los OGNI podran ser tiles en la fabricacin de quesos, por ejemplo.Es difcil medir en la actualidad la amplitud de las consecuencias que se derivan de la utilizacin de OGM sobre el medio natural y el organismo humano. Las implicaciones de orden socioeconmico, tico y ambiental no tienen precedentes. La cuestin de la produccin agrcola y agroalimentaria a partir de OGNI es sin lugar a dudas una de las ms controvertidas del momento, y los Estados dudan en resolverla despus de haber sido, en un primer momento, favorables a esta prctica innovadora.Las investigaciones sobre los OGM, realizadas sobre todo por el sector privado, tienen un coste muy elevado y solo sern rentables por sus aplicaciones industriales. De ah la necesidad aparente, en el sistema econmico actual, de patentar cada descubrimiento. Consecuentemente, el agricultor podra verse en la obligacin de volver a comprar sinuentes cada ao (si utilizamos las nuevas tecnologas para el control de la expresin gentica de los vegetales, por ejemplo) o incluso la investigacin pblica no podra efectuarse sin autorizacin de las firmas privadas. La patente de estos descubrimientos podra conllevar la privatizacin de un patrimonio colectivo: la vida.Asimismo, una planta transgnica puede transmitir sus nuevos genes a otra planta, sea de la misma especie (polinizacin cruzada intraespecfica) o de otra especie colindante (interespecfica), Es lo que algunos llaman "contaminacin gentica". La utilizacin de plantas transgnicas pone en evidencia el problema de la irreversibilidad de ciertas modificaciones. Los riesgos, como se puede adivinar, son tan grandes como las esperanzas que los OGNI han suscitado inmediatamente.-DesarrolloLa biotecnologa ofrece con sus nuevas tcnicas, la capacidad para modificar la gentica de los organismos y crear as, organismos con caractersticas deseadas. Los Organismos Genticamente Modificados (OGM) presentan hoy para muchos una posible solucin a los problemas del hambre y de la salud, a la pobreza, una menor dependencia de insumos qumicos, una mejor rentabilidad en la produccin agrcola y una disminucin de los problemas ambientales. Por otro lado, se han sealado objeciones claras al uso de los OGM como son: una mayor contaminacin qumica, el posible flujo gentico, la prdida de la biodiversidad, un incremento a la resistencia de insectos a los plaguicidas, el dao a una agricultura sustentable y modelos tradicionales de la misma, a una dependencia econmica de las multinacionales y un incremento a la pobreza. El uso de OGM tambin puede significar riesgos potenciales para la salud y el desarrollo humano. Muchos genes utilizados en los OGM no se encontraban anteriormente en el suministro de alimentos. Mientras los nuevos tipos de cultivos alimentarios convencionales no son generalmente sometidos a evaluacin de inocuidad antes de su comercializacin, se realizaron evaluaciones de alimentos GM antes de la comercializacin de los primeros cultivos.

Para brindar una coherencia internacional en la evaluacin de alimentos GM, los principios desarrollados por la Comisin del Codex Alimentario (un programa conjunto de la OMS y la Organizacin de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentacin, FAO) ahora abarcan a la inocuidad alimentaria, mientras que el Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnologa cubre la inocuidad ambiental de los OGM. Muchos pases han establecido sistemas regulatorios especficos previos a la comercializacin acorde con este lineamiento internacional que requiere una evaluacin de riesgos caso por caso de cada alimento GM. La metodologa de evaluacin de riesgos experimenta mejoras continuas, hecho que es reconocido por los principios del Codex, incluyendo la necesidad de evaluaciones de riesgos para considerar tanto los efectos deseados como los no deseados de dichos alimentos en el suministro alimentario. Los alimentos GM actualmente comercializados en el mercado internacional han superado las evaluaciones de riesgos en diversos pases y no es probable que presenten riesgos para la salud humana, ni se ha demostrado que lo hagan.En la actualidad, los OGM comercializados con mayor frecuencia son cultivos de soja, maz y algodn. La soja GM domina las plantaciones de cultivos GM, seguida por el maz GM y el algodn GM. Se estima que los cultivos GM cubren alrededor del 4% de la tierra cultivable total del mundo.

