Saltar al contenido

La ingeniería genética se refiere al conjunto de tecnologías que manipulan directamente los genes de un organismo, cambian la composición genética de las células y añaden uno o más rasgos nuevos que no se encuentran en ese organismo. En el corazón de toda vida está lo que llamamos ADN, que es responsable de la abundancia de vida en la Tierra y la razón por la que somos como somos. La composición genética de cualquier organismo se define por el ADN. En la naturaleza, la naturaleza genética nunca permanece fija.

La ingeniería genética tiene una gran variedad de aplicaciones, por ejemplo, cirugía, ganadería, medicina y agricultura. Con la ingeniería genética, muchas especies de cultivos han desarrollado inmunidad a la mayoría de las enfermedades letales. La ingeniería genética también ha ayudado a aumentar los rendimientos en los campos. Hoy en día, especies de cultivos de amplio espectro como el trigo son modificados genéticamente para lograr un alto valor nutritivo y una productividad más rápida y alta. Hoy en día, cada vez más países están adoptando cultivos transgénicos para combatir la escasez de alimentos, ofrecer alimentos altamente nutritivos y cultivar cultivos inmunes a diversas enfermedades y plagas. La ingeniería genética, en muchos sentidos, ha anunciado una nueva era de revolución agrícola, que muchos esperan que ayudará a erradicar la desnutrición y el hambre.

¿Qué es la ingeniería genética?

ingenieria genetica

Es cuando un gen de un organismo en particular se utiliza y la copia se inserta en el ADN de otro organismo para modificar sus características. Un organismo es cualquier ser viviente como los seres humanos, las plantas y los animales. Para entender cómo funciona la ingeniería genética, sería prudente saber cómo funciona el ADN. Cualquier organismo tiene una célula. En la célula, hay ADN, que actúa como un manual de instrucción para todo el cuerpo.

El ADN es responsable de todas las características de un organismo, por ejemplo, en los seres humanos; es responsable del color de los ojos, el color del cabello, la altura, etcétera. Por lo tanto, para extraer el gen de la altura de un organismo, los biólogos utilizan una enzima de restricción (que se asemeja a una tijera) para cortarlo. El gen de la altura cosechado se inserta en un segundo organismo objetivo. El organismo objetivo se reproduce entonces, y el resultado es la multiplicación de organismos con la altura modificada. El mismo proceso se aplica a los alimentos modificados genéticamente.

Los genes rara vez comprenden de un solo material genético. Cuanto más complejo se vuelve un organismo, más material genético tiene. Gran parte de ella no tiene uso y sólo una pequeña fracción de ella es responsable de nuestras características específicas. Por ejemplo, los humanos y los simios comparten el 99% de su ADN. Es el 1% restante lo que puede utilizarse para crear diferencias tan espectaculares.

Es también la cantidad de material genético activo que se extrae e introduce a una nueva célula huésped, generalmente bacterias. Esto le permite realizar o heredar una determinada función del nuevo material genético. Si parece demasiado difícil entender la ingeniería genética, quizá sea más fácil a través de sus aplicaciones: la insulina artificial para diabéticos se produce a través de este método.

Técnicas de ingeniería genética

A continuación hablamos de algunas de las técnicas de ingeniería genética más habituales. Más que técnicas se trata de una sería de pasos, que son los habituales para conseguir ejecutar de forma eficiente.

1. Identificación de un organismo que muestre el rasgo o gen de interés deseado.

2. Extraer el ADN de ese organismo.

3. A través de un proceso llamado clonación de genes, un gen deseado (receta) debe ser localizado y copiado de miles de genes que fueron extraídos.

4. El gen se modifica ligeramente para que funcione de manera más deseable una vez que se inserta dentro del organismo receptor.

5. El proceso de transformación ocurre cuando un nuevo o nuevos genes, llamados transgénicos, son entregados a las células del organismo receptor. La técnica de transformación más común utiliza una bacteria que crea plantas genéticamente con su propio ADN. El transgén se inserta en la bacteria, que luego lo transporta a las células del organismo que está siendo manipulado.

