TRANSGENICOS

ETIMOLOGIA:Normalmente usamos el prefijo trans cuando atravesamos distancias. Por ejemplo, un viaje transatlntico es cuando cruzamos un ocano muy grande, mientras que una transfusin sangunea es cuando un enfermo recibe sangre de otra persona, decimos que trans-portamos productos o trans-mitimos mensajes, entoncestrans significa (mover de un lugar a otro .El vocablo gnico hace referencia a genes. DEFINICIN:

Un organismo transgnico o un organismo modificado genticamente (OMG) es aquel organismo al que se ha alterado la informacin gentica propia con la adicin de muy pocos genes (generalmente uno) procedentes de otro organismo, normalmente de otra especie. Un organismo transgnicos es aqul que ha sufrido la alteracin de su material hereditario (genoma) por la introduccin artificial (manipulacin gentica) de un gene exgeno, esto es, proveniente de otro organismo completamente diferente. Los organismos transgnicos muestran que aparentemente no existen barreras para mezclar los genes (DNA) de dos especies diferentes.El contexto biotecnolgico el trmino transgnico significa la inclusin de un gen extrao a un organismo, la tcnica empleada se conoce con varios nombres: ingeniera gentica, modificacin gentica manipulacin gentica ORIGEN:

Desde el principio de su existencia, el hombre ha aprovechado la variacin gentica natural para seleccionar, por tcnicas de cruce y seleccin, especies de plantas y de animales. En el campo de la alimentacin ha utilizado microorganismos y enzimas para elaborar numerosos productos.La aplicacin de la ingeniera gentica entre las especies implica muy pocos cambios fundamentales con respecto a las tcnicas tradicionales; sin embargo, es una tecnologa revolucionaria puesto que permite identificar, aislar e introducir un determinado gen o genes en un organismo de una forma directa y controlada.