Las caractersticas agronmicas son las caractersticas ms prominentes introducidas en los cultivos GM. En el futuro cercano, las caractersticas agronmicas continuarn dominando las nuevas variedades de cultivos GM. Sin embargo, en el mediano plazo, una proporcin pequea pero creciente de cultivos GM contendr cambios en las caractersticas de calidad y de nutricin.

La tica y las OGM En el mbito global que involucra la produccin y uso de OGMs, la tica ha sido escasamente considerada dentro de los contextos legal, poltico, econmico y cultural en que se emplean las tcnicas de manipulacin gentica. El riesgo que implica este hecho se traduce en que el desarrollo progresivo de esta industria nicamente sirva a los intereses de unos cuantos. Una clara consecuencia de este riesgo es ilustrada por la tecnologa terminator, una forma de manipulacin gentica que hace que las semillas de los cultivos de OGMs se vuelvan infrtiles. En su afn de competencia y expansin en el mercado, las compaas multinacionales ignoran los efectos sociales que se generan al hacer que los agricultores se hagan totalmente dependientes de ellas. Es por tanto esencial comprender que, adems de centrar el debate en los riesgos y consecuencias de la biotecnologa en s, es necesario poner nfasis en la forma en la que sta es utilizada.

Por otro lado, vale la pena analizar hasta qu punto las ventajas y los beneficios que traen consigo los OGMs se han vuelto realidad o se han quedado slo en especulacin. La soja y el maz (que juntos comprenden cerca del 80% de la superficie mundial cultivada) han sido principalmente destinadas a la alimentacin del ganado en pases industrializados, mientras que el algodn y la canola se han destinado hacia usos industriales (Riechmann, 2004). Estos hechos reflejan un argumento en contra del planteamiento inicial que justificaba el crecimiento de la industria de OGMs y que subrayaba, como una de sus prioridades, el contribuir a erradicar el hambre y la pobreza en los pases menormente desarrollados.Es indudable que el reto primordial lo tendrn tanto los hacedores de polticas como los tomadores de decisiones de la industria de OGMs, de estar abiertos a considerar, sobre una base de principios ticos, los fines que debiera tener esta biotecnologa y las consecuencias que implicar la alteracin de estructuras y funciones de los sistemas interconectados de los cuales depende.

ConclusinLas OGMs en consideracin son una innovacin tecnolgica la cual genera y sin fin de posibilidades de produccin de productos para mejorar la vida del ser humano esto es muy importante ya que desde el punto de vista econmico , es una gran inversin para consumidor y produccin, pero , en un punto de vista tico muchas personas piensan que el simple hecho de manipular genticamente algn alimento o un ser va en contra de la tica moral y de las creencias hacia la vida que uno tiene personalmente , por lo cual las OGMs hasta la fecha sigue siendo un tema a debatir por un sinfn de pros y contras , pros desde un punto de vista gentico , econmico, qumico y analtico por lo cual para personas adentradas al tema suelen defender la creencia y la efectividad de estos productos o tcnicas, a diferencias de los contras que son basados en creencias muchas veces sin tomar un anlisis congruente sobre las consecuencias favorables que tendra sobre problemas como la hambruna, destacando en las consecuencias no favorables el escepticismo sobre mltiples efectos secundarios que puede ocasionar el consumir estos alimentos.

