Revista

Biotecnología
La palabra "biotecnología" es el resultado de la unión de otras dos: "biología" y
"tecnología". Y es que la biotecnología es exactamente eso: tecnología biológica.
Si te paras a pensarlo, los seres vivos pueden ser considerados maquinarias
biológicas. Utilizamos maquinaria biológica en forma de moléculas para movernos,
obtener energía de lo que comemos, respirar, pensar... Pero ¿y si pudiéramos
utilizar esa maquinaria para resolver problemas de nuestra vida cotidiana?
La biotecnología consiste precisamente en la utilización de la maquinaria biológica
de otros seres vivos de forma que resulte en un beneficio para el ser humano, ya
sea porque se obtiene un producto valioso o porque se mejora un procedimiento
industrial. Mediante la biotecnología, los científicos buscan formas de aprovechar
la "tecnología biológica" de los seres vivos para generar alimentos más
saludables, mejores medicamentos, materiales más resistentes o menos
contaminantes, cultivos más productivos, fuentes de energía renovables e incluso
sistemas para eliminar la contaminación.
La Biotecnología está presente en la Medicina y en la Salud animal, participando
tanto en el diagnóstico como en el tratamiento de enfermedades. Con la
Biotecnología cambia el concepto de la Salud, dirigiéndonos hacia una medicina
cada vez más personalizada. Esto significa que podemos tener tratamientos

“hechos a medida” para nosotros, así nos curan de forma más eficaz. Cada vez
más medicamentos en nuestro hogar son de origen biotecnológico.
Pero ¿cuándo empezó la Biotecnología en la Medicina? A partir del
descubrimiento del ADN por Watson y Crick, se empezó a desarrollar lo que se
llama Biología Molecular, que ha permitido descubrir genes, determinar su función
en el organismo y estudiar su participación en el desarrollo de enfermedades. Así,
la secuenciación del Genoma Humano ha marcado un antes y un después en la
historia de la medicina al permitir el estudio de las bases genéticas de las
enfermedades (el 80% de las enfermedades adultas tienen una base genética con
influencia de factores ambientales y existen miles de genes relacionados con el
desarrollo de enfermedades). De hecho, la investigación de genes y proteínas
(genómica y proteómica), la ingeniería genética y sus aplicaciones han permitido
el desarrollo de nuevas herramientas que están revolucionando la prevención, el
diagnóstico, el tratamiento y la curación de enfermedades.
La biotecnología de la salud se aplica en la actualidad al diagnóstico molecular
para la detección de infecciones y enfermedades de origen genético. También se
utiliza para el desarrollo de nuevos fármacos, diseñando y produciendo nuevas
proteínas que pueden utilizarse para tratar un gran número de enfermedades
como infecciones, diabetes, enfermedades cardiovasculares e incluso el cáncer.

Dentro de este apartado va cobrando cada vez mayor importancia la denominada
“medicina personalizada” que consiste en el estudio de la respuesta de cada
paciente a los fármacos, basándose en su perfil genético.
TIPOS DE BIOTECNOLOGÍA
La biotecnología roja agrupa todos aquellos usos de la biotecnología
relacionados con la medicina. La biotecnología roja incluye la obtención de
vacunas y antibióticos, el desarrollo de nuevos fármacos, técnicas moleculares de
diagnóstico, las terapias re generativas y el desarrollo de la ingeniería genética
para curar enfermedades a través de la manipulación genética.
La biotecnología blanca engloba a todos aquellos usos de la biotecnología
relacionados con los procesos industriales. Por esta razón, la biotecnología blanca
es también conocida como biotecnología industrial. La biotecnología blanca presta
especial atención al diseño de procesos y productos que consuman menos
recursos que los tradicionales, haciéndolos energética mente más eficientes o
menos contaminantes.
La biotecnología gris está constituida por todas aquellas aplicaciones directas de
la biotecnología al medio ambiente. Podemos subdividir dichas aplicaciones en
dos grandes ramas de actividad: el mantenimiento de la biodiversidad y la
eliminación de contaminantes.
La biotecnología verde se centra en la agricultura como campo de explotación.
Las aproximaciones y usos biotecnológicos verdes incluyen la creación de nuevas
variedades de plantas de interés agropecuario, la producción de biofertilizantes y
biopesticidas, el cultivo in vitro y la clonación de vegetales.
La biotecnología azul se basa en la explotación de los recursos del mar para la
generación de productos y aplicaciones de interés industrial.

La ingeniería genética
Cuando los científicos comprendieron la estructura de los genes y cómo la
información que portaban se traducía en funciones o características, comenzaron
a buscar la forma de aislarlos, analizarlos, modificarlos y hasta de transferirlos de
un organismo a otro para conferirle una nueva característica. Justamente, de eso
se trata la ingeniería genética, un conjunto de metodologías que permite transferir
genes de un organismo a otro. Como consecuencia, la ingeniería genética sirve
para clonar fragmentos de ADN y para expresar genes (producir las proteínas para
las cuales estos genes codifican) en organismos diferentes al de origen. Así, es
posible no sólo obtener las proteínas recombinantes de interés sino también
mejorar cultivos y animales. Hasta el momento se ha utilizado la ingeniería
genética para producir, por ejemplo:
· Vacunas, como la de la hepatitis B
· Fármacos, como la insulina y la hormona del crecimiento humano
· Enzimas para disolver manchas, como las que se usan en los detergentes
en polvo
· Enzimas para la industria alimenticia, como las empleadas en la
elaboración del queso y en la obtención de jugos de fruta.
· Plantas resistentes a enfermedades y herbicidas.
El desarrollo de la ingeniería genética (también llamada metodología del ADN
recombinante) fue posible gracias al descubrimiento de las enzimas de restricción
y de los plásmidos. Las enzimas de restricción reconocen secuencias
determinadas en el ADN. De esta manera, conociendo la secuencia de un
fragmento de ADN es posible aislarlo del genoma original para insertarlo en otra
molécula de ADN. Hay muchas enzimas de restricción obtenidas a partir de
bacterias y que sirven como herramientas para la ingeniería genética. Las enzimas
de restricción reconocen secuencias de 4, 6 o más bases y cortan generando
extremos romos o extremos cohesivos. Estos extremos, generados en diferentes
moléculas de ADN, pueden sellarse con la enzima ADN ligasa y generar así una
molécula de ADN nueva, denominada recombinante.
Los plásmidos son moléculas de ADN circulares, originalmente aisladas de
bacterias y que pueden extraerse de las mismas e incorporarse a otras, a través
del proceso de transformación. Los plásmidos fueron modificados por los
investigadores para ser empleados como “vectores”. Así, el gen de interés puede
insertarse en el plásmido-vector e incorporarse a una nueva célula. Para
seleccionar las células (bacterias o células animales o vegetales) que recibieron el
plásmido, éste lleva, además del gen de interés (por ej., el gen de la insulina
humana), un gen marcador de selección (por. ej., de resistencia a un antibiótico),
que le otorga a la célula que lo lleva la capacidad de sobrevivir en un medio de
cultivo selectivo (medio con antibiótico, en este ejemplo). Las células que
sobreviven se dividen y generan colonias, formadas por bacterias