HISTORIA:La primera vez que se us algo parecido a lo que hoy se entiende por biotecnologa fue para producir bebidas alcohlicas. Los responsables de esta primera gran carrera biotecnolgica fueron los babilonios, hacia el ao 6.000 a. de C. Y en el ao 4.000 a de C., los egipcios recurrieron de nuevo a esta tcnica para producir pan y cerveza. Mil aos despus, en Oriente Medio, se emple la forma primitiva de la biotecnologa para conseguir la fermentacin de la leche en forma de queso y de yogurt, logro que franceses y suizos, hoy acreditados maestros queseros, tardaron 4.000 aos ms en alcanzar; tambin el vinagre se obtuvo por este medio en Egipto, 400 a de C.Otro hito en la historia de la biotecnologa fue el nacimiento de la gentica, gracias a los estudios de Mendel (ver pgina 33), quien, entre 1856 y 1863, realiz ensayos sobre la herencia de caracteres en guisantes, permitiendo, con tales resultados, la obtencin de nectarinas, manzanas con sabor a pera y otros productos artificiales que el consumidor acepta sin problemas. Principiando el siglo XX, 1940 tiene su propia carta de presentacin con la produccin de penicilina y otros antibiticos, utilizando para ello la manipulacin de ciertos microorganismos. Hacia 1953, J.D. Watson y F.H.C. Crick (ver pginas 35 y 36) proponen que la herencia estaba ligada al hoy casi familiar cido desoxirribonucleico o ADN, componente fundamental de los cromosomas. Comenzando la dcada de los '70, surge una nueva ciencia, que ser la responsable de los prximos trabajos y de los AMGs: la Ingeniera Gentica. Se aplic inicialmente (por su alto costo) en la produccin de sustancias con usos farmacuticos, como la insulina, modificando genticamente microorganismos. Con los posteriores desarrollos, se obtuvieron tambin enzimas para uso industrial, como la quimosina recombinante, utilizada, al igual que la obtenida de estmagos de terneros jvenes (su fuente original, el "cuajo"), para elaborar el queso. En posteriores estudios, se sintetiza la hormona somatrotopina bovina, al introducir un gen en una bacteria y se logr incorporar con xito un gen para que remolacha, patata, tabaco, tomate y maz sinteticen una molcula con toxicidad exclusiva para las larvas de insectos. Otros ensayos modificaban caractersticas de las plantas para mejorar su valor nutritivo y aumentar la consistencia (mantener constante la tersura del tomate tras su recoleccin o reducir los efectos de las heladas sobre algunas plantas) o, incluso, obtener nuevas variedades de flores (petunias de color bronce insertando un gen de maz o rosas azules introduciendo un gen de petunia). En 1975, en la conferencia de Asilomar en Estados Unidos, los cientficos miembros de la Comisin sobre ADN Recombinante de la Academia Nacional de Ciencias de los EEUU (presidida por Paul Berg y que inclua a James Watson) hicieron pblica una declaracin alertando de que hay grave preocupacin por la posibilidad de que algunas de estas molculas artificiales de ADN recombinante resulten biolgicamente peligrosas. La declaracin haca un llamamiento a los cientficos para aplazar de forma voluntaria ciertos experimentos relacionados con molculas de ADN recombinante. Posteriormente, a medida que muchos cientficos se implicaban cada vez ms en el campo de las aplicaciones comerciales de las nuevas tecnologas, y se encontraban ms cmodos trabajando con organismos de laboratorio disminuidos genticamente, el auto-control que la comunidad cientfica haba demandado se fue desvaneciendo. En los ltimos veinte aos, ha habido una tremenda expansin de la investigacin, comercializacin, y pruebas a pequea escala, y cada vez ms tambin a gran escala, que implican la liberacin de alimentos manipulados mediante Ingeniera Gentica (AMGs). Sin embargo, la era de los denominados "alimentos transgnicos" para el consumo humano directo se abri el 18 de mayo de 1994, cuando la Food and DrugAdministration de Estados Unidos, autoriz la comercializacin del primer alimento con un gen "extrao", el tomate "Flavr-Savr" (ver pgina 36), obtenido por la empresa Calgene. A partir de este momento, se han obtenido cerca del centenar de vegetales con genes ajenos insertados, que se encuentran en distintas etapas de su comercializacin, desde los que representan ya un porcentaje importante de la produccin total en algunos pases hasta los que estn pendientes de autorizacin. TIPOS: Hay productos transgnicos de origen vegetal, animal y fermentados (pan, cerveza, derivados lcteos,....). En el mundo vegetal se estudia la incorporacin de genes que proporcionan resistencia a plagas y patgenos, retraso en el proceso de maduracin, soportar las condiciones ambientales extremas, aumento del valor nutricional de algn alimento, etc. Pero en el campo animal, los avances se realizan de una forma ms lenta puesto que los cambios en animales implican mayores repercusiones ticas y sociales. VENTAJAS:

- Podremos consumir alimentos con ms vitaminas, minerales y protenas, y menores contenidos en grasas.- Produccin de cidos grasos especficos para uso alimenticio o industrial.- Cultivos ms resistentes a los ataques de virus, hongos o insectos sin la necesidad de emplear productos qumicos, lo que supone un ahorro econmico y menor dao al medio ambiente.- Cultivos resistentes a los herbicidas, de forma que se pueden mantener los rendimientos reduciendo el nmero y la cantidad de productos empleados y usando aquellos con caractersticas ambientales ms deseables. - Mayor tiempo de conservacin de frutas y verduras. - Aumento de la produccin. - Disminucin de los costes de la agricultura. - La biotecnologa puede ayudar a preservar la biodiversidad natural.

INCONVENIENTES:

- Existe riesgo de que se produzca hibridacin.- Siempre puede haber un rechazo frente al gen extrao.- Puede que los genes no desarrollen el carcter de la forma esperada.- Siempre van a llegar productos transgnicos sin etiquetar a los mercados. METODO DE OBTENCION: La obtencin de seres transgnicos se da mediante distintas tcnicas, las cuales dependen mucho del tipo de ser vivo que se desea modificar o generar. En el caso de las plantas, existen dos procedimientos: integracin mediante la bacteria Agrobacterium tumefaciens, donde se ha agregado el transgn previamente en esta, y el microbombardeo con partculas de oro o wolframio, que se cubren con ADN y penetran a gran velocidad en la clula. Como, en esta revisin, nos enfocamos en el ser humano, nos extenderemos en explicar aquellos procesos aplicados en animales, por ser estos ms cercanos a nosotros que los vegetales, dejando de lado a estos ltimos.Las tcnicas de transgnesis en animales son tantas como las necesidades de los investigadores en el momento de experimentar con la funcionabilidad de los genes en los mismos. Sin embargo, podemos mencionar entre los principales mtodos, los siguientes:a) Inyeccin de proncleos:Inicia con la generacin de una secuencia de ADN donde se incluyen: la regin codificante del gen en estudio, un promotor que permita la transcripcin del gen, y un gen reportero, que, al darse exitosamente la transferencia, expresara un fenotipo lo suficientemente evidente (fluorescencia, por ejemplo) como para diferenciar a los animales transgnicos de los otros.Luego, este constructo es inyectado en uno de los proncleos de un ovocito fecundado (en realidad, ootide) que ser despus transferido a una hembra receptora. Aqu, tras las divisiones mitticas del ovocito, se generara toda una lnea de clulas transgnicas.El hecho de que estas lneas sean las nicas (animal transgnico) o estn acompaadas de otra lnea de clulas normales (animal quimrico), depender del momento en que se dio la transferencia en el embrin. Temprana (una clula) para el primero, tarda (dos o mas blastmeros) para el segundo.En el caso de que se forme un animal quimrico, que contiene dos o ms poblaciones diferentes de clulas en su organismo, su descendencia inmediata tiene la probabilidad de ser normal o transgnica, dependiendo de la afeccin de sus clulas germinales.

b) Recombinacin homologa en clulas madre embrionarias

En esta tcnica, se construye un material gentico exgeno con secuencias homologas al ADN endgeno. Esto permite que, en el momento de la recombinacin, parte del ADN exgeno (el transgen) ingrese al genoma tratado, y una parte de este, se pierda. Si el objetivo es esto ltimo y no existe un transgen, o en su reemplazo se encuentra un gen reportero, estamos hablando de la tcnica de los genes knockouts o fuera de combate.Como la recombinacin se realiza en lugares especficos del genoma de clulas madre embrionarias (CME) extradas de la masa celular interna del blastocisto, es posible obtener ratones transgnicos al transferir las CMEa un embrin en desarrollo. As, del mismo modo que en la inyeccin de proncleos, la obtencin de animales transgnicos en la primera o la segunda generacin, depender del momento en que se dio la transferencia.

c) Mediante lentivirus

Los lentivirus son un tipo de retrovirus, entes capaces de retrotranscribir su ARN en ADN e integrarlo en una clula husped, que presentan la ventaja de no necesitar el ingreso al ciclo celular de su husped para replicar su material gnico, motivo por el que puede emplearse en clulas diferenciadas.El transgen de inters es incorporado al virus y este sirve de agente infeccioso en blastocistos sin zona pelucida o es incubado en cigotos entre de tal estructura y la membrana plasmtica.Una vez puestos en contacto, el lentivirus ingresa en su husped y, tras la transcripcin inversa, integra el gen de inters en el genoma celular. De igual manera, por consistir este procedimiento en la transferencia gentica en un embrin, los animales transgnicos pueden obtenerse en la primera o segunda (hijos de quimeras) generacin.

d) Recombinacin homologa en clulas somticas ms transferencia nuclear

Este procedimiento es consiste en una clonacin a partir de ncleos alterados. Clonar se basa en la inyeccin de un ncleo de una celular somtica diferenciada, que contiene toda informacin del individuo en sus 46 cromosomas, en el citoplasma de un ovocito fecundado enucleado, que tiene toda la maquinaria metablica necesaria para formar un nuevo ser.Lo que diferencia a esta tcnica transgentica de la clonacin es la integridad del ncleo, pues, en la transgnesis, se ha expuesto al ncleo de una clula diferenciada (como lo es el fibroblasto) a una recombinacin homologa con un constructo de ADN (tal y como se menciono en la seccin b).Despus, se inyecta el ncleo transgnico en un ovocito fecundado (previamente se ha extrado su ncleo) y todo esto es transferido a una hembra aceptora.La ventaja de esta tcnica, con respecto a las anteriormente tocadas, es que est asegurada la totalidad de animales transgnicos en la primera generacin, transmitindose, asimismo, a las siguientes generaciones. Conozcamos algunos animales de este tipo.Animales transgnicos

