jueves, 10 de noviembre de 2011

Implicaiones bioeticas en el Proyecto Genoma Humano


Aunque la historia y evolución de la bioética está íntimamente ligada a la actividad médica, en la actualidad somos testigos de su aplicación en el ámbito de la investigación científica relacionada. 
En este sentido, los conocimientos genómicos derivado de este Proyecto, se están traduciendo en mejores métodos diagnósticos que se basan en análisis directos del ADN, que se emplean para confirmar una sospecha clínica de una patología de naturaleza genética y también para el diagnóstico prenatal en el caso de embarazos en que se sospecha la existencia de riesgo reproductivo, es decir, gestación de un ser humano portador de alteraciones morfológicas o funcionales que incluso podrían poner en riesgo su propia existencia y/o la de su madre. También es factible aplicar estas técnicas, a niños y adultos asintomáticos para resolver si pudieran haber heredado de algún progenitor una mutación causal de una enfermedad genética que se desarrolle en el futuro. Otra de las posibilidades derivada de este conocimiento, es que se detecten mutaciones que favorezcan una predisposición genética a algunas patologías, como el cáncer de mama, enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, o la predisposición a la arterioesclerosis coronaria. Sin embargo, como plantea Penchaszadeh , aún cuando esta visión parece prometedora en la resolución de algunas enfermedades, no debemos perder la perspectiva que en este momento no se vislumbra con claridad que este conocimiento genómico se traduzca en medidas preventivas y terapéuticas efectivas y eficaces. Así planteado el tema se percibe entonces, una importante brecha entre la capacidad diagnóstica y predictiva por un lado y la falta de intervenciones preventivas y terapéuticas por otro, del conocimiento genómico, identificados como conflictos éticos surgidos del Proyecto Genoma Humano.
En otras de las áreas donde se ha visto aplicado el conocimiento derivado del PGH, es en el asesoramiento genético a individuos y a parejas en riesgo de padecer o trasmitir una enfermedad genética a sus hijos. Este tema también a concitado el interés de los expertos en bioética y se han establecido principios éticos en su practica y que incluyen:
  1. el respeto a la dignidad e inteligencia básica de las personas y de sus decisiones médicas y reproductivas, específicamente respecto a proseguir o interrumpir el embarazo frente a un riesgo genético o si hay un problema genético en el diagnóstico prenatal
  2. entregar información objetiva al paciente sin incluir valores personales del profesional médico (asesoramiento no directivo)
  3. protección a la privacidad de la información genética sobretodo para proteger al portador, de la injerencia extraña como por ejemplo, empleadores, compañías de seguro u otras, que podrían usar esa información para "estigmatizar" o para justificar un cobro más alto de sus servicios.
  4. Contribuir a la desmistificación de los reales alcances del Proyecto y en general de la genética, diseñando acciones especificas en educación a la comunidad.
Los reales alcances del PGH, sin embargo, han generado ansiedad en el público y también en ciertos sectores de profesionales médicos, debido fundamentalmente a la falta de conocimientos de algunos médicos y la mistificación de la genética generada por los medios de difusión. Esta desorientación de los médicos, se traduce en algunos casos en la indicación de pruebas genéticas cuyo valor y/o perjuicios para los pacientes o sus familias, desconocen. Esto ha determinado la creación de Comités de Pruebas Genéticas en varios países, cuyo objetivo es efectuar una muy estricta supervisión sobre la introducción de análisis de tests de este tipo en el mercado. En adición a este problema, no debemos desconocer que también existe un sector que ejerce una presión muy fuerte en la controversia sobre el tema para introducir nuevas pruebas o tests, estos sectores responden a los intereses de la industria farmacéutica, algunas de las cuales son también "dueñas" de la información genómica del PGH, información que han "adquirido" al contribuir a financiar las investigaciones de los grupos de investigadores en muchos países de Europa y Norteamérica, a poco de iniciarse las actividades del Proyecto
Otro problema ético de primera importancia que se ha generado a partir del PGH, es el patentamiento de genes y secuencias génicas por parte de compañías biotecnológicas, universidades y gobiernos. Este es un tema que debe recibir una crítica ética particular, ya que transforma un conocimiento "natural" en una posible reserva de mercados para posteriormente explotarlos comercialmente. Estas prácticas, han afectado la competitividad de la investigación y la libertad de acceso al conocimiento y sin duda a los posibles beneficios médicos de la genética humana, sin marginar el hecho que muchos de los recursos invertidos provinieron de fondos estatales, es decir, del dinero de los contribuyentes
Como toda actividad humana, la investigación del genoma humano y sus aplicaciones médicas, que ya aparecen tan vastas, ocurre en contextos sociales e históricos determinados. Si examinamos el contexto mundial de hoy, no cabe duda que su principal característica es la desigualdad social y económica, las enormes distancias que existen entre países ricos y pobres y dentro de las propias naciones, entre minorías ricas y mayorías pobres, situación que se presenta tanto en países desarrollados como en los llamados "en vías de desarrollo". Esto va a producir una inequidad en el acceso a los benéficos del saber médico, derivado del PGH.
Un planteamiento que talvez provoque discusión, es que las consecuencias o productos del PGH, están generando tensiones éticas que corresponden a la aplicación de una tecnología que como hemos visto, hasta ahora sólo ofrece ayuda en materia diagnóstica y de predicciones poco definidas y con resultados poco claros en el tratamiento de muchas patologías (terapias). Afortunadamente esta situación está cambiando lentamente y cada día surgen nuevas acciones terapéuticas en un contexto de patologías en todo caso, hasta ahora limitado.
En un artículo ya citado, Penchaszadeh  termina planteando necesidad absoluta de desmistificar a la genética en la "mente del publico y de los profesionales de la salud para asegurar que la tecnología genética se aplique efectivamente para el bienestar y la salud de la gente y no para beneficio de grandes corporaciones." La pregunta es quién debe tomar esta responsabilidad. Personalmente creo, que la primera línea debería estar formada por los investigadores en genética humana y luego el resto de la comunidad científica, en la medida que demuestren experiencia en algunos aspectos de este tema. Una gran acción de este sector, podría ser contribuir en la formación o el perfeccionamiento de profesores de ciencias o en la enseñanza directa a estudiantes de educación media, a través de charlas o de visitas guiadas a los laboratorios de investigación como una forma de motivarlos a discutir e investigar sobre el tema. Por otra parte, debería ser un aporte importante para motivar la discusión ilustrada del tema en nuestra sociedad, el incorporar los temas del ámbito de la bioética en los programas de la enseñanza básica y media del país.


