Manipulación genética

Indagación

Realiza la siguiente actividad.

  1. Recorta una tira de 10 centímetros de largo y 2 centímetros de ancho, coloréala de rojo. Este será el cromosoma bacteriano.

  2. Recorta una tira de dos centímetros de largo por 2 centímetros de ancho, coloréala de azul. Esta representará los genes provenientes de otra especie.

  3. Recorta la tira de 10 centímetros por la mitad, y utiliza la parte azul para unir las dos mitades

  4. Elabora otra tira de 10 centímetros de color rojo y cuatro tiras de 2 centímetros de diferentes colores. Cada una representa genes provenientes de otras especies.

  5. Recorta esta última tira roja en cinco pedazos; une un pedazo rojo con otro utilizando uno de otro color diferente.

¿Qué apariencia tiene cada una de las tiras después de estar unidas?

¿Cómo eran las tiras originalmente y cómo son ahora?

¿Qué implicaciones tiene el hecho de que a un cromosoma de una especie se le trasplanten genes de otras especies?

De una manera muy similar los genetistas toman genes de otras especies y los trasplantan a otro individuo. Posteriormente, después de una estimulación adecuada, los individuos que recibieron el gen, empiezan a presentar una característica ajena a ellos. ¿Cómo imaginas que llevan a cabo este procedimiento los genetistas?

Conceptualización

Ingeniería genética

 

La ingeniería genética es una rama de la Biología que trabaja todo lo relacionado con la manipulación de los genes. Las técnicas de ingeniería genética consisten en cortar segmentos de ADN para unirlos a plásmidos (cromosomas bacterianos), que posteriormente son replicados en algunas bacterias como la Escherichia coli. La finalidad es modificar el genotipo bacteriano para favorecer la producción de una determinada sustancia.

El advenimiento de la ingeniería genética permitió conocer la probabilidad de expresión de algunas enfermedades hereditarias, es decir, que se puede establecer

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con cierta certeza la aparición o no de una enfermedad. Aunque se ignora el origen de la mayor parte de estas enfermedades, algunos trastornos humanos son causados por la falta de una enzima (sustancia necesaria para la realización del metabolismo), que no permite que un proceso se lleve a cabo, como, por ejemplo, la tolerancia de una persona a la lactosa

Algunos ejemplos de enfermedades debidas a la falta o alteración de una enzima, son la fenilcetonuria, el bocio y el albinismo, entre otras. La disminución en la producción de la tiroxina (enzima secretada por la glándula tiroides) causa el bocio. El albinismo se debe a la ausencia de la melanina, responsable de la pigmentación de la piel.

Otro ejemplo de la utilización de la ingeniería genética, es la posibilidad de introducir genes fijadores de nitrógeno en bacterias cuyo hábitat sean raíces de plantas no leguminosas, lo que lograría disminuir o eliminar el uso de fertilizantes nitrogenados en la agricultura.

Los experimentos de ingeniería genética, siempre causan incertidumbre porque nunca se sabe con certeza cuáles serán los resultados que se van a obtener; por ejemplo, la manipulación de algunos genes en organismos como bacterias y virus puede originar nuevos organismos infecciosos o que puedan producir consecuencias biológicas desconocidas, aunque también es probable que no pase absolutamente nada. Por lo tanto, en la realización de este tipo de estudios, se toman siempre todas las precauciones para evitar al máximo resultados negativos.

Elabora un mapa conceptual con el contenido relacionado con la ingeniería genética.

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El proyecto genoma humano

El conocimiento de la información genética de un organismo es fundamental para poder descifrar diferentes procesos biológicos, entre los cuales se pueden mencionar la organización de las células, el proceso de crecimiento, el funcionamiento de ciertos órganos, etc.

El Proyecto Genoma Humano es un programa internacional en el que participan científicos de varios países, para obtener el conocimiento básico de la dotación genética completa contenida en los cromosomas humanos.

Esta dotación genética se encuentra ubicada en el ADN o ácido desoxirribonucleico. Entre los objetivos del proyecto están aprender más acerca de la conformación y funcionamiento del organismo; profundizar sobre las enfermedades hereditarias y en la prevención de numerosas afecciones

El Proyecto Genoma Humano nació luego de una serie de conferencias científicas, sobre el ADN y las características que tiene codificadas, realizadas en los Estados Unidos entre 1985 y 1987, pero tomó fuerza cuando se amplió la financiación de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) y del Departamento de Energía, en Estados Unidos.

Uno de los primeros directores del proyecto fue el bioquímico James Watson. Entre los países que tienen programas oficiales de investigación sobre este proyecto están Francia, Alemania, Japón y el Reino Unido.

El proceso de secuenciación se lleva a cabo en las siguientes etapas: obtención de pequeñas muestras de sangre o tejidos provenientes de diferentes personas; el ADN de las personas se somete a tratamiento bioquímico y ruptura; también

análisis mediante técnicas de cartografía genética para determinar la secuencia de los nucleótidos de cada fragmento de ADN, y finalmente, análisis y comparación de todos los datos obtenidos de los fragmentos de ADN.

Los primeros resultados del Proyecto Genoma Humano en relación con la secuencia de nucleótidos de la molécula de ADN, han suscitado un debate internacional, ya que, para muchas personas, puede convertirse en un problema para su vida.

Por ejemplo, el uso de este conocimiento podría ocasionar discriminaciones de índole social y laboral, en el caso de las personas que son portadoras de enfermedades genéticas, al analizarse su ADN y compararlo con la secuencia normal. También se plantea un problema ético en torno a la manipulación del ADN de embriones humanos para obtener clones.

Elabora una explicación en tu cuaderno sobre si estás o no de acuerdo, en que el ser humano se convierta en un conejillo de indias, es decir, que pueda ser usado en pruebas de laboratorio, precisamente porque ya se conoce su genoma y los

científicos podrían manipularlo a su antojo.

Manipulación genética en cereales

Dentro de los productos agrícolas cultivados con mayor interés –y para los cuales se dispone de una superficie muy extensa de terreno– se encuentran algunos cereales que el ser humano utiliza en su alimentación. Los principales cereales son trigo, maíz, arroz, avena, cebada y centeno.

Es posible afirmar que el maíz, el trigo y el arroz constituyen la base alimenticia de muchos pueblos; por esta razón, siempre ha existido la preocupación de producirlos en mayor cantidad y calidad utilizando diversas técnicas.

La técnica más simple y antigua es la conocida como selección mazal de granos, que; consiste en seleccionar las mazorcas (en el caso del maíz) de mejor calidad, es decir, las de mayor tamaño y cantidad de grano, y utilizarlas en la siembra de la siguiente temporada. Con el fin de obtener las características favorables de ambas mazorcas, ya se han realizado hibridaciones polinizando plantas de una especie con el polen de otras.

Por ejemplo, en el caso del maíz, se tiene una especie con la mazorca pequeña totalmente llena de granos, y otra con mazorca grande con pocos granos. Al cruzarlas, se espera obtener híbridos con mazorcas grandes y totalmente llenas de granos. Este resultado puede lograrse después de varios cruces.

En algunos países, los trabajos con el maíz se han encaminado a obtener especies resistentes a grandes altitudes, dadas las características del país; en general, los resultados han sido buenos. Ahora se trabaja para aumentar la producción de granos por hectárea.

Normalmente, la producción de maíz oscila entre 600 y 1.000 kg por hectárea; con la mejora genética se han logrado, en zonas montañosas, 2 000 kg por hectárea.

En general, se han obtenido híbridos resistentes al viento, engrosando el tallo de especies que no lo son. También se ha logrado que las plantas, tanto masculinas como femeninas, florezcan al mismo tiempo, ya que si no es así su producción sería menor.

Otros logros han sido la obtención de maíz resistente a varios tipos de suelo, a sequías, a heladas y el incremento del rendimiento por hectárea. En el caso de la cebada, el mejoramiento genético

está enfocado hacia la producción de cerveza, lo cual requiere plantas de pequeño tamaño para que los nutrientes utilizados en su crecimiento sean empleados en la producción de granos.

El trigo es el cultivo más importante de las zonas templadas; al igual que con la cebada, la mejora genética se ha enfocado hacia el incremento en la cantidad de grano, ya que por cuanto es la parte más utilizada. El trigo, además, se ha manipulado genéticamente para obtener una harina de buena textura, es decir, que al molerlo la harina sea de buena calidad, no forme grumos y sea muy fina. El contenido de proteínas no representa ningún problema, ya que la mayoría de especies las contienen en suficiente cantidad.

El triticale es un híbrido, resultado del cruce entre el centeno y el trigo. El cruce original ocurrió en forma natural y los híbridos resultantes fueron estériles, es decir, no pudieron tener descendientes. Actualmente, mediante la utilización de algunas sustancias químicas, el triticale puede reproducirse sin ese inconveniente.

El éxito del triticale estriba en que presenta características del trigo, con un adecuado contenido de proteínas, y el alto rendimiento de centeno. En el triticale también se destaca su resistencia a condiciones climáticas extremas. En la actualidad, hay disponibles triticales resistentes a varios tipos de suelos (donde naturalmente no crecerían ni el trigo, ni el centeno), a plagas, sequías y heladas. Aunque su calidad de harina no supera a la del trigo, puede utilizarse para consumo humano y como alimento para el ganado.

La manipulación genética también tiene ciertas desventajas; por ejemplo, el cultivo de un híbrido resistente a las sequías queda limitado a zonas con estas características, por lo que si fuera necesario sembrarlo en un lugar diferente no tendría el mismo resultado.

Otra desventaja es que la introducción de híbridos mejorados a ciertas zonas desplazará a las especies que ahí se producen, y el material genético de la zona se perderá. La alternativa para solucionar un problema de este tipo es retomar las especies de cada región y mejorarlas en su lugar de origen. Esto implica una regionalización –un estudio de las características del suelo, clima y varios factores más– para saber qué especies proporcionarían mejores resultados.

Mucho se ha dicho acerca de que los productos transgénicos pueden producir cáncer; pero también que este tipo de productos como se obtienen a velocidades superiores a los procesos normales, podrían solucionar el hambre en el mundo. ¿Tú qué piensas de esta situación? Escribe tus opiniones al respecto para participar en un debate con los demás estudiantes del salón.

Aplicación

 

  1. Elabora un párrafo donde exprese tu posición frente al siguiente planteamiento: En la actualidad, la ingeniería genética se ha usado para potenciar el color y la forma de las frutas y las verduras. Existe una marca de tomates resistentes a las magulladuras, lo que prolonga su caducidad. Pero lo más extraño es que los científicos buscan ahora cómo alterar las formas conocidas de la fruta y la verdura, para que sean más fáciles y baratas de envasar.

  2. Redacta un párrafo sobre tus apreciaciones en torno al proyecto de genoma humano, cuáles son sus ventajas y desventajas para el ser humano. Ilustra tu opinión con un dibujo.

  3. Elabora un diagrama de flujo para explicar la forma como se lleva a cabo la manipulación genética de los cereales; al frente de cada dibujo escribe una recomendación para su uso o su rechazo, de acuerdo con tu criterio.

  4. ¿Crees que los estudios sobre el genoma humano violan la intimidad del ser humano?

Justifica tu respuesta.