Los animales transgnicos son aquellos que poseen un gen que no les pertenece La forma ms sencilla para generar un animal transgnico es la que involucra el aislamiento del gen que se quiere introducir (al que llamaremostransgen), su clonacin y manipulacin para que pueda ser expresado por el organismo blanco, y su insercin en el organismo. Para lograr que todas las clulas del organismo expresen este nuevo gen, incorporamos dicho gen en un embrin en estadio de cigoto. Una vez seguros que el embrin incorpor el transgn, implantamos el embrin en un animal receptivo, que acta como madre (en un procedimiento similar al de fertilizacin in vitro).La creacin de animales transgnicos presenta nuevas oportunidades, pero tambin crea nuevos desafos. Entre las primeras est la posibilidad de estudiar la funcin de ciertas protenas, incluidas algunas causantes de enfermedades humanas. Uno de los mayores problemas es la insercin al azar de los genes deseados.

La tcnica para producir un animal transgnico consta de varios pasos: a) se produce un transgn, b) se realiza una fertilizacin in vitro, c) se inyecta el gen transgnico en el cigoto, d) se implanta el embrin en una madre sustituta.

De esta manera se han producido conejos, cabras, ovejas y chanchos transgnicos.Si, en cambio, no nos interesa que todo el animal contenga el transgn, sino slo determinadas clulas, realizamos un procedimiento similar al descripto, pero en vez de inyectar el transgn en un cigoto, lo inyectamos en un embrin ya formado. Esto da como resultado un organismo con clulas normales y otras con el transgn.Un ejemplo del empleo de esta tcnica es la produccin de ovejas o cabras transgnicas. Estas se crean inyectando el gen que codifica la protena deseada en un vulo fecundado, que se implanta a una oveja o cabra madre. Luego, se analiza la presencia del gen deseado en la descendencia y aquellas cabras que lo tengan son inducidas a producir leche.En la Argentina se han creado vacas transgnicas, llamadas vacas Pampa, que producen en su leche hormona de crecimiento humano. Este emprendimiento fue llevado a cabo mediante una colaboracin entre docentes de la Universidad de Buenos Aires y la empresa BioSIDUS. Este es un desarrollo de avanzada para la regin ya que, en primer lugar, se logr obtener un clon viable (la vaca Pampita), y luego se logr insertar el transgn en animales de diferente sexo (la vaca Pampa Mansa, y el toro Pampero). Estos fueron los primeros animales transgnicos en el mundo capaces de tener una progenie que mantuviera el transgn por apareamiento tradicional. Conozcamos algunos alimentos de este tipo.Alimentos TransgnicosLos vegetales transgnicos ms importantes para la industria alimentaria son, por el momento, la soja resistente al herbicida glifosato y el maz invulnerable al taladro, un insecto. Aunque se emplee en algunos casos la harina, la utilizacin fundamental del maz en relacin con la alimentacin humana es la obtencin del almidn, y a partir de ste, de glucosa y fructosa. La soja est destinada a la produccin de aceite, lecitina y protena. 1. El primer alimento disponible para el consumo producido por Ingeniera Gentica fue el tomate "Flavr Savr". ste haba sido modificado para que resistiera ms tiempo despus de madurar, evitando que produjera una enzima esencial en el proceso de envejecimiento del vegetal en cuestin.2. Otro producto importante es la soja transgnica. En este caso, lo que se ha hecho es introducir un gen que la hace resistente al herbicida glifosato. Es conocida con el nombre de "Roundup Ready" y producida por la empresa Monsanto. Contiene un gen bacteriano que codifica el enzima 5-enolpiruvil-shikimato-3-fosfato sintetasa. sta participa en la sntesis de los aminocidos aromticos, y el propio del vegetal es inhibido por el glifosato; de ah su accin herbicida. El bacteriano no es inhibido.