Protenas recombinantesLa expresin de protenas recombinantes se ha favorecido con el uso de Escherichia coli debido a su relativo bajo costo, alta densidad de cultivo, su fcil manipulacin gentica y a las diversas herramientas biotecnolgicas disponibles que son compatibles.Expresin de protenas recombinantes en Escherichia coliEntre los parmetros ms importantes en la produccin exitosa de protenas recombinantes en E. coli se encuentran: la eficiencia transcripcional y traduccional, la estabilidad del vector de expresin y de los cidos ribonucleicos (ARN) transcriptos, la estabilidad de las molculas ante el ambiente proteoltico del hospedero y la localizacin y plegamiento de la protena.Factores genticosEntre los factores genticos a considerar se encuentran: nmero de copias del vector de expresin, caractersticas del gen, estabilidad del cido ribonucleico mensajero (ARNm), promotor empleado y cepa utilizada.Nmero de copias del vector de expresinEn la seleccin del sistema de expresin que permita obtener altos niveles de produccin de la protena recombinante, un aspecto importante es el nmero de copias del vector dentro de la cepa hospedera.El nmero de copias del plsmido en E. coli puede variar desde 1 hasta 2 000 por clula, en dependencia de su origen de replicacin en la bacteria. Generalmente la sntesis proteica aumenta linealmente con el nmero de copias del plsmido hasta aproximadamente 600 copias por clula.Este aumento depende de la naturaleza de la protena y del ambiente celular, en el que se incluye el balance de sntesis/degradacin que puede ser afectado por elevadas cargas gnicas del vector.

Caractersticas del gen heterlogoEntre las caractersticas del gen heterlogo que pueden influir en los niveles de expresin se menciona el uso de determinados codones especficos en el gen que son poco usados en E. coli, denominados codones raros.Pueden existir determinados codones, fundamentalmente, los que codifican arginina y prolina, en los genes que favorecen el corrimiento del marco de lectura hasta en un 50% del total de protena sintetizada. Esto puede originar una terminacin prematura de la sntesis de la protena recombinante o alterar completamente la informacin gentica.Estabilidad del ARN mensajero (ARNm)Una vez sintetizado el ARNm correspondiente al gen de inters, la estabilidad del transcripto permite un control flexible y muy eficiente de los niveles de sntesis proteica.Por lo general los ARNm bacterianos tienen una vida media corta. En clulas bacterianas que crecen y se dividen cada 20 o 30 min, algunos ARNm deben renovarse de 5 a 10 veces en cada generacin. La vida media del ARNm est regulada por el control del inicio de la transcripcin y la velocidad de degradacin del mismo. La velocidad de degradacin de los ARNm provenientes de algunos genes heterlogos es muy alta, siendo muy bajos o nulos los niveles de sntesis de las protenas recombinantesTipo de promotor bajo el cual se encuentra situado el gen de intersEl sistema de expresin es la unidad transcripcional que se inserta en un vector de cido desoxirribonucleico (ADN) extracromosomal. Si el mismo es inducible, las clulas pueden crecer hasta altas densidades y obtener cantidades del producto hasta de un 30% de la protena total de las clulas.Algunos de los promotores ms empleados son: Promotor triptfano: Es el responsable de la transcripcin de los genes trpE, D, C, B, A, los cuales codifican para las enzimas que intervienen en la sntesis del triptfano. Se reprime por la presencia de este aminocido en el medio de cultivo y se induce por su ausencia o al aadir cido 3-indolacrlico.