Terapia genética!!!


La terapia Genética 
La biotecnología también ha permitido el despegue de una medicina molecular que, además de desarrollar métodos diagnósticos mucho más potentes, empieza a vislumbrar lo que se denomina terapia génica, encaminada a lograr curas definitivas de las denominadas enfermedades hereditarias.

Esta terapia consiste en la inclusión de genes en el cuerpo del paciente con el fin de solucionar alguna <<deficiencia>> de su genoma. Podemos decir que  un gen <<normal>> se inserta en las células del órgano defectuoso del paciente para sustituir a un gen que no funciona correctamente.
En la siguiente imagen se explica con un esquema cómo se lleva a cabo la terapia génica.Sobre el papel esta estrategia se presenta, sin duda, como la solución perfecta para corregir las enfermedades genéticas. Sin embargo, plantea todavía muchos retos. Existen retos técnicos, ya que hay que llevar un gen a un tipo de célula específico y conseguir que este se exprese de forma correcta. Pero también plantea problemas de seguridad: los virus que se emplean pueden causar respuestas inmunológicas mortales o inducir cáncer por su modo de integración  en el ADN celular.


Un ejemplo es la denominada inmunodeficiencia combinada severa o <<enfermedad de los niños burbuja>>, que ocasiona la muerte a los afectados, (pues estos niños no disponen de un sistema inmune sano). Con terapia somática ex vivo se han logrado salvar nueve de cada diez niños tratados, aunque dos de ellos desarrollaron leucemia que, afortunadamente, en niños suele ser tratable.



miércoles, 9 de noviembre de 2011

Organismos Transgénicos


Un organismo transgénicos es aquél que ha sufrido la alteración de su material hereditario (genoma) por la introducción artificial (manipulación genética) de un gene exógeno, esto es, proveniente de otro organismo completamente diferente. Los organismos transgénicos muestran que aparentemente no existen barreras para mezclar los genes (DNA) de dos especies diferentes. A mediados de los años sesenta se comenzaron a inventar bioherramientas moleculares con las cuales se podía componer y descomponer al DNA, lo que permitió intercambiar fragmentos específicos de la materia hereditaria de distintas especies e incluso transferirlos a microorganismos como las bacterias. Después se descubrió que esta práctica la venía haciendo la naturaleza desde hace millones de años con los vegetales a través de la bacteria llamada Agrobacterium tumefaciens.
En la mitad de los años setenta, los bioingenieros ya tenían la posibilidad de construir microorganismos con características predefinidas, hoy en día, las bacterias producen numerosas proteínas humanas que éstas nunca hubieran generado de manera natural, como ejemplo de proteínas producidas por ingeniería genética podríamos citar el interferón, la insulina y la hormona del crecimiento, de gran importancia en la medicina.
En el futuro distintos microorganismos, manipulados genéticamente, pueden resultar de gran utilidad en la producción de alimentos, en la eliminación de basuras, en la obtención de materias primas para la industria, y también para descontaminar lo que las industrias han contaminado. La técnica para producir organismos superiores, transgénicos, se introdujo a principios de los años ochenta, inicialmente usando ratones ya que son un excelente modelo animal para estudiar enfermedades humanas.
Los animales de granja transgénicos (cerdos, ovejas, borregos) se han desarrollado como "biorreactores" para la producción de proteínas terapéuticas humanas en su leche, uno de los primeros ejemplos lo constituye la antitripsina humana, que se utiliza en la terapia de una carencia hereditaria, bastante frecuente, que condiciona el enfisema. También se tiene al factor VIII de coagulación necesario para los enfermos de hemofilia. La posibilidad de utilizar "granjas moleculares" en las que los animales producen leche con proteínas de altísimo valor y utilidad es realmente un triunfo mayúsculo de la biotecnología moderna.
La generación de plantas transgénicas conocida como la "nueva revolución verde", se ha realizado con el fin de obtener especies resistentes a sequías, a herbicidas o a plagas de insectos, de maduración tardía o con características para mantener el color y sabor después de congelación; como ejemplos de plantas transgénicas se pueden citar al algodón, la soya, la papa, el tomate y al maíz, entre otros. En el caso del maíz transgénico se sabe que porta un gene de la bacteria Bacillus thunngiensis para sintetizar una toxina que causa la muerte de insectos dañinos, con esta estrategia se pretende disminuir el uso de insecticidas y obtener mejores rendimientos en las cosechas, sin embargo, se ha descrito que el polen de este maíz transgénico es tóxico para las larvas de la mariposa monarca.