3. El maz transgnico se ha obtenido para que sea resistente a un insecto, el taladro del maz, y a un herbicida, el glufosinato. Contiene un gen que codifica una protena llamada Bacillus thuringiensis, que tiene accin insecticida al ser capaz de unirse a receptores especficos en el tubo digestivo de determinados insectos, interfiriendo con su proceso de alimentacin y causando su muerte. La toxina no tiene ningn efecto sobre las personas ni sobre otros vegetales. Tambin se ha obtenido una colza con un aceite de elevado contenido en cido larico, mediante la insercin del gen que codifica una tioesterasa de cierta especie de laurel. Adems, ya existen varias docenas de plantas ms a punto de comercializarse, y en los prximos aos su nmero ascender a centenares, puesto que estn en desarrollo patatas, frutas, etc., con genes que les confieren resistencia a insectos, heladas, salinidad, etc. Estos productos exigiran un examen minucioso en cuanto a seguridad (toxicidad a corto y largo plazo, alergias) antes de su comercializacin. Tambin se desarrollarn bacterias, levaduras, entre otros, utilizables en la fabricacin de alimentos (pan, cerveza, yogurt), modificando el genoma de las convencionales, introduciendo el gen de un enzima de otro microorganismo o induciendo la sobre expresin de un gen propio. Es un campo muy prometedor, donde estn empezando a obtenerse resultados. Tambin es uno de las reas en la que hay mayor porcentaje de investigacin pblica.Herbicidas de amplio espectro son muy txicos para seres humanos y otras especiesEl glufosinato de amonio y el glifosato son utilizados en cultivos transgnicos tolerantes a herbicida, que representan actualmente el 75% de todos los cultivos transgnicos del mundo. Ambos son venenos metablicos sistmicos que se teme podran tener una amplia gama de efectos nocivos. Esos temores han sido confirmados.El glufosinato de amonio est asociado con toxicidad neurolgica, respiratoria, gastrointestinal y hematolgica as como con defectos congnitos en seres humanos y mamferosEl glifosato es la causa ms frecuente de reclamaciones y casos de envenenamiento en el Reino Unido. Se han registrado trastornos de numerosas funciones fisiolgicas luego de una exposicin a niveles de uso normales. La exposicin al glifosato prcticamente duplic el riesgo de aborto espontneo, y los hijos de quienes trabajan con glifosato presentaron un elevado ndice de trastornos de neurocomportamiento. El glifosato inhibe la sntesis de los esteroides, y es un agente genotxico en mamferos, peces y sapos.El Roundup provoc disfunciones en la divisin celular, que podran estar asociadas con algunos tipos de cncer en seres humanos.Los efectos conocidos tanto del glufosinato como del glifosato son suficientemente graves como para detener la utilizacin de los herbicidas.El ADN transgnico en los alimentos absorbidos por las bacterias en el intestino humanoExisten pruebas experimentales de que ADN transgnico vegetal ha sido absorbido por bacterias, del suelo y del intestino de voluntarios humanos. Los genes marcadores con resistencia a antibitico pueden propagarse de alimentos transgnicos a bacterias patgenas, dificultando el tratamiento de infecciones. El ADN transgnico y el cncerSe sabe que el ADN transgnico puede sobrevivir a la digestin en el intestino y saltar al genoma de clulas de mamferos, aumentando la posibilidad de la aparicin de cncer.No puede excluirse la posibilidad de alimentar a animales con productos transgnicos como el maz puede acarrear riesgos, no solamente para los animales sino tambin para los seres humanos que consumen los productos animales.

CAMINO A LA EVOLUCIN

La obtencin de ANDI, el primer mono transgnico, ha abierto puertas a los ensayos teraputicos. Puesto que el primate comparte con el ser humano el 98% de sus genes, todos los resultados que se obtengan en ensayos contra enfermedades degenerativas sern a partir de ahora mucho ms fiables. Cientficos de la Universidad de Ciencias de la Salud de Oregon, USA, anunciaron la semana pasada la obtencin del primer primate modificado genticamente. El mtodo utilizado, conocido como transgnesis, consiste en la transferencia de material gentico (ADN) proveniente de otro organismo. El vehculo utilizado en la transferencia es un virus incapaz de realizar ciclos infectivos, pero tambin capacitado para insertarse al azar en algn lugar de la dotacin normal de ADN del animal. El ADN introducido proviene de una medusa y codifica la produccin de una protena fluorescente (GFP) que se considera inocua.