6. Las características del producto final se mejoran mediante el proceso denominado crianza tradicional.

Aplicaciones ingeniería genética

aplicaciones ingenieria genetica

La ingeniería genética es una de las ciencias de la biología más recientes, por tanto su aplicación siempre resulta un punto determinante para aquellos que la quieran estudiar, o bien para aquellas personas que tienen un interés manifiesto en ella. Además, también se debe tener en cuenta que las diferentes aplicaciones de la ingeniería genética muchas veces pueden chocar con opiniones religiosas o morales, ya que se trata de dar vida de forma artificial, por es emotivo, las diferentes aplicaciones que pueda tener esta ingeniería están muy controladas y en permanente debate, ya que solo por este tipo de polémicas se pueden generar debates encendidos de todo tipo entre diferentes tipos de personas.

Las aplicaciones de la ingeniería genética crecen cada día. Un ejemplo es la producción de insulina para pacientes con diabetes. El campo de la medicina está cosechando los beneficios de la ingeniería genética. Se han utilizado procesos para crear vacunas y hormonas de crecimiento humano, cambiando la vida de muchos en el proceso. Se ha desarrollado la terapia genética, que posiblemente podría proporcionar una cura para aquellos que sufren de enfermedades genéticas.

La ingeniería genética también ha encontrado un lugar de importancia en la investigación. A medida que los científicos comprenden con éxito la ingeniería genética, la utilizan para resolver problemas en los métodos de investigación actuales. La mayoría de ellos se realizan con la ayuda de organismos genéticamente modificados.

Todo y esto, dejando de lado su “edad” como ciencia y también los debates más religiosos o éticos, lo cierto es que ya hay algunas aplicaciones más que notables, como por ejemplo en el campo de la salud, dónde la utilización de diferentes técnicas a llevado a la mejora de fármacos, así como mejoras en los diagnósticos, la llamada terapia génica que permite el aislamiento de genes sanos para sustituir a los genes no sanos, así como también diferentes usos forense del ADN.

Otros sectores dónde también ha tenido una aplicación directa la ingeniería genética es en el sector de los alimentos. Son muy notables los avances en modificar genéricamente algunas semillas para que se adapten mejor a su entorno, mejorando la productividad y llevando a cabo revoluciones que comportan sacar de la hambruna a millones de personas. También industrias muy concretas, como la cervecera o la industria del vino han utilizado esta ingeniería para conseguir levaduras transgénicas. Todo lo relacionado con la ingeniería genética en plantas ha sido una verdadera revolución. Son muchos los beneficios de la ingeniería genética en plantas.

Quedaría por comentar, en el terreno de las aplicaciones, todo lo relacionado con el mundo de la ecología, dónde la ingeniería genética ha conseguido la producción de ingeniería menos contaminante, o también encontrar formas de descontaminar ambientes que hasta ahora se hacía del todo imposible.

Por último, pero no menos importante, también se ha avanzado en lo relacionado con la identificación de fósiles de culturas milenarias, explicando mucho mejor nuestro pasado y dando luz a capítulos históricos lejanos que de otra manera no podríamos desvelar.

Ingeniería genética en la agricultura

La agricultura podría definirse como la manipulación del ADN vegetal y animal para satisfacer las necesidades de los seres humanos. Hemos estado cambiando el ADN de nuestros alimentos durante 10.000 años. Para la mayor parte de la historia agrícola, no tenemos ni idea de qué cambios de ADN ocurrieron en nuestros alimentos. El descubrimiento de tecnologías de ADN recombinante en la década de 1970 comenzó a cambiar eso. Durante los últimos 20 años hemos estado utilizando la ingeniería genética (GE) para diseñar cambios precisos de ADN en nuestros alimentos.