Promotor Lac (lactosa): Este promotor se reprime en presencia de glucosa y se induce en presencia de lactosa o su anlogo isopropil-tiogalactosido (IPTG) (19). La primera puede ser empleada solamente en cepas que contengan en su genoma los genes que codifican para las tres enzimas involucradas en el metabolismo de la lactosa (permeasa, beta galactosidasa y transacetilasa). IPTG es un reactivo caro, por lo que su empleo se reduce fundamentalmente a las escalas de laboratorio y piloto. Promotor Tac: Es un hbrido del promotor Lac y el promotor Trp y su funcin es similar a la del promotor Lac (20).Cepa hospederaLa cepa hospedera, la cual es transformada con el vector de expresin, debe ser deficiente en la mayora de las proteasas naturales, mantener la estabilidad plasmdica y contener los elementos genticos necesarios, de acuerdo con el sistema de expresin utilizado.Factores fisiolgicosLos factores fisiolgicos asociados a la expresin y crecimiento celular de la protena de inters se ponen de manifiesto en el proceso de fermentacin. Entre los ms importantes se encuentran: composicin del medio de cultivo, parmetros de operacin en el fermentador y estrategia de cultivo.Proceso de fermentacinLos microorganismos y las clulas en general presentan una identidad propia, especificada por su integracin gentica y manifestada en su funcionamiento con las enzimas que contienen. Para que los individuos y las especies que ellos forman sobrevivan y sean perpetuados esta especificacin gentica y su sistema de funcionamiento se deben mantener y reproducir a travs del crecimiento.Composicin del medio de cultivoFuente de carbono y energaAproximadamente el 50% del peso seco del material celular es carbono, por lo que en todo medio de cultivo debe existir un sustrato que proporcione el esqueleto carbonado bsico para la sntesis de las unidades estructurales que dan origen a las macromolculas y estructuras de la clula. En la mayora de los casos este compuesto es de origen orgnico y entre los ms usados se encuentran los azcares como: glucosa, sacarosa, fructosa, lactosa, entre otros. Por lo general en los procesos degradativos o catablicos de estos compuestos se produce tambin la energa necesaria para los procesos biosintticos y el funcionamiento general de la clula.Fuente de nitrgenoEn orden consecutivo es el segundo elemento en importancia que debe formar parte del medio de cultivo, ya que juega un papel fundamental en la composicin de las estructuras principales de la clula. Al nitrgeno le corresponde del 8 al 15% del residuo seco.Velocidad especfica de crecimientoLa velocidad especfica de crecimiento (m) es funcin de: tipo de microorganismo, composicin del medio de cultivo, temperatura, pH, concentracin de sustrato, velocidad de agitacin y aireacin. En general se puede plantear que: = f (T, pH, S, variables de operacin).Efecto de la temperatura y el pHLa temperatura de crecimiento ptima para diferentes microorganismos vara en un amplio intervalo. Por ejemplo: microorganismos psicrfilos: 0-25 C; microorganismos mesfilos: 25-45 C, y microorganismos termfilos: > 45 C. La dependencia de la temperatura de crecimiento microbiano se podra comprender como el efecto de la temperatura sobre las distintas reacciones enzimticas que ocurren en las clulas. Este efecto se describe por la ecuacin de Arrhenius: =Ae-E/RTDonde:A: Constante de Arrhenius (h-1).E: energa de activacin (kJ kmol-1)T: temperatura absoluta (K)R: constante de los gases (kJ kmol-1K-1).La mayora de las bacterias crecen a una temperatura alrededor de 37 C y un pH neutro. Manteniendo el cultivo a estas condiciones se logra que la velocidad especfica de crecimiento dependa solamente de la concentracin de sustrato y de las variables de operacin.

Efecto de la concentracin de sustratoLa dependencia de la velocidad especfica de crecimiento () sobre la concentracin de sustrato limitante se obtiene por primera vez por J. Monod (28).= mxS/(Ks+S)Dnde:mx: Velocidad especfica mxima de crecimiento que se alcanza en la fase exponencial y depende del tipo de sustrato limitante empleado y de las variables de operacin (h-1).S: Concentracin de sustrato limitante (g.L-1).Ks: Constante de saturacin (g.L-1). Esta constante da una medida de la afinidad del microorganismo hacia el sustrato. Mientras ms pequeo sea Ks, ms afn es el microorganismo al sustrato en cuestin.Estrategias de purificacinLa purificacin de protenas se puede dividir a partir de su forma de expresin en dos grandes grupos que determinan la estrategia a seguir: purificacin de protenas solubles e insolubles. Las protenas recombinantes en E. coli pueden ser expresadas de dos formas fundamentales: secretadas al medio extracelular (solubles) o expresadas en el interior de la clula, donde pueden ser localizadas en el espacio periplasmtico o en el citoplasma celular.ConclusionesLas estrategias han estado encaminadas desde el mejoramiento gentico de la cepa y los vectores de expresin hasta los mtodos de cultivo y purificacin de estas protenas.No obstante, existen retos que deben abordarse en un futuro, entre los que se encuentran: superar los niveles de expresin de protenas alcanzados; realizar un adecuado estudio del espacio de diseo durante la etapa de desarrollo de los procesos de fermentacin y recobrado, para establecer los parmetros que influyen significativamente en su eficiencia; realizar una adecuada seleccin del medio de cultivo que facilite tanto la expresin como el crecimiento celular.

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