La posibilidad de utilizacin teraputica de la transgnesis en primates podran emplearse emplear para provocar una enfermedad o usarlo para corregir un defecto gentico.Si bien la modificacin gentica de la lnea germinal humana est prohibida por la legislacin vigente, y excluida como posibilidad por la comunidad cientfica, cualquier avance en la erradicacin de una enfermedad gentica en primates abrira de inmediato el debate de su posible aplicacin a pacientes humanos.

SOLUCION A ENFERMEDADES GENETICAS

Las enfermedades de tipo gentico se caracterizan porque tienen su origen en algn defecto en los genes implicados. El progresivo conocimiento del genoma humano ha permitido localizar muchas de estas enfermedades en los diferentes cromosomas. La ingeniera gentica puede intervenir y cambiar los genes defectuosos por otros normales.Ejemplo: Los bajos niveles de insulina en la sangre se solucionaran con el aporte externo del gen que expresara dicha hormona.La transgnica le permite a los cientficos desarrollar organismos que expresan caracteres o rasgos novedosos que normalmente no se encuentran en la especie. Por ejemplo, un tipo de arroz conocido como arroz dorado posee niveles elevados de vitamina A. Los cientficos tambin han desarrollado girasoles que poseen resistencia al moho y algodn que resiste el dao de los insectos. Las posibles combinaciones transgnicas se pueden clasificar en tres categoras (aqu la palabra animal se refiere a no humano): Combinaciones planta-animal-humano; Combinaciones animal-animal; y Combinaciones animal-humano.Las plantas transgnicas pueden contener protenas humanas que produciran vacunas comestibles.Un ejemplo de una combinacin planta-animal-humano sera una en donde el ADN proveniente de fragmentos de tumor de un ratn y de un humano se inserta en el ADN de tabaco. Las plantas obtenidas contienen una vacuna potencial contra los linfomas (no del tipo Hutchins).1Otras plantas transgnicas han sido utilizadas para la creacin de vacunas comestibles. Al incorporar una protena humana en bananos, en papas y en tomates, los investigadores han sido capaces de crear prototipos de vacunas comestibles contra la hepatitis B, el clera y la diarrea.2Las vacunas han tenido xito en las pruebas con animales agrcolas y con humanos.Las combinaciones transgnicas animal-humano representan un aspecto de crecimiento explosivo de la biotecnologa. A continuacin se presentan varios ejemplos:Los rganos de cerdo pueden ser utilizados para trasplantes humanos.Los cerdos a menudo son escogidos como animales transgnicos porque su fisiologa y tamao de sus rganos son muy similares a los de los humanos. La esperanza es que se puedan utilizar los rganos de cerdo para los transplantes humanos, conocido como xenotrasplantacin, lo cual aliviara la escasez de corazones y riones humanos. Los investigadores tambin estn explorando el uso de las terapias de trasplantacin de clulas para los pacientes con lesiones de la espina dorsal o con enfermedad de Parkinson.4Sin embargo, ms abajo se discuten varias desventajas serias de la xenotrasplantacin.Otros animales transgnicos tambin tienen usos mdicos.Otros usos de esta combinacin transgnica incluyen el crecimiento de tejidos sobre un andamio o marco de apoyo. ste se puede utilizar despus como un substituto temporal de la piel para el tratamiento de heridas5o quemaduras,6para reemplazar cartlagos, vlvulas del corazn7derivaciones cerebroespinales o hasta tubos de colgeno para guiar el recrecimiento de nervios que han sido daados.8Adems, varias compaas comerciales buscan derivar protenas teraputicas, como anticuerpos monoclonales, a partir de la leche de vacas, cabras, conejos y ratones transgnicos, y utilizar esta leche para administrar drogas para el tratamiento de la artritis reumtica, el cncer y otros desrdenes auto-inmunes. CONSIDERACIONES TICAS En la actualidad, y con el desarrollo de la ciencia, han aparecido todas las tcnicas de ingeniera gentica que se conocen y tambin las ambiciones para curar las enfermedades genticas humanas. Al empezar a actuar sobre el hombre, Dudas sobre si respeta o no la sus genes y su descendencia dignidad humana.

POSIBLE DESARROLLO DE ENFERMEDADESRIESGO POTENCIAL PARA LA SALUD HUMANAMANIPULACIN GENTICA