Fundamentos y Aplicaciones de la Biotecnología Moderna: Genómica, Ingeniería Genética y Bioética

El Proyecto Genoma Humano (PGH) y sus Hallazgos Clave

Entre 1986 y 1990, el Proyecto Genoma Humano (PGH) se centró en varios objetivos fundamentales:

• Localizar y situar en los cromosomas los genes que provocan enfermedades hereditarias.
• Determinar la secuencia de nucleótidos de los genes.
• Averiguar la función de los genes mediante la comparación con genes ya conocidos.
• Determinar las proteínas que codifican los genes y averiguar su papel en las enfermedades.

Descubrimientos y Datos Relevantes

• El 90% del genoma fue descifrado en el año 2001.
• El número de genes es de aproximadamente 30.000, una cifra significativamente menor a las estimaciones iniciales (que calculaban tres veces más).
• Compartimos genes con las bacterias.
• La diferencia genética entre personas es mínima: compartimos el 99.99% del genoma, independientemente de las características individuales.
• En 2003, se descifró el 99% del genoma con una precisión del 99.99%.
• El conocimiento del genoma permite elaborar informes genéticos individuales.

Aplicaciones de la Biotecnología

Aplicaciones en la Agricultura

La ingeniería genética aplicada a la agricultura busca mejorar las características de los cultivos y su rendimiento:

• Retraso en la maduración del fruto, lo que facilita su transporte y comercialización.
• Capacidad de asimilar nitrógeno atmosférico (evitando la necesidad de nitratos y mejorando la síntesis de proteínas).
• Desarrollo de resistencia (R.) a:
  • Herbicidas.
  • Ataque de insectos.
  • Enfermedades (especialmente las causadas por virus).
• Producción de sustancias extrañas (biopharming), como:
  • Anticuerpos.
  • Moléculas plásticas.
  • Interferón.

Aplicaciones en la Zootecnia (Animal)

Se centra en la mejora de especies animales, especialmente peces y vertebrados, y la producción de hormonas:

Peces Transgénicos (Vertebrados de Fecundación Externa)

• Carpas transgénicas: Crecen deprisa para su rápida comercialización. Se introduce en el óvulo fecundado el gen de la hormona del crecimiento de la trucha arcoíris.
• Salmón: Crece hasta 10 veces su tamaño y resiste bajas temperaturas. Se introduce el gen de un pez ártico.

Producción de Hormonas en Vertebrados

Se aísla el gen que produce la hormona del crecimiento de la vaca y se introduce en los plásmidos de bacterias. Las bacterias se cultivan y producen la hormona, que luego se inyecta en las vacas para aumentar la producción de leche.

Aplicaciones Industriales

La biotecnología industrial utiliza microorganismos para la producción a gran escala de compuestos útiles:

h4>Productos Bioindustriales

• Aminoácidos: Utilizados como aditivos de sabor, suplementos nutricionales y en cosmética.
• Enzimas: Producidas por bacterias. Se usan como aditivos en detergentes, como proteína cuajo para quesos y como sustancias espesantes.
• Plásticos Biodegradables: Producidos por bacterias, inicialmente para uso en medicina. Actualmente se busca transferir esta capacidad a plantas para abaratar costes.
• Adhesivos Biológicos: Se aísla el gen de la proteína adhesiva del mejillón y se introduce en microorganismos para producir adhesivos médicos.
• Caucho: Se introducen genes de la Hevea (árbol del caucho) en microorganismos.
• Fibras Especiales: Producción de proteínas de araña para crear fibras de alta resistencia.

Aplicaciones en el Medio Ambiente (Biorremediación)

La biotecnología ofrece soluciones para la limpieza y restauración ambiental:

• Fitorremediación: Obtención de vegetales que absorben metales pesados del suelo. Posteriormente, el metal se extrae de las plantas.
• Eliminación de Nitratos: Uso de bacterias que eliminan el exceso de nitratos del agua, previniendo la proliferación de algas y otras bacterias que consumen oxígeno (O₂).
• Degradación de Hidrocarburos: Cepas de bacterias especializadas que degradan los hidrocarburos del petróleo.

Técnicas de Reproducción Asistida y Clonación

Técnicas de Reproducción Asistida

• Inseminación Artificial (INSEMIN ARTI)
• Fecundación In Vitro
• Microinyección Espermática (Microinyec Espermá)
• Transferencia de blastocitos

Consideraciones Éticas en la Investigación Embrionaria

Las opciones éticas relacionadas con la investigación y el destino de los embriones incluyen:

• Usar para investigación.
• Destruir.
• Adopción prenatal.

Tipos de Clonación

La clonación se clasifica según el método y el objetivo:

• Clonación por Gemelación (división de embriones).
• Clonación por Transferencia Nuclear (introducción de un núcleo somático en un óvulo enucleado).
• Clonación por Gemelación y Transferencia Nuclear (combinación de técnicas).

Aplicaciones de la Clonación

Las aplicaciones de la clonación se extienden a diversos campos:

• Medicina.
• Ganadería.
• Conservación de especies.

Clonación Humana

• Clonación humana reproductiva (prohibida en la mayoría de los países).
• Clonación humana no reproductiva o terapéutica (orientada a la obtención de células madre).

Bioética

El estudio de las implicaciones éticas de la biotecnología se divide en:

• Bioética General.
• Bioética Especial.