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Biotecnología Transgénica
La aplicación de la tecnología de animales transgénicos presenta nuevas oportunidades de desarrollo biotecnológico y puede brindar a la sociedad la oportunidad de su aplicación tanto en biomedicina, como en otras áreas de la biotecnología, abarcando una amplia área de desarrollo y producción. Sin lugar a dudas la transgénesis ha causado una revolución en biotecnología, planteando además nuevos desafíos éticos y morales.
Para comprender la biotecnología transgenica se debe saber que la transgenea es la forma de crear un organismo manipulando sus genes.Esto puede servir para crear una especie mas fuerte y mas resistente a ciertos productos que otras especies.
Los animales transgénicos son los animales que
poseen un gen que no pertenece a su
especie. Generalmente se requiere primero aislar el gen que se desea introducir en el
genoma del animal. Este gen que no pertenece al genoma de la especie del animal
se denomina transgen. En Argentina se ha creado a las vacas "Pampa",estas vacas transgénicas se
han diseñado para que produzcan en su leche la hormona de crecimiento humano.
Este desarrollo biotecnológico fue un emprendimiento efectuado entre
En los últimos 7 u 8 años, la ingeniería genética a desarrollado biotecnologías basadas en animales y plantas reconstruidos genéticamente. La transferencia de genes recombinantes a estos organismos, dirigidos para que se expresen en ciertos tejidos por medio de promotores específicos, permite generar proteínas recombinantes valiosas para la medicina y la agricultura.
Se han producido ovejas transgénicas que secretan alfa-anti-tripsina) y factor de coagulación IX directamente a través de la leche, así como cabras que secretan anticuerpos monoclonales humanos. Para construir a estos animales transgénicos, se microinyectan huevos no fertilizados con genes diferentes que se integran aleatoriamente a los cromosomas del "huésped" en regiones no predecibles.
El mecanismo mediante el cual se integran los transgenes a los cromosomas aún se ignora. En nuestro laboratorio hemos usado la transgénesis para investigar las peculiaridades estructurales de las zonas de integración en el genoma.
Los genes se introducen a las células por medio de fagos (virus), y hemos demostrado que los sitios de integración están altamente enriquecidos con secuencias repetitivas inversas del gene incorporado al fago. Recientemente se ha probado en varios laboratorios un métodopara transferir genes dirigidos hacia un cierto blanco. Consiste en introducir los genes a las células del tronco embrionario y después inyectarlas a un blastocisto para obtener ratones quiméricos (en los que sólo algunas células portan el gene transferido). Después se cruzan los animales quiméricos y se obtienen ratones transformados con el gene dirigido en todas las células. Más de 400 líneas de ratones se han producido en esta forma, cada una con un gene dirigido. Estos ratones son muy útiles como modelos de enfermedades hereditarias.
La eficiencia de las biotecnologías basadas en la transgénesis puede mejorar significativamente al combinarlas con la manipulación a nivel embrionario, lo que aumentaría la variedad de especies transgénicas.
Uno de los métodos más eficientes de manipulación es la separación de los embriones para producir dos animales genéticamente idénticos a partir del mismo embrión.
Estamos aplicando este método a embriones de reses para producir gemelos monocigóticos a partir de embriones separados (Figura).
Como regla, en los experimentos de transgénesis se han usado genes individuales que controlan un rasgo específico de un tejido o de una etapa. Los genes domésticos ("housekeeping"), que son los que controlan los procesos metabólicos básicos, se han usado muy rara vez. Entre estos genes están los que controlan la síntesis de aminoácidos y que son de particular interés, ya que los animales carecen de genes y de sistemas bioquímicos para sintetizar los aminoácidos esenciales.
El desarrollo de
animales transgénicos que puedan sintetizar estos aminoácidos es muy atractiva. Además de lo que puede significar para la
investigación básica, estos animales podrían ser de alto valor biotecnológico,
ya que los aminoácidos que se encuentran en las proteínas del cereal tienen una
concentración molar más baja que la que se requiere para que los animales los
puedan utilizar eficientemente. Por esta razón, se complementa actualmente la
dieta de los animales con lisina y treonina producidas industrialmente (
Hemos iniciado un proyecto con el fin de transferir los genes de E. coli que codifican para treonina a animales de laboratorio (ratones) y de granja (cerdos). La biosíntesis de treonina está controlada por 5 genes que se expresan coordinadamente en E. coli.
La transferencia de este elaborado camino metabólico, por lo pronto, es imposible. Buscando superar las dificultades encontramos que, aunque existe el concepto generalizado de que los animales no poseen componentes del camino metabólico de la treonina, uno de los productos clave intermedios del sistema, la homoserina, sí existe en células humanas y animales.
Para convertir la homoserina en treonina sólo se necesitan dos enzimas, la homoserina quinasa y la treonina sintetasa, codificadas por los dos últimos genes del operón de treonina de E. coli.
Construimos plásmidos recombinantes que contienen estos genes y promotores eucariontes y los probamos en E. coli y en cultivos de células de mamífero, y demostramos que los genes sí están activos en estas células. Actualmente, estamos planeando experimentos para transferir estos genes a animales.
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