Como se ve, durante las últimas 3 décadas, casi sin darnos cuenta, la humanidad ha dado el paso científico-tecnológico más importante desde la invención del fuego, ahora también domina el secreto de la vida y esta nueva revolución tecnológica ha abierto un fantástico abanico de posibilidades para influir sobre la vida en la Tierra, se plantean ahora muchas interrogantes de carácter ético y no sólo a la comunidad científica, sino a toda la humanidad, el gran debate del siglo XXI acaba de comenzar.




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organismos transgénicos
Peligro, con los alimentos transgenicos
Agricultura Transgenica

martes, 8 de noviembre de 2011

Aplicaiones e Implicaciones de la manipulacion genetica o_O


on el término CLONACION nos referimos a la multiplicación de organismos sin que sea necesaria la reproducción sexual. Un ejemplo muy sencillo de clonación es la multiplicación de las plantas por medio de esquejes. El concepto de clonación se aplica a cualquier tipo de organismo, no solo a plantas, y, de forma parecida al caso de los esquejes, se pueden clonar otros tipos de organismos.
Para que se pueda producir una clonación es necesario que pueda desarrollarse un organismo completo a partir de una porción de uno adulto. Así, por ejemplo, en el caso de los esquejes, se puede producir una planta completa a partir de una rama de geranio plantada en una maceta. Esto quiere decir que, a partir de la rama utilizada como esqueje, se desarrollan nuevas raíces, nuevo tallo, nuevas ramas y nuevas hojas. A esta capacidad de regenerar órganos completos a partir de partes del organismo se le denomina TOTIPOTENCIA. De esta forma, muchas plantas son totipotentes, porque pueden regenerar organismos adultos a partir de partes aisladas. Y, por esto, la clonación de plantas (llamada, normalmente,MULTIPLICACIÓN VEGETATIVA) es una práctica habitual.
La totipotencia es mucho más infrecuente en animales. Sólo en los más simples se pueden observar ejemplos de ella: si una lombriz de tierra se corta en dos, cada una de las mitades puede regenerar la parte que le falta y dar lugar a una nueva lombriz (por ejemplo). De esta forma, se podrían multiplicar lombrices, como lo haces con geranios (aunque el número de copias que puedes hacer tiene un límite). Algunos animales un poco más complejos tienen una totipotencia parcial que se manifiesta en la capacidad de regeneración de órganos perdidos. Así, por ejemplo, si se corta el rabo a una lagartija, la lagartija es capaz de desarrollar un nuevo rabo (pero el rabo no es capaz de desarrollar una nueva lagartija).
En los últimos años, la clonación de animales ha tenido un mayor desarrollo porque se ha podido trabajar con embriones en vez de con individuos adultos. Los embriones, durante algunas fases de su desarrollo, son totipotentes y, por tanto, pueden ser utilizados para realizar clonaciones. Naturalmente esto puede verse en el caso de los gemelos idénticos: dos gemelos idénticos se forman porque en un momento muy al principio del desarrollo embrionario, el embrión inicial se partió en dos mitades y cada una de ellas pudo desarrollarse hasta llegar al individuo adulto. Por consiguiente, este tipo de clonación se da en la naturaleza en los humanos y en los animales superiores.
Lo que ha ocurrido, durante estos últimos años, para que la clonación de animales se haya desarrollado es que ha sido posible fabricar embriones en el laboratorio (fertilizando óvulos con espermatozoides) y se han desarrollado las técnicas que permiten cultivar estos embriones fuera del útero durante un tiempo. De esta forma, es posible trabajar con embriones durante unas dos semanas, romperlos en dos e implantar en el útero los dos fragmentos que desarrollarán dos gemelos idénticos. De esta manera se pueden clonar animales; es decir: podemos producir gemelos idénticos a partir de un solo embrión. El número de veces que es posible romper un embrión no es ilimitado, por lo que también lo es el número de clones que es posible fabricar.
El último avance, espectacular, ha sido el que se ha puesto de manifiesto con la oveja Dolly que fue clonada hace unos años por el equipo de Ian Wilmut. La particularidad de este caso no es que la oveja proceda de un embrión fragmentado, sino de que este embrión no fue producido por fertilización de un óvulo por un espermatozoide como he explicado antes. En el caso de Dolly se tomó un óvulo y en él se introdujo el núcleo de una célula adulta de la "madre" de Dolly. Esta célula procedía de una glándula mamaria y, por lo tanto, corresponde a un órgano totalmente desarrollado. Bajo ciertos tratamientos, este embrión puede desarrollarse y producir un individuo que es GENÉTICAMENTE IDÉNTICO a su madre. De esta forma se produce la clonación a partir de un adulto.
¿Para qué sirve el desarrollo de estas técnicas?. En el caso de la producción animal y de la industria farmacéutica, el desarrollo de organismos clonados permite fabricar muchas copias del mismo individuo que es interesante por sus características de producción, o porque hagan algo especial (por ejemplo, Dolly fue producida en el curso de un trabajo para "fabricar" ovejas que produjeran leche que contuviera un compuesto necesario para el tratamiento de los pacientes con hemofilia).
En el caso de humanos, las técnicas de clonación como las descritas no tienen aplicaciones prácticas razonables y, de momento, sólo pueden ser atractivas para personajes excéntricos o gente con poco conocimiento de la realidad del tema. A parte de las consideraciones que haré más adelante, el éxito de este tipo de técnicas es muy bajo y todavía no se sabe completamente si el comportamiento del individuo clonado es normal, si envejece más pronto, si tiene errores en el desarrollo, etc.
Hay una variación del problema del clonaje en humanos que, sin embargo, sí tiene aplicaciones prácticas. Es el de la utilización de las CÉLULAS MADRE. Éstas son células no diferenciadas que pueden ser cultivadas fuera del organismo y, bajo cierto tratamiento, pueden convertirse en células diferenciadas de un órgano o tejido. Así, por ejemplo, células madre convenientemente tratadas podrían convertirse en células pancreáticas especializadas en producir insulina y, si se implantaran en un paciente diabético, podrían permitir curarle la enfermedad. Todos tenemos algunas células madre en nuestro cuerpo; pero son muy pocas y es muy difícil encontrarlas. Los embriones (producidos por fecundación in vitro como he descrito anteriormente) son conjuntos de células madre durante los primeros días del desarrollo. Por tanto, fabricando embriones de "tipo Dolly" puede servir para producir células madre. Por estas aplicaciones médicas de las células madre hay ahora una presión para que se pueda investigar sobre este tema.
Hay varios problemas éticos y algunas implicaciones sociales de todas estas técnicas. En primer lugar está la cuestión sobre la identidad de los clones: ¿un individuo clonado es una repetición de aquél del que fue clonado?, es decir ¿es una solución de inmortalidad?. La respuesta es claramente negativa. Ciertamente, los dos individuos (el clonado y aquél del que fue clonado) son genéticamente idénticos (como lo son dos gemelos idénticos); pero en el desarrollo personal de cada uno de nosotros interviene no sólo la información genética, sino el conjunto de cosas que nos han ido pasando durante la vida: no es lo mismo comer bien que estar subalimentado, ir a un buen colegio que no estudiar, tener la polio que no tenerla, y así sucesivamente. Si dos hermanos gemelos idénticos (que normalmente son educados y tratados de forma casi idéntica) son distintos con los años, cuánto más lo serán dos individuos que han vivido en épocas históricas diferentes por más que tengan el mismo material genético.
La segunda cuestión es sobre cuándo se comienza a ser una persona y si la clonación es manipulación de personas y la manipulación de embriones es manipulación de personas. En la literatura, sobre este aspecto, hay una gran multitud de puntos de vista. Desde la postura en la que se considera una persona desde el momento de la fecundación hasta posturas en las que se duda del mismo concepto de persona. Algo que parece claro es que el concepto de persona es principalmente ético o moral. Por lo tanto, no creo que se pueda encontrar una solución al problema buscando puntos físicos o cronológicos que permitan decidir en qué momento se esta tratando con una persona y en qué momento no. La postura católica de considerar que el momento de la fecundación es el inicio de la realidad personal puede ser rápidamente superada por los acontecimientos: en el caso de la oveja Dolly no ha habido fecundación donde poner el inicio de la realidad individual. Y este mismo problema se puede plantear en el caso de humanos: si se fabrican embriones a partir de células adultas no hay fecundación y, por tanto, punto en el que marcar el inicio de la realidad personal. Por otra parte, el sustentar la realidad personal en la potencialidad de desarrollo personal plantea dos problemas: ahora mismo es posible iniciar el desarrollo de embriones en condiciones en las que no les va a ser posible desarrollarse completamente, ¿tienen estos embriones sin potencialidad de desarrollo características personales?. Y, por otra parte, es de esperar que en un plazo no demasiado largo de tiempo sea posible desarrollar organismos completos a partir de células madre obtenidas de cualquiera de nosotros (ya adultos) ¿esas células madre son considerables como realidades personales?.
Como veis, el asunto trasciende claramente la biología e intentar sustentar científicamente un problema que es esencialmente ético (o moral) no es productivo porque se pueden encontrar argumentos a favor o en contra de forma que siempre habrá alguno en el que apoyarse.
Yo suelo terminar de hablar de estos temas diciendo que no es bueno un cientifismo que pretenda que la única forma de aprender y de llegar a conclusiones que le permitan a uno organizar su vida es el usar un método científico que, en la mayoría de los casos, no pasa de ser un pseudo-método científico. Uno pude decir si un concierto de Bach es bueno o no, si le gusta o no y si le lleva a conclusiones incluso morales o no. En ello no hay nada de científico; pero no por ello es menos verdad.




domingo, 6 de noviembre de 2011

Aspectos de la tecnologia del DNA recombinante!!!!!!!


ADN recombinante es una molécula que proviene de la unión artificial de dos fragmentos de ADN. Por lo tanto, la tecnología de ADN recombinante es el conjunto de técnicas que permiten aislar un gen de un organismo, para su posterior manipulación e inserción en otro diferente. De esta manera podemos hacer que un organismo (animal, vegetal, bacteria, hongo) o un virus produzca una proteína que le sea totalmente extraña.
Estas técnicas se emplean normalmente para la producción de proteínas en gran escala, ya que podemos hacer que una bacteria produzca una proteína humana y lograr una superproducción, como en el caso de la insulina humana, que actualmente es producida por bacterias en grandes recipientes de cultivo, denominados biorreactores. Como las bacterias se multiplican muy rápidamente y pueden expresar grandes cantidades de proteínas, es posible lograr una sobreproducción de la proteína deseada. A esto justamente se dedica labiotecnología, es decir a la utilización de organismos vivos o de sus productos con fines prácticos.
El desarrollo de la tecnología del ADN recombinante fue posible gracias a varias líneas de investigación: 1) el conocimiento de las enzimas de restricción, 2) la replicación y reparación de ADN, 3) la replicación de virus y plásmidos y 4) la síntesis química de secuencias de nucleótidos.

¿Cómo cortar y pegar el ADN? Tijeras moleculares: enzimas de restricción

En 1975 Daniel Nathans y Hamilton O. Smith descubrieron un tipo de proteínas -las enzimas endonucleasas o enzimas de restricción- que actúan como "tijeras moleculares", cortando la doble cadena de ADN a través del esqueleto de fosfatos sin dañar las bases. El descubrimiento de estas enzimas condujo a dichos microbiólogos al Nobel en 1978 y dio origen a la ingeniería genética.
Las enzimas de restricción son producidas por bacterias como método de defensa contra virus y degradan el ADN extraño.
A su vez, el propio genoma bacteriano está protegido contra sus enzimas de restricción mediante metilaciones (es decir, el agregado de un grupo metilo [-CH3)]) en un átomo específico de ciertos nucleótidos.
Estas moléculas son indispensables para la ingeniería genética, ya que producen fragmentos que se pueden unir entre sí fácilmente (con la ayuda de un "pegamento molecular": la enzima ligasa).
Las enzimas de restricción cortan dejando extremos cohesivos o romos. Los extremos cohesivos son generados cuando la enzima corta las dos hebras asimétricamente, dejando los extremos de cada hebra de simple cadena complementarios entre sí. Por otro lado, los extremos romos son generados cuando la enzima corta las dos hebras por el mismo lugar, generando dos extremos doble cadena.

Las enzimas de restricción permiten cortar el genoma de cualquier organismo en pequeños fragmentos llamados fragmentos de restricción. La colección de miles o millones de estos fragmentos se llama biblioteca génica.

¿Cómo introducir ADN recombinante en las bacterias?

Una vez que los biólogos encontraron cómo fabricar ADN recombinante usando enzimas de restricción y ligasas, el desafío siguiente fue cómo producir grandes cantidades de genes y cómo introducirlos en bacterias u otras células huésped. El primer problema fue solucionado con el uso de plásmidos, pequeñas moléculas de ADN circular presente en muchas bacterias.
Los plásmidos contienen uno o más genes de resistencia a antibióticos y son capaces de autorreplicarse, ya que contienen una secuencia de iniciación. Esto les permite replicarse de manera independiente del ADN genómico.
Podemos crear una molécula de ADN recombinante usando un plásmido. Este proceso consta de las siguientes etapas:
  1. Cortamos el ADN circular del plásmido con enzimas de restricción, para generar extremos cohesivos.
  2. Cortamos el ADN que queremos multiplicar. Debemos asegurarnos de que los extremos del plásmido y los del ADN a insertar sean complementarios y puedan unirse.
  3. Unimos el gen que queremos introducir (inserto) por medio de la enzima ADN-ligasa y luego introducimos el plásmido con inserto en bacterias.
  4. Seleccionamos las bacterias que hayan introducido el plásmido con la ayuda de antibióticos. Dado que los plásmidos contienen un gen de resistencia a antibiótico, al exponer las bacterias a ese antibiótico, sólo las que hayan incorporado el plásmido (y con él la resistencia) sobrevivirán, mientras que las que no lo tengan morirán.
Esta es una manera relativamente eficaz de obtener millones de copias del ADN incorporado. Dado que todas las copias del gen provienen de una sola molécula multiplicada a partir de una única bacteria que dio origen a la colonia, esta técnica lleva el nombre de clonación. El término clon proviene de la jardinería; desde hace siglos los jardineros generan plantas nuevas a partir de gajos. Estas plantas son genéticamente idénticas y constituyen un clon.
Un clon es un grupo de células u organismos genéticamente idénticas.
El uso fragmentos de ADN como vectores cumple un rol fundamental en la ingeniería genética, ya que sirven para transferir material genético de un organismo a otro.
Vector: cualquier organismo o virus capaz de mover genes de un organismo a otro.

Ingenieria Genetica y sus aplicaciones!!!


La Ingeniería Genética (en adelante IG) es una rama de la genética que se concentra en el estudio del ADN, pero con el fin su manipulación. En otras palabras, es la manipulación genética de organismos con un propósito predeterminado.
En este punto se profundizará el conocimiento sobre los métodos de manipulación génica. El fin con el cual se realizan dichas manipulaciones se tratará más adelante, cuando se analicen los alcances de esta ciencia.
Enzimas de restricción.
Como ya se dijo, la IG consiste la manipulación del ADN. En este proceso son muy importantes las llamadas enzimas de restricción, producidas por varias bacterias. Estas enzimas tienen la capacidad de reconocer una secuencia determinada de nucleótidos y extraerla del resto de la cadena. Esta secuencia, que se denomina Restriction Fragment Lenght Polymophism o RLPM, puede volver a colocarse con la ayuda de otra clase de enzimas, las ligasas. Análogamente, la enzima de restricción se convierte en una "tijera de ADN", y la ligasa en el "pegamento". Por lo tanto, es posible quitar un gen de la cadena principal y en su lugar colocar otro.
Vectores.
En el proceso de manipulación también son importantes los vectores: partes de ADN que se pueden autorreplicar con independencia del ADN de la célula huésped donde crecen. Estos vectores permiten obtener múltiples copias de un trozo específico de ADN, lo que proporciona una gran cantidad de material fiable con el que trabajar. El proceso de transformación de una porción de ADN en un vector se denomina clonación. Pero el concepto de clonación que "circula" y está en boca de todos es más amplio: se trata de "fabricar", por medios naturales o artificiales, individuos genéticamente idénticos.
ADN polimerasa.
Otro método para la producción de réplicas de ADN descubierto recientemente es el de la utilización de la enzima polimerasa. Éste método, que consiste en una verdadera reacción en cadena, es más rápido, fácil de realizar y económico que la técnica de vectores.






sábado, 5 de noviembre de 2011

Importancia de las mutaciones como mecanismos de variabilidad biologica!!!!!!

CONCEPTO DE MUTACIÓN
Las mutaciones son los cambios que ocurren en el material genético. Pueden afectar a un par de bases del ADN, a un gen específico o a la estructura cromosómica.
En 1902, Hugo De Vries describió en la "hierba del asno" fenómenos de herencia mendeliana, sin embargo de vez en cuando aparecía un rasgo que no estaba ni en los padres ni en los antecesores de las plantas, dedujo que estos rasgos surgían por un cambio del factor que determinaba el carácter (gen) y que este cambio se transmitía a la progenie como cualquier otro carácter hereditario. A este cambio lo denominó mutación y a los organismos que la mostraban mutantes.
La información genética reside en el ADN en forma de secuencias de bases nitrogenadas. Al cambiar la información genética, también lo hará la secuencia de aminoácidos en las proteínas formadas.
La mutación, así como la recombinación génica o crossing-over (entrecruzamiento) aumentan la variabilidad genética de las especies, lo que contribuye a la adaptación de las especies al medio ambiente y, en definitiva, a la evolución de las mismas. Si no existieran las mutaciones, no habría la gran cantidad de especies vivas que habitan el planeta.



Tipos de Mutaciones


mutaciones geneticas

Las mutaciones

viernes, 4 de noviembre de 2011

Conceptos del Gen y el Genoma!!!! o_O



El ADN que forma el genoma de los organismos está organizado de acuerdo 
a la complejidad de la estructura del propio organismo. Los virus, las
bacterias, las mitocondrias y los cloroplastos contienen una molécula de
ADN corta, a menudo circular, y relativamente exenta de proteínas. Las
células eucariotas  contienen mayores cantidades de ADN, que se encuentra 
organizado en nucleosomas y se presenta en forma de fibras de cromatina. 
Este incremento en complejidad está relacionado con la mayor cantidad de 
información genética presente, así como con la mayor complejidad asociada 
a sus funciones genéticas. En eucariotas, los genes se organizan de maneras 
diversas, desde copias únicas hasta familias de genes relacionados,
ordenados  en tándem. El genoma eucariótico contiene grandes cantidades
de ADN no codificante, que en ocasiones interrumpe las partes codificantes 
de los genes.

Los genes, en eucariotas, son unidades dispersas en la molécula de ADN
cuyos productos dirigen todas las actividades metabólicas de las células.
Estos genes están organizados en cromosomas, estructuras que sirven de
vehículo para la transmisión de la información genética. Mientras, los
cromosomas víricos o bacterianos, son menos complejos que los  eucariotas; 
habiendo menos información que en los múltiples cromosomas que forman el 
genoma de los eucariotas. 
Concepto de gen eucariótico.
La información genética almacenada en el ADN y transferida al ARN
durante el proceso de transcripción se presenta como un código de tres letras que dirigen la especificidad de los 20 aminoácidos y las señales de 
iniciación y terminación de la síntesis proteica.
La síntesis se basa en ADN transcripción (de un gen activo)  ARN, que luego 
se traduce a proteína.
Al realizar la comparación entre las moléculas de ADN y ARNm de los genes
se ha encontrado  que muchas secuencias llamadas intrones, no  están
representadas en el ARNm maduro, la versión final del ARNm que se
traduce a proteínas. Las areas restantes de cada gen, que al final se
traducen en la secuencia de aa de la proteína que la codifica, se llama
exones. El gen completo se transcribe a un largo ARNm precursor que, con
otras  moléculas forma parte del grupo de ARN nucleares heterogéneos(hnARN), las regiones exónicas del transcrito se unen entre sí antes de la
traducción.
El genoma de mamíferos (bovinos, ovinos, hombre) contiene 3 gigabases
(3.000Mb) de pares de nucleótidos,  pudiéndose diferenciar 80.000 genes
en la especie humana y un genoma intragénico y uno extragénico. Asi como
en especies de procariotas, Micoplasmas, Hemophilus, presentan un 85-90%
de áreas funcionales, en la especie humana se encuentra un 10% de regiones
codificantes funcionales.
Tipos de secuencias
Dentro del genoma extragénico tenemos regiones conocidas como SINES,
LINE Y VNTR que corresponden a ADN moderadamente repetido.
El ADN altamente repetido constituye el 5% del genoma humano y el 10%
del genoma del ratón. El ADN moderadamente repetido consiste en
secuencias dispersas y repetidas en tandem. Las aisladas pueden ser cortas
y largas. Los elementos dispersos cortos, SINE (short interspersed
elements), tienen menos de 500 pares de bases de longitud y se encuentran
hasta 500.000 de ellos en el genoma.
Los  SINE mejor caracterizados presentes en la especie humana son un
conjunto de secuencias muy relacionadas llamada familia Alu (endonucleasa
Alu).
Los elementos LINES, elementos dispersos largos, es otra  categoría de
ADN moderadamente repetido. La familia L1 en humano tienen 6400 pares
de bases de longitud y se estima que hay unos 40000 en el genoma.
Los VNTR, o repeticiones en tandem de  número variable  puede tener entre
15 y 100 pares de bases. Las repeticiones del orden de 1000 a 5000 pares
de bases, varían en cada individuo. Se conoce como las huellas moleculares
de ADN.  Estos VNTR pueden estar dentro de genes o entre ellos.




Familias multigénicas.
Distribución de genes relacionados.  Las familias multigénicas son aquellas
donde las secuencias de los ADN de sus miembros comparten homología y
sus productos están funcionalmente relacionados. En algunos casos se
encuentran juntas en el cromosoma, en otras se encuentran dispersas en
varios cromosomas. Las familias de genes de las globinas, responsables de
codificar para diferentes péptidos que forman parte de las moléculas de
hemoglobina, son ejemplos que proporcionan muchas ideas sobre la
organización del genoma. Otros son los genes en tandem, como el de las
histonas y los ARN ribosómicos. Los miembros de genes de la familia alfa y
beta globina, ubicados en los cromosomas 11 y 16, codifican polipéptidos de
globina, que se combinan en una sola molécula tetramérica, que interacciona
con grupos hemo que puede  unir oxígeno de manera reversible. Dentro de
cada grupo de genes, estos se activan e inactivan coordinadamente durante
los estadios de desarrollo embrionario (fetal, adulto).
La familia génica de la alfa y beta globina humanas contienen
respectivamente 5 y 6 genes. La familia alfa ubicada en el cromosoma 16
(HSAp16) con 30.000 pares de nucleótidos (30kb) contiene 5 genes; el gen
zeta que se expresa en el estadio embrionario, dos pseudoggenes nofuncionales, y dos copias del gen alfa que se expresan durante los estadios
fetal y adulto.
Los miembros de ambas familias muestran homología, codifican polipéptidos
de globinas que se combinan en  una sola molécula tetramérica, que
interacciona con grupos hemo que pueden unir oxígeno de manera reversible.
Dentro de cada grupo de genes, los miembros se activan y se desactivan
coordinadamente, durante los estadios de desarrollo embrionario, fetal y
adulto La figura de los  pseudogenes han sufrido deleciones y duplicaciones
significativas, por lo que no transcriben.
Alineación de genes correspondientes a las familias de las globinas. Familia
génica alfa, ubicada en cromosoma HSA16 y familia génica beta, ubicada en cromosoma HSA11.

LIGAMIENTO Y RECOMBINACION

Cuando dos o más genes se encuentran en un mismo cromosoma constituyen un grupo de ligamiento considerándose como genes ligados. Los genes que se encuentran en un mismo cromosoma tienden a segregarse juntos dependiendo de la distancia en que se encuentren. En términos generales,si se encuentran ubicados a distancias menores a 1cM(1.000.000pb), estos genes segregarìan siempre juntos, evidenciados por una progenie con características iguales a los progenitores (50% de cada clase fenotípica), conociéndose como ligamiento completo. A mayor distancia, existe una probabilidad de que ocurran entre-cruzamientos (simples, dobles) dependiendo de su distanciamiento, considerándose como ligamiento incompleto. Si nos enfrentamos con un par de genes ubicado en región proximal al centrómero, frente a otro proximal a la región telomérica, tendremos que su comportamiento de segregación se iguala a la segregación independiente.


Las regiones cromosómicas que se encuentran cercanas a los centrómeros o telómeros (ricas en secuencias repetidas) tienen menos probabilidad de realizar entrecruzamiento, no determinándose la presencia de quiasmas.





Ligamiento incompleto. El cruzamiento que debemos realizar para comprobar si determinados genes se encuentran o no ligados, es la realización de la llamada cruza de prueba (doble recesivo) a aquellos individuos dihíbridos (heterocigotas).
P: AB/AB x ab/ab

F1: AB/ab x ab/ab

F2: AB/ab ab/ab aB/ab Ab/ab

Formas parentales Formas recombinantes







Durante la meiosis, ocurre el entrecruzamiento, momento donde se generan las formas recombinantes. Los cromosomas homólogos se acercan y las cromátida hermanas intercambian segmentos.






Impresioanate lo qeu pasa en nuestors genes y genomas !!!!

Genoma Humano Impresionante

Genoma 2


Herencia no Mendeliana"

Esta es la forma heredable más frecuente de retraso mental moderado y ocupa el segundo lugar después del síndrome de Down entre todas las causas de retraso mental moderado en varones.
Se refiere a un lugar frágil en el que la cromatina no se condensa durante la mitosis localizado en el cromosoma X en Xq27.3.
Desde un punto de vista genético, el síndrome representa un caso verdaderamente único porque en él puede darse una combinación de una mutación genética y una anomalía cromosómica.
La mutación resulta que el lugar frágil está constituido por más de 200 repeticiones de una secuencia determinada de tripletes de nucleótidos.
Normalmente, cada sitio de repetición contiene varios alelos constituidos por un número variable de repeticiones de la misma secuencia de nucleótidos. Estos alelos se heredan habitualmente de generación en generación con un patrón mendeliano.
Pero a veces, se produce un exceso de repeticiones en un locus.
Un ejemplo es la enfermedad de Hungtinton en la que se da la repetición del gen que causa la enfermedad en el cromosoma 4.
Si el individuo no tiene la enfermedad, la secuencia de tripletes suele estar repetida entre 11 y 34 veces, pero en pacientes con la enfermedad, estas aumentan más de 40 en una región determinada de ese cromosoma.
Otro ejemplo es el lugar frágil del cromosoma X.
Los progenitores normales heredan su cromosoma X con un número de repeticiones de tripletes CGG de entre 6 y 54.
En los padres con mayor número de repeticiones hay una mayor probabilidad de que la secuencia repetida se expanda y puede llegar hasta 200, entonces constituye una permutación.
La identificación del lugar frágil requiere condiciones especiales de cultivo, el lugar frágil en varones que presentan la mutación se observa en más del 40% de las células en división.
Las portadoras pueden no mostrar en absoluto el lugar frágil, y en las que sí aparece, lo hacen con una frecuencia normalmente mucho más baja que la que se observa en varones afectados.
Un típico varón afectado presenta retraso mental, mientras que las mujeres heterocigóticas tienen una probabilidad del 33% de padecer dicho retraso.
Mientras otros trastornos ligados al X casi siempre se expresan en el hemicigoto, algunos varones, en los que puede demostrarse la mutación del X frágil mediante análisis genealógico, no tienen retraso mental ni muestran el marcador genético.
No expresan la enfermedad, pero la transmiten, pasa el gen a todas su hijas, que casi siempre son normales, pero sus hijos con retraso mental en la proporción esperada.
Existen distintas frecuencias en la recombinación entre el lugar de mutación y marcadores ligados cercanos.
Este locus ligado al X presenta una de las tasas de mutación más elevadas del ser humano.
Pero parece que la mutación se produce sólo en espermatozoides, esto quiere decir que los varones afectados nunca tienen genes mutantes nuevos, sino que estos siempre provienen de las madres heterocigóticas.


HERENCIA  INTERMEDIA O DOMINANCIA INCOMPLETA

Excepción a las leyes de Mendel descrita a principio del siglo XX cuando De Vries y Correns redescubrieron los trabajos de Mendel.
En algunos casos no existe dominancia de uno de los alelos frente al otro, porque los dos alelos tienen la misma fuerza, es decir, son alelos codominantes oequipotentes,por lo cual dan una herencia intermedia, como en el color de las flores del "dondiego de noche"(Mirabilis jalapa), donde al cruzar las plantas de la variedad de flor blanca con plantas de la variedad de flor roja, se obtienen plantas de flores rosas. La interpretación es la misma que en el caso a de la prmiera ley de Mendel, la generación F1 sigue siendo uniforme; solamente varía la manera de expresarse los distintos alelos.

imagen de herencia incompleta



ALELOS MÚLTIPLES!!!!!!


Hablamos de alelos múltiples cuando hay más de dos alelos alternativos posibles para especificar ciertos rasgos.
Un ejemplo típico lo constituyen los alelos del sistema de grupos sanguíneos. Los alelos múltiples se originan de distintas mutaciones en un mismo gen.
Los 4 grupos sanguíneos: A, B, AB y O son resultado de tres diferentes alelos de un sólo gen (iA, iB e iO), iA e iB son codominantes sobre iO que es recesivo.
Los alelos iA e iB producen diferentes glucoproteínas (antígenos) en la superficie de cada eritrocito.
Los homocigotos para A producen el antígeno A, los de B sólo los del B, los de O, ninguno.
Sin embargo, los alelos iAiB son codominantes uno con el otro, es decir, ambos son fenotípicamente detectables en los heterocigotos.
Los individuos iAiB tienen eritrocitos tanto con glucoproteínas A como B y tienen sangre tipo AB.





 
HERENCIA LIGADA AL SEXO

Existen rasgos determinados por genes que se encuentran en cualquiera de los dos cromosomas sexuales: X o Y.
Por esta razón, las proporciones que se obtienen en la descendencia, así como los mecanismos por los cuales se heredan, cambian respecto a los genes que se encuentran en los cromosomas somáticos o gonosomas.
En este tipo de herencia, los genes anómalos se hallan en el cromosoma X y son dominantes sobre los mutados, por lo que se debe tener el gen dañado en dosis doble (homocigoto) para que se produzca la enfermedad.
Las mujeres con fenotipo normal pueden no llevar el gen (homocigotas dominantes), o llevar uno normal y uno dañado (heterocigota o portadora). Si una mujer portadora se une a un hombre sano, en cada fecundación tendrá una probabilidad del 25% de hijas sanas (que no lleven el gen), 25% de hijas portadoras (heterocigotas), 25% de hijos sanos (su cromosoma X lleva el gen dominante) y 25% de hijos enfermos (su cromosoma X lleva el alelo dañado).El descubrimiento de los genes ligados al sexo fue hecho en 1910 por Thomas H. Morgan en la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster.