Alimentos Trangénicos

Los alimentos genéticamente modificados (GM) tienen un ADN modificado usando genes de otras plantas o animales. Los científicos toman el gen de un rasgo deseado de una planta o animal e insertan ese gen dentro de una célula de otra planta o animal.

Funciones

La ingeniería genética se puede realizar con plantas o bacterias y otros microorganismos muy pequeños. La ingeniería genética permite a los científicos pasar el gen deseado de una planta o animal a otro. Los genes también pueden pasarse de un animal a una planta, y viceversa. Otro nombre para esto es organismos genéticamente modificados, o OGM.

El proceso para crear alimentos GM es diferente a la cría selectiva. Ésta involucra la selección de plantas o animales con los rasgos deseados y su crianza. Con el tiempo, esto resulta en la descendencia con los rasgos deseados.

Uno de los problemas con la crianza selectiva es que también puede resultar en rasgos que no son deseados. La ingeniería genética permite a los cientíticos seleccionar el gen específico para implantar. Esto evita introducir otros genes con rasgos no deseados.

Los posibles beneficios de los alimentos transgénicos incluyen:

• ·         Alimentos más nutritivos
• ·         Alimentos más apetitosos
• ·         Plantas resistentes a la sequía y a las enfermedades, que requieren menos recursos ambientales (como agua y fertilizante)
• ·         Menos uso de pesticidas
• ·         Aumento en el suministro de alimentos a un costo reducido y con una mayor vida útil
• ·         Crecimiento más rápido en plantas y animales
• ·         Alimentos con características más deseables, como papas (patatas) que produzcan menos sustancias cancerígenas al freírlas
• ·         Alimentos medicinales que se podrían utilizar como vacunas u otros medicamentos

Marcadores Génicos

Un marcador genético es una secuencia de ADN específica cuya localización exacta ha sido identificada en su correspondiente cromosoma y cuya herencia puede ser rastreada. La secuencia de ADN que forma un marcador genético puede ser un gen completo o sólo una secuencia sin función conocida o no codificante. Se utilizan principalmente en el mapeo genético como señaladores de regiones del genoma de un determinado organismo.

Es muy frecuente que se utilice el término marcador molecular como sinónimo, aunque este término se refiere específicamente a un tipo de marcador genético.

Tipos de marcadores genéticos

Los marcadores genéticos se suelen dividir en dos grupos, los marcadores bioquímicos, detectados como variaciones en la secuencia de aminoácidos para la que codifica el marcador, y marcadores moleculares basados en el ADN, detectados a nivel de la secuencia de nucleótidos del marcador con o sin cambios observables en el fenotipo. Los llamados marcadores morfológicos, identificados mediante rasgos en el fenotipo (color, tamaño, etc), son hoy en día mucho menos utilizados.

Marcadores bioquímicos

Los marcadores bioquímicos se basan en la observación del polimorfismo en la secuencia de aminoácidos de una proteina. Los marcadores bioquímicos más utilizados son los marcadores isoenzimáticos, esto es, enzimas con la misma función pero con distinto tamaño, carga o conformación.

Algunos de los primeros marcadores de este tipo fueron los grupos sanguíneos y las inmunoglobulinas. Este tipo de marcadores presentan bajo polimorfismo y baja sensibilidad y por ello tienen aplicaciones limitadas en comparación con los marcadores genéticos moleculares basados en el ADN.

Marcadores moleculares

Estos marcadores detectan variaciones en la secuencia de nucleótidos del ADN: inversión, inserción, duplicado o eliminación. Generalmente detectan polimorfismo en secuencias no codificantes. Se pueden dividir en:

Marcadores asociados a variaciones en el número de repeticiones de una secuencia: se dividen a su vez en microsatélites y minisatélites.

Marcadores asociados a variaciones puntuales en el genoma, detectables o no por enzimas de restricción.

Algunos de los marcadores moleculares más utilizados son:

RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism o Polimorfismo en la longitud de fragmentos de restricción)

SSLP (Simple sequence length polymorphism o Polimorfismo en la longitud de secuencias simples)

AFLP (Amplified fragment length polymorphism o Polimorfismo en la longitud de fragmentos amplificados)

RAPD (Random amplification of polymorphic DNA o Amplificación aleatoria de ADN polimórfico)

VNTR (Variable number tandem repeat o Número variable de repeticiones en tándem. Minisatélite)

SSR (Simple sequence repeat o Repetición de secuencia simple. Microsatélite)

STR (Short tandem repeat o Repeticiones cortas en tándem. Microsatélite)

SNP (Single nucleotide polymorphism o Polimorfismo de nucleótido simple)

SFP (Single feature polymorphism o Polimorfismos de Característica Única)

TRAPs (Target Region Amplification Polymorphism, en español Polimorfismos para la amplificación de regiones blanco)

DArT (Diversity Arrays Technology, es espñaol Tecnología de Vectores, o Matrices, de Diversidad)

RAD (Restriction site associated DNA markers o marcadores de ADN asociados a sitios de restricción)

Aplicaciones

Los marcadores genéticos tienen incontables aplicaciones. Puede que una de las más evidentes sea la localización y estudio hereditario de rasgos genéticos, desde el color del pelo a enfermedades genéticas. Esta localización es muy importante, entre otros, en el ámbito médico. Comprender el área del genoma involucrada en la herencia de una determinada característica puede ayudar a entenderla y en algunas enfermedades puede suponer un avance importante en la prevención, diagnóstico y tratamiento. 

Manipulación del ADN

Los seres humanos, sin saberlo, han mezclado moléculas de ADN de distintos orígenes desde tiempos remotos. Las distintas variedades de animales domésticos, como las razas de perros o de ganado vacuno, o las variedades de cereales o de frutales, han sido mantenidas y multiplicadas en condiciones muy diferentes a las que se dan en la naturaleza, a veces como fruto del intercambio genético entre variedades que se encontraban originalmente tan alejadas que es imposible que se hubieran recombinado de una forma natural. Se trata de una primera forma de manipulación genética, aunque muy primitiva y azarosa.

Enzimas de restricción.

Hacia 1970 se descubrieron unas enzimas presentes en determinadas bacterias que eran capaces de romper el ADN extraño que podía infectarlas. Estas nucleasas de restricción rompenel ADN reconociendo secuencias específicas en él y generan, por tanto, los mismos fragmentos en un ADN determinado. Identificadas las enzimas y su secuencia de corte, se convierten en auténticas “tijeras moleculares” en las manos del ingeniero genético.

Se conocen más de 100 endonucleasas de restricción distintas, cada una de las cuales rompe en una secuencia diferente. Además se comercializan de forma industrial desde finales del siglo XX, facilitando mucho el trabajo a los investigadores y a los genetistas.

Al romper la molécula de ADN, algunas enzimas de restricción cortan las dos cadenas del ADN en el mismo nucleótido, pero, en cambio, hay muchas enzimas de restricción que cortan cada cadena por lugares separados.

Separación de fragmentos de ADN

Los fragmentos de ADN pueden separarse mediante electroforesis en un gel de agarosa, aprovechando la movilidad eléctrica que les da a las moléculas sus cargas negativas de fosfato. Las moléculas tienden a separarse según su tamaño; las más largas migran más despacio por los poros del gel y las más pequeñas lo hacen más rápidamente y pueden desplazarse a mayor distancia.

Una vez analizados los fragmentos que quedan de una digestión con una nucleasa de restricción, el siguiente paso es la ordenación de los fragmentos resultantes en el interior de la molécula de ADN hasta construir un mapa físico de la molécula. La rotura por varias nucleasas diferentes facilita mucho la labor de ordenar los fragmentos. Esta técnica nos sirve para hallar la secuencia (secuenciar)  un fragmento de ADN dado.

Aplicación de la Genética e Ingeniería Genética

Creación de nuevas especies

Las técnicas de reproducción tradicionales implican el apareamiento de un macho y una hembra de diferente variedad, con la esperanza de combinar las mejores características de ambas. Sin embargo, estos programas de reproducción requieren varias generaciones, y solo pueden usarse entre variedades de la misma especie. Con los recursos convencionales, no se puede crear una súper verdura cruzando una zanahoria con un repollo, por ejemplo. Pero la ciencia moderna ha elaborado técnicas revolucionarias de reproducción. Una de ellas es la llamada fusión celular con animales.

Durante la fusión celular, la resistente membrana exterior del espermatozoide y el óvulo se elimina por medio de sustancias llamadas enzimas. Con esto las células, llamadas protoplastos, quedan protegidas por una delicada membrana interior. Al mezclarlas, puede  combinar, por lo regular con ayuda de productos químicos o virus. El resultado puede ser la creación de una forma de vida con características de ambos progenitores.

Ingeniería genética

Otra técnica consiste en reprogramar el material genético que rige el comportamiento de las plantas y de los animales. La especie producirá entonces mejor fruta, leche más rica o algún producto ajeno a su naturaleza normal. Esto se logra con la ingeniería genética.

El carácter de cualquier especie se lleva en forma de un código en grandes moléculas espirales de ácido desoxirribonucleico (ADN), el cual se encuentra en el núcleo de toda célula viva. Las cadenas de ADN están integradas por solo cuatro elementos llamados nucleótidos, cuyo orden a lo largo de la cadena representa la información genética.

Con la división de los genes, se separan pequeñas secciones de la cadena responsable de un proceso particular y después se injertan en el ADN de otra especie: planta, animal o bacteria.

Uno de los primeros experimentos consistió en separar la sección de ADN responsable de producir insulina en el páncreas e injertarla en una bacteria. El gen se dividió por medio de una enzima, material biológico que descompone la cadena de ADN en determinados puntos. Después se utilizó la misma enzima para cortar el ADN de una bacteria, Escherichia coli, en los mismos lugares, y el fragmento de gene humano se implantó en la bacteria. Al crecer ésta elaboró insulina humana, así como sus productos normales. La insulina se extrajo y desde 1982 se ha administrado a los diabéticos.

Esta técnica, aplicada a plantas y animales, ya produce resultados extraordinarios.

Los científicos aislaron el gen responsable de producir el factor IX en personas normales, lo extrajeron y lo injertaron en el lugar adecuado entre los genes de embriones de oveja. Las ovejas crecieron normalmente y producen leche que contiene el factor IX, el cual puede extraerse y usarse para tratar a enfermos de hemofilia

Rasgos Humanos

RUBORIZARSE. Es la nuestra una especie cuyos miembros tienen una sólida reputación para la hábil manipulación de sus semejantes. Por ende cuesta entender la evolución de una respuesta que nos coloca en notoria desventaja social al obligarnos a revelar que hemos mentido o hecho trampas de alguna manera. Se trata de una cuestión que el mismísimo Darwin intentó afrontar sin éxito. Ningún otro animal tiene la característica fisiológica de ruborizarse. 

VELLO PUBICO. Somos "monos desnudos", con la excepción de estas estratégicas áreas corporales, y ello no sucede en otras especies. No hay explicación evolutiva universalmente aceptada.

ADOLESCENCIA. Todos los mamíferos menos nosotros pasan del estadio juvenil al adulto sin esta etapa intermedia, que para nosotros se extiende durante una década de agonías y frustración. El profesor David Bainbridge, de la Universidad de Cambridge, Inglaterra, afirma que existen dos pistas a seguir. 

Genotipo y Fenotipo

Fenotipo

La clase de la que se es miembro según las cualidades físicas observables en un organismo, incluyendo su morfología, fisiología y conducta a todos los niveles de descripción. Las propiedades observables de un organismo.

Genotipo

La clase de la que se es miembro según el estado de los factores hereditarios internos de un organismo, sus genes y por extensión su genoma. El contenido genético de un organismo. 

El fenotipo y el genotipo se identifican a un solo nivel: el del DNA. Por primera vez en la historia ahora el genotipo también es fenotipo, es un carácter observable, expresión de la realidad material del genotipo.

La relación entre el fenotipo y el genotipo es compleja, en donde entra en juego las relaciones entre alelos dentro de un gen y las interacciones entre genes. Éstas no vienen determinadas únicamente por el estado de los genes sino también por la secuencia de ambientes por lo que pasa cada genotipo durante su desarrollo: la norma de reacción. La descripción del fenotipo de un individuo tiene, pues, una dimensión temporal. Cuando el fenotipo se describe a un nivel próximo del genotipo el componente de interacción entre genes y el ruido asociado al desarrollo es menor y puede determinarse con más claridad las relaciones entre ambos niveles. El caso más obvio es el del nivel de descripción más bajo posible: el nivel del DNA. La secuencia de un gen determina completamente el genotipo de ese gen y puesto que puede leerse el genotipo, es posible inferir el fenotipo del genotipo obviando el desarrollo. 

Leyes de Mendel

Las leyes de Mendel fueron desarrolladas por un científico genetista, considerado como el padre de la genética: Gregor Mendel. De allí su nombre. Este científico realizo experimentos que permitieron dilucidar elementos fundamentales de la herencia genética, como con un ejemplo de ley de Mendel, donde se explican los rasgos descendientes que se pueden predecir a través de las características de los progenitores de una especie, desde animales, plantas y hasta seres humanos.

Fue decisivo el Ensayo Sobre Los Híbridos Vegetales que realizó en 1866, donde finalmente se formulaban las 3 Leyes De Mendel que fueron nombradas ante su apellido. Y que estaban compuestas por cruces inter-especies y experimentos que fueron llevados a un análisis estadístico. 

Ley De Mendel

La primera ley de Mendel, también llamada: Ley de la uniformidad de los híbridos de la primera generación, o simplemente Ley de la Uniformidad. Esta ley dicta que, al cruzar dos variedades de una especie de raza pura, cada uno de los híbridos de la primera generación tendrá caracteres determinados similares en su fenotipo. Esto se debe a que las razas puras tienen un gen dominante o un gen recesivo. El genotipo dominante será entonces el que determine la característica o características principales de la primera generación del cruce, pero al mismo tiempo, también serán similares fenotípicamente entre sí, es decir, entre cada individuo de la primera generación.

Segunda Ley De Mendel

La segunda ley de Mendel, también conocida como la Ley de la Segregación, Ley de la Separación Equitativa, o hasta Ley de Disyunción de los Alelos. Esta dictamina que para que exista la reproducción de dos individuos de una especie, primero debe existir la separación del alelo de cada uno de los pares para que de esta manera se transfiera la información genética al hijo. Un alelo es, la variante genética que permite determinar un rasgo o carácter. Existen entonces, alelos dominantes y alelos recesivos.

Por esto, es que la segunda de las leyes de Mendel se la llama como de segregación o separación, ya que cada padre, aporta un alelo que se separa de cada uno, para formar un individuo en una nueva generación. Sigue leyendo aquí para aprender más sobre la Segunda Ley de Mendel. 

Tercera Ley De Mendel

La tercera ley de Mendel, también llamada Ley de la Herencia Independiente de Caracteres o Ley de la Asociación Independiente. Según Mendel, hay rasgos heredados que se obtienen de forma independiente, sin relación con el fenotipo, lo cual no afecta al patrón de herencia de otros rasgos. Esta ley se cumple en los genes que no están ligados, es decir que se encuentran en diferentes cromosomas o que están en zonas muy separadas del mismo cromosoma.

Mendel, para concluir la tercera de las leyes de Mendel, realizó un cruce de plantas de chícharos que producían semillas amarillas y llanas, con chícharos que producían semillas verdes y con textura irregular.