Ingeniería genética , la manipulación, modificación y recombinación artificial de ADN u otras moléculas de ácido nucleico para modificar un organismo o población de organismos.
ingeniería genética Un salmón modificado genéticamente (arriba) y un salmón natural de la misma edad (abajo). La capacidad de diseñar y editar con precisión los genomas de los animales, aunque potencialmente beneficiosa, ha planteado cuestiones éticas. Paul Darrow — The New York Times / Redux
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El termino Ingeniería genética inicialmente se refirió a diversas técnicas utilizadas para la modificación o manipulación de organismos a través de los procesos de herencia y reproducción . Como tal, el término abarcaba tanto la selección artificial como todas las intervenciones de las técnicas biomédicas, entre ellas la inseminación artificial, fertilización in vitro (por ejemplo, bebés probeta), clonación y manipulación genética. En la última parte del siglo XX, sin embargo, el término llegó a referirse más específicamente a los métodos de tecnologia de ADN recombinante (o clonación de genes), en la que las moléculas de ADN de dos o más fuentes se combinan dentro de las células o in vitro y luego se insertan en organismos hospedadores en los que pueden propagar .
La posibilidad de la tecnología del ADN recombinante surgió con el descubrimiento de enzimas de restricción en 1968 por el microbiólogo suizo Werner Arber. Al año siguiente, el microbiólogo estadounidense Hamilton O. Smith purificó las llamadas enzimas de restricción de tipo II, que resultaron esenciales para la ingeniería genética por su capacidad para adherirse un sitio específico dentro del ADN (a diferencia de las enzimas de restricción de tipo I, que escinden el ADN en sitios aleatorios). Basándose en el trabajo de Smith, el biólogo molecular estadounidense Daniel Nathans ayudó a promover la técnica de la recombinación del ADN en 1970-71 y demostró que las enzimas de tipo II podrían ser útiles en estudios genéticos. La ingeniería genética basada en la recombinación fue iniciada en 1973 por los bioquímicos estadounidenses Stanley N. Cohen y Herbert W. Boyer, quienes fueron de los primeros en cortar el ADN en fragmentos, volver a unir diferentes fragmentos e insertar los nuevos genes en E. coli bacterias, que luego se reprodujeron.
La mayor parte de la tecnología de ADN recombinante implica la inserción de genes extraños en los plásmidos de cepas de bacterias comunes de laboratorio. Los plásmidos son pequeños anillos de ADN; no son parte de la bacteria cromosoma (el principal depósito de información genética del organismo). No obstante, son capaces de dirigir la síntesis de proteínas y, al igual que el ADN cromosómico, se reproducen y transmiten a la progenie de la bacteria. Por lo tanto, al incorporar ADN extraño (por ejemplo, un gen de mamífero) en una bacteria, los investigadores pueden obtener un número casi ilimitado de copias del gen insertado. Además, si el gen insertado está operativo (es decir, si dirige la síntesis de proteínas), la bacteria modificada producirá la proteína especificada por el ADN extraño.
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Una generación posterior de técnicas de ingeniería genética que surgió a principios del siglo XXI se centró en la edición de genes. La edición de genes, basada en una tecnología conocida como CRISPR-Cas9, permite a los investigadores personalizar la secuencia genética de un organismo vivo realizando cambios muy específicos en su ADN. La edición de genes tiene una amplia gama de aplicaciones, y se utiliza para la modificación genética de plantas de cultivo y ganado y de organismos modelo de laboratorio (por ejemplo, ratones). La corrección de errores genéticos asociados con enfermedades en animales sugiere que la edición de genes tiene aplicaciones potenciales en terapia génica para humanos.
La ingeniería genética ha avanzado en la comprensión de muchos aspectos teóricos y prácticos de la función y organización de los genes. Mediante técnicas de ADN recombinante, se han creado bacterias que son capaces de sintetizar humanos insulina , hormona del crecimiento humano, interferón alfa, un hepatitis B vacuna y otras sustancias de utilidad médica. Las plantas pueden ajustarse genéticamente para permitirles fijar nitrógeno, y las enfermedades genéticas posiblemente pueden corregirse reemplazando genes disfuncionales con genes que funcionan normalmente. No obstante, se ha prestado especial atención a esos logros por temor a que puedan dar lugar a la introducción de rasgos desfavorables y posiblemente peligrosos en microorganismos que anteriormente estaban libres de ellos, por ejemplo, resistencia a los antibióticos, producción de toxinas o tendencia a causar enfermedades. . Asimismo, la aplicación de la edición de genes en humanos ha planteado ético preocupaciones, particularmente con respecto a su uso potencial para alterar rasgos como la inteligencia y la belleza.
maíz transgénico (maíz) Maíz transgénico (maíz). S74 / Shutterstock.com
En 1980, los nuevos microorganismos creados mediante la investigación del ADN recombinante se consideraron patentables, y en 1986 el Departamento de Agricultura de EE. UU. Aprobó la venta del primer organismo vivo genéticamente alterado: un virus, utilizado como vacuna contra la pseudorrabia, del que se había cortado un solo gen. . Desde entonces, se han otorgado varios cientos de patentes para bacterias y plantas genéticamente alteradas. Sin embargo, las patentes sobre organismos transgénicos y modificados genéticamente, en particular cultivos y otros alimentos, contencioso problema, y permanecieron así en la primera parte del siglo XXI.
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