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Cuaderno Nº 2  

Los organismos genéticamente modificados o transgénicos
 

¿Qué son los organismos genéticamente modificados (OGM) o transgénicos?

Un organismo genéticamente modificado (OGM) es aquella planta, animal, hongo o bacteria a la que se le ha agregado por ingeniería genética uno o unos pocos genes con el fin de producir proteínas de interés industrial o bien mejorar ciertos rasgos, como la resistencia a plagas, la calidad nutricional, la tolerancia a heladas, entre otras características.
Aunque comúnmente el término más nombrado es “alimento transgénico” para referirse a aquel que proviene de cultivos vegetales modificados genéticamente, es importante recalcar que también se emplean enzimas y aditivos obtenidos de microorganismos transgénicos en la elaboración y procesamiento de muchos de los alimentos que ingerimos.

Los cultivos transgénicos

Una de las principales aplicaciones de la ingeniería genética en la actualidad es incorporar nuevos genes a las plantas con el fin de mejorar los cultivos. El empleo de la ingeniería genética o transgénesis en el mejoramiento vegetal es lo que se denomina agrobiotecnología o biotecnología vegetal. Sus objetivos consisten en aumentar la productividad de los cultivos contribuyendo a una agricultura sustentable, que utiliza los recursos respetando al medio ambiente y pensando en las generaciones futuras. También la agrobiotecnología se propone mejorar los alimentos que derivan de los cultivos vegetales, eliminando sustancias tóxicas o alergénicas, modificando la proporción de sus componentes para lograr alimentos más saludables o aumentando su contenido nutricional. Otra aplicación de la biotecnología vegetal es el empleo de las plantas como bioreactores o fábricas para la producción de medicamentos, anticuerpos, vacunas, biopolímeros y biocombustibles.

Los animales transgénicos

Un animal transgénico es un animal genéticamente modificado, que tiene un gen o grupo de genes que no le pertenecen con el fin de producir algo de interés.
El genoma de los animales se puede modificar:

Insertando genes de la misma especie o de una especie diferente (por ejemplo para que una vaca produzca en su leche la hormona de crecimiento humana).
Alterando ciertos genes presentes en el animal de manera que esta modificación se transmita a la descendencia. En general esta estrategia se emplea para conocer la función de ese gen.

Los ratones fueron los primeros animales transgénicos que se obtuvieron en la década del ’80, paralelamente con el advenimiento de la ingeniería genética. El primer ratón transgénico, publicado en la revista científica Nature en 1982, produce la hormona de crecimiento de rata por lo cual se ve bastante más grande que el ratón que no la tiene. El ratón transgénico produce mucha más hormona de crecimiento que el ratón salvaje.
Este experimento constituyó una revolución porque mostraba que un gen de una especie puede introducirse en otra especie diferente, integrarse al genoma y expresarse.
Los ratones transgénicos se utilizan fundamentalmente:

Como herramientas de laboratorio para estudiar los genes, su función y cómo se regula su expresión, si se cambia el lugar o el tiempo de expresión de ese gen.
Como modelos de enfermedades para el desarrollo de drogas y estrategias de tratamiento.

Otros animales transgénicos

Hoy es posible obtener otros animales transgénicos, además de roedores. Los animales más grandes, como ovejas, cabras, cerdos y vacas pueden modificarse genéticamente gracias al desarrollo de las técnicas de clonación.
Los animales transgénicos se obtienen con los siguientes fines:

Ayudar a los investigadores a identificar, aislar y caracterizar los genes y así entender cómo funcionan.
Como modelos de enfermedades que afectan al hombre y así poder desarrollar nuevas drogas y nuevas estrategias de tratamiento.
Como fuente de tejidos y órganos para transplantes en humanos.
Para mejoramiento del ganado y otros animales de importancia económica.
Para producir leche con mayor valor nutricional o que contenga proteínas de importancia farmacéutica.

Ejemplos de animales transgénicos desarrollados en Argentina y en el mundo

Tracy fue la primera oveja transgénica del mundo, y vivió entre 1991 y 1998. Producía alfa-1-antitripsina en la leche que sirve para curar una enfermedad.
Mansa es una ternera argentina que nació en 2002 en Argentina. Es la primera ternera clonada y transgénica. Produce la hormona de crecimiento humana en la leche.
La Dinastía Patagonia son vacas transgénicas que producen en su leche insulina y la Dinastía Porteña son vacas que producen hormona de crecimiento bovina (bGH). Otro logro argentino lo constituye el trabajo realizado por el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) y la Universidad Nacional de San Martín (UNSAM). Los investigadores desarrollaron a Rosita ISA, el primer bovino clonado con genes humanos que codifican dos proteínas presentes en la leche materna, de gran importancia para la nutrición de los lactantes: lactoferrina y la lisozima.

La obtención de productos en la leche de animales transgénicos es particularmente interesante para proteínas que se requieren en gran cantidad o que son muy complejas. La producción en leche permite, además, una purificación relativamente simple de la proteína de interés.
Recientemente se publicó en la revista Nature Biotechnology un artículo que da cuenta de un nuevo OGM que está en proceso de desarrollo. Se trata de vacas transgénicas que producirían más cantidad de la proteína caseína en la leche. Esto permitiría fabricar más queso con el mismo volumen de leche y más rápido porque el tiempo de coagulación sería menor. 


Microorganismos recombinantes

Los productos de la biotecnología se aplican hoy a un gran número de industrias entre las que cabe mencionar no sólo la alimenticia, sino también la farmacéutica, textil, del papel, de detergentes, etc. Antes del advenimiento de la ingeniería genética ya se obtenían diversos productos derivados de bacterias, levaduras y hongos filamentosos. La incorporación de la ingeniería genética permitió optimizar la eficiencia del proceso de producción y/o la calidad del producto. Por un lado, fue posible modificar el control de vías metabólicas, por ejemplo para la sobreproducción de algún producto y, por otro, permitió fabricar proteínas bajo la forma de proteínas recombinantes.
Las ventajas que presenta la producción de una proteína bajo la forma de proteína recombinante son:

Permite obtener a partir de un microorganismo, cultivo de células, planta o animal una proteína completamente ajena, tal es el caso de la producción de insulina en bacterias, anticuerpos humanos en plantas y vacunas en levaduras.
Se obtienen grandes cantidades del producto, fácil de purificar y más barato, en comparación con el purificado a partir de su fuente natural (en el caso de la insulina, se obtenía a partir de páncreas de animales).
Se obtienen productos libres de patógenos y otros riesgos potenciales. Esto es particularmente importante en el caso de los productos farmacéuticos, para evitar la transmisión de enfermedades.
Pueden producirse proteínas que no existen en la naturaleza, útiles en el diagnóstico y tratamiento de algunas enfermedades.

Proteínas recombinantes empleadas en la industria farmacéutica y en la industria alimenticia.

La industria farmacéutica ha optado por el camino de la ingeniería genética o metodología del ADN recombinante. Mediante esta metodología es posible obtener enormes cantidades de una proteína, aislada de todos los componentes celulares del organismo de origen. Esto se consigue por introducción y expresión del gen de interés en un organismo hospedador
fácil de cultivar. Este organismo se denomina entonces “organismo genéticamente modificado” o “transgénico” y la proteína obtenida, “proteína recombinante”. Actualmente los organismos empleados con este fin son microorganismos (bacterias y levaduras) y células de mamífero cultivadas in vitro, pero también es posible fabricar proteínas recombinantes en plantas y en la leche de animales como vacas y cabras.
La primera proteína recombinante aprobada como medicamento fue la insulina, en 1982, para el tratamiento de pacientes con diabetes melitus. Hasta ese entonces los pacientes debían inyectarse insulina extraída del páncreas de vacas o cerdos; hoy varios laboratorios farmacéuticos producen insulina humana, tanto a partir de bacterias como a partir de levaduras, y sin ningún riesgo para la salud. Los antígenos y los anticuerpos también pueden producirse como proteínas recombinantes, y son empleados en la confección de kits o sistemas de diagnóstico de diversas enfermedades.
La tabla muestra la gran cantidad de proteínas recombinantes que hoy se comercializan y emplean como fármacos en humanos.

PRODUCTO

INDICACIÓN TERAPÉUTICA

Factores de coagulación

Hemofilia

Insulina

Diabetes mellitus

Hormona de crecimiento

Deficiencia de la hormona en niños

Eritropoyetina (EPO)

Anemia

Interferón alfa

Hepatitis B y C, cáncer

Vacuna anti-hepatitis B

Inmunización contra hepatitis B

Anticuerpos monoclonales recombinantes

Asma, artritis reumatoidea

Proteína C

Sepsis severa

Beta-glucocerebrosidasa

Enfermedad de Gaucher

DNAsa

Fibrosis quística


La siguiente tabla resume algunas enzimas producidas como proteínas recombinantes en bacterias y en hongos genéticamente modificados, y que actualmente se usan en la industria alimenticia:

ENZIMAS

APLICACIÓN (elaboración de....)

Alfa-amilasa

Pan, bebidas, almidón

Aminopepetidasa

Queso, lácteos, sabores

Fosfolipasa

Pan, grasas

Glucosa isomerasa

Almidón

Hemicelulosa

Pan, almidón

Lactasa

Lácteos

Lipasa

Grasas, quesos, sabores, pan

Pectinasa

Bebidas, derivados de frutas

Proteasa

Queso, pan, bebidas, derivados de carne y pescado

Quimosina

Queso

Xilanasa

Bebidas, almidón, pan


 
 

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