Fundamentos de la Genética Moderna: ADN, Ingeniería Genética y el Proyecto Genoma Humano
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Introducción a la Revolución Genética
James Watson y Francis Crick descubrieron el inicio de la revolución genética o del ADN. Veinticinco años más tarde, los genes se podían manipular gracias a la ingeniería genética.
El Mayor Descubrimiento Biológico: La Doble Hélice de ADN
La doble hélice de ADN está formada por dos cadenas unidas que tienen la forma de muelle (helicoidal).
La Estructura Molecular del ADN
La clave está en la base: Las moléculas de ADN están formadas por la repetición de cuatro subunidades básicas, denominadas nucleótidos (adenina, timina, citosina, guanina). Ambas cadenas deben ser complementarias. Si las dos cadenas se separan, cada cadena sirve de molde para fabricar una nueva. Watson y Crick se dieron cuenta de que lo único que diferenciaba la información genética es la secuencia.
Ingeniería Genética y Organismos Transgénicos (OGM)
La ingeniería genética agrupa el conjunto de técnicas utilizadas por los biólogos, lo que significa que la molécula de ADN puede ser modificada. Los organismos transgénicos permiten modificar el genoma, convirtiéndolo en un organismo modificado.
- Planta transgénica: Maíz Bt.
- Animal transgénico: Salmón.
- Microorganismo Genéticamente Modificado (MGM): Producción de insulina humana.
Obtención de Organismos Transgénicos: Etapas
- Primera etapa (Transformación): Se introduce el gen deseado en el genoma que se desea modificar.
- Segunda etapa (Regeneración): Se obtiene una planta o animal a partir de la célula que se ha modificado.
Proceso Detallado de Modificación Genética
- Se extrae todo el ADN.
- Se localiza el gen y se extrae.
- Se clona el gen.
- Se modifica el gen exógeno.
- Se introduce el transgén.
- Se comprueba que se ha incorporado el transgén.
Aplicaciones y Riesgos de los Organismos Modificados Genéticamente (OMG)
La utilización de seres vivos con fines comerciales se llama biotecnología. Sus aplicaciones abarcan diferentes áreas:
- Industria alimentaria: Obtención de alimentos con características especiales.
- Industria farmacéutica: Producción de fármacos o vacunas.
- Agricultura y ganadería: Mejora de caracteres agronómicos.
- Medio ambiente: Eliminación de residuos tóxicos con plantas capaces de resistir la presencia de sustancias tóxicas.
- Investigación médica: Obtención de órganos para trasplantes.
El Proyecto Genoma Humano (PGH) y la Genómica
La genómica nació gracias a que los científicos comenzaron a utilizar la tecnología del ADN recombinante para el estudio de genomas completos. La historia del PGH empezó en 1990, liderado por organismos públicos de los EE. UU.
Objetivos del PGH
- Identificar cuáles son los genes existentes y determinar en qué cromosoma y en qué lugar de él se localiza cada uno de ellos.
- Determinar la secuencia exacta de nucleótidos de cada gen.
Su meta inicial era alcanzar la primera etapa, “el borrador”, en el año 2000 y que estuviera acabada en 2005. La finalización se anunció públicamente el 26 de junio de 2000 por Bill Clinton y el primer ministro británico, incluyendo el 99% de sus nucleótidos.
Características del Genoma Humano (Según el PGH)
- Contiene 3200 millones de pares de bases.
- Solo el 2% del genoma contiene genes; un porcentaje alto está formado por el denominado “ADN basura”.
- Es casi el mismo para todas las personas.
- Contiene unos 25.000 genes y se desconoce la función de casi la mitad de ellos.
Terapia Génica: El Uso de Genes en Medicina
La terapia génica es el empleo de genes en la curación o el alivio de enfermedades tanto heredadas como adquiridas. Este tratamiento busca corregir la causa de la enfermedad.
Proceso de la Terapia Génica
- Se extrae la célula del paciente.
- Se modifica un virus en el laboratorio de manera que no se pueda reproducir (vector viral).
- Se inserta un gen terapéutico en el virus.
- Se ponen en contacto las células del paciente con el virus modificado.
- Se produce la modificación genética de las células.
- Estas células modificadas se inyectan al paciente, produciendo la proteína deseada.