A nivel mundial, más del 15% de todas las hectáreas de cultivo están sembradas con variedades genéticamente modificadas. Los cultivos transgénicos son una parte significativa de la agricultura moderna e incluyen muchos rasgos más allá de la tolerancia a los herbicidas. Tanto los grandes como los pequeños agricultores se han beneficiado de esta tecnología.

Las plagas de insectos brinjal (planta de huevo) obligan a los agricultores del mundo en desarrollo a rociar insecticidas hasta 100 veces la temporada de crecimiento. Utilizando ingeniería genética, los científicos insertaron un gen de una bacteria común del suelo (Bacillus thuringiensis o Bt) en las berenjenas. La proteína Bt sólo es tóxica para las plagas objetivo y se considera segura para su uso (bacterias Bt enteras) en la agricultura orgánica. La berenjena Bt se protege a sí misma del ataque de insectos. El aumento de los rendimientos y la reducción de las aplicaciones de insecticidas han convencido a los agricultores de los beneficios de este cultivo transgénico. Actualmente 6000 agricultores de Bangladesh cultivan berenjena Bt y los agricultores filipinos también están comenzando a explorarla.

El África subsahariana produce un tercio de la cosecha mundial de bananas. La enfermedad de la marchitez del banana (BXW) amenaza la mayor parte de la producción bananera en la región. Los plátanos son estériles y deben propagarse por esquejes. Desafortunadamente, esta práctica ha acelerado la propagación de la enfermedad. Al insertar un gen de una planta de pimienta, los científicos africanos han desarrollado variedades genéticamente modificadas de bananos resistentes al BXW. Las pruebas de campo han sido muy positivas. A medida que la legislación sobre cultivos transgénicos madure en los países africanos, los agricultores tendrán acceso a bananos resistentes al BXW.

La ingeniería genética contra la malnutrición

beneficios ingeneria genetica agricultura

A nivel mundial, casi dos mil millones de personas sufren malnutrición. Cerca de mil millones de personas sufren de deficiencia de vitamina A (VAD). Esta deficiencia puede causar una amplia gama de problemas de salud, particularmente en los muy jóvenes. Cada año, más de 100 millones de niños en edad preescolar sufren de VAD, lo que a menudo provoca ceguera y muerte. Los científicos tienen plátanos biofortificados, mandioca, papas, sorgo y arroz con betacaroteno (que nuestros cuerpos transforman en vitamina A). El Arroz Dorado (el betacaroteno cambia el color del arroz) se encuentra en etapas avanzadas de pruebas de campo. Cada indicación tiene este arroz aliviando el VAD en aquellos cuyo alimento primario es el arroz. Otros cultivos biofortificados con betacaroteno están abriéndose camino a través del proceso de investigación y desarrollo. Tanto la cría tradicional como la biotecnología están siendo empleadas para reducir el sufrimiento masivo del VAD.

El maíz resistente a la sequía ha estado disponible para los agricultores norteamericanos desde 2011. Aunque 17 países permiten este tipo de cultivo transgénico para alimentos y piensos, sólo cuatro permiten su cultivo. Esto puede cambiar pronto. Los países del África oriental han estado interesados en la tolerancia a la sequía durante mucho tiempo. La cría tradicional de maíz para la tolerancia a la sequía ha tenido cierto éxito. La donación de genes tolerantes a la sequía por una empresa biotecnológica norteamericana está empezando a mostrar importantes ventajas de rendimiento en proyectos de investigación y desarrollo africanos. Este año, Kenya autorizó ensayos de campo y Uganda acaba de aprobar su proyecto de ley de bioseguridad, que facilitará los ensayos de campo de cultivos transgénicos en ese país. Millones de agricultores del mundo en desarrollo pronto tendrán acceso al maíz transgénico tolerante a la sequía.

Las enfermedades virales en las plantas a menudo destruyen todo el cultivo. La mayoría de los virus de las plantas se diseminan a través de las plagas de insectos chupadores/mordeduras. Tradicionalmente, los agricultores rocían insecticidas de amplio espectro para tratar de reducir las pérdidas de cultivos. Hay una manera mejor. Los científicos han desarrollado métodos que “inmunizan” los cultivos de la enfermedad viral. Se llama ARN interferente o RNAi. Similar a las vacunas en animales, la colocación de una pequeña parte de los genes del virus (forma de ARN) en una planta la protege contra el ataque del virus. El primer cultivo transgénico resistente al virus fue la papaya.

Las papayas sufren de un virus destructivo llamado virus de la mancha anular del papayo (PRSV). Científicos de la Universidad de Cornell usaron ingeniería genética para insertar un gen del virus PRS. Las papayas resultantes son completamente inmunes al virus PRS. Este cultivo de GE salvó a la industria hawaiana de la papaya. Mediante la siembra de papayas GE, los agricultores hawaianos han reducido la aspersión de insecticidas, manteniendo al mismo tiempo buenos rendimientos. Hoy en día, más del 85% de todas las papayas cultivadas en Hawaii están genéticamente diseñadas para resistir al PRSV. La variación en el PRSV alrededor del mundo ha estimulado a otros países productores de papaya a desarrollar sus propias variedades GE resistentes a manchas anulares.

Quinientos millones de personas (muchos en el África subsahariana) dependen de la mandioca (muchas de ellas dependen de la mandioca (la papa como el cultivo de raíces que crece en malas condiciones del suelo). El virus de la vena parda (VSB) se ha convertido en un gran problema en esta región. Científicos africanos, en colaboración con científicos estadounidenses, han desarrollado mandioca resistente al BSV transgénico usando la misma técnica RNAi que tiene tanto éxito en papayas. Los agricultores africanos pronto tendrán acceso a este cultivo transgénico.

Los hongos producen algunos de los compuestos más tóxicos del planeta. Las toxinas fúngicas dañan el sistema inmunológico, impiden el crecimiento en los niños y pueden ser cancerígenas. América del Norte, Europa y la mayoría de los países desarrollados aplican estrictamente los niveles de toxinas fúngicas en alimentos y piensos. Desafortunadamente, en el mundo en desarrollo, una cantidad significativa de alimentos altamente contaminados sigue llegando al mercado. Miles de millones de personas en el mundo en desarrollo sufren de alimentos contaminados por hongos. La investigación en colaboración entre el CGIAR (antiguo Grupo Consultivo para la Investigación Agrícola Internacional) y sus socios estadounidenses ha producido un maní resistente a los hongos. El proyecto de investigación bloqueó la infección fúngica de las nueces con genes de resistencia a los hongos y la producción de toxinas fúngicas con ARNi. Existen motivos para creer que esta metodología de investigación puede conducir al desarrollo de muchos cultivos alimentarios más seguros.

Los cultivos trangénicos por el mundo

En el último decenio se ha producido un aumento espectacular de los cultivos transgénicos en el mundo en desarrollo. De hecho, actualmente el mundo en desarrollo cultiva más hectáreas de cultivos transgénicos que el mundo desarrollado. Con los avances en la investigación y el desarrollo de cultivos transgénicos en África (figura 9) hay muchas razones para creer que pronto llegarán a sus agricultores importantes avances en los cultivos transgénicos.

Los primeros veinte años de los cultivos transgénicos se centraron principalmente en características que beneficiaron a los agricultores (mejor control de las malas hierbas y resistencia a los insectos). Junto con un menor impacto medioambiental, el futuro verá muchos productos de GE que beneficiarán al consumidor. Serán comunes los cultivos transgénicos más abundantes, saludables y nutricionalmente mejorados. Pronto 9-10 billones de personas habitarán el planeta. Necesitaremos lo mejor de cada forma de agricultura si queremos alimentar a todos con la misma cantidad de tierra de manera más sostenible.

El informe de las Academias Europeas de Ciencias 2013 Planting the Future lo dijo bien. “Es vital que la producción agrícola sostenible y la seguridad alimentaria aprovechen el potencial de la biotecnología en todas sus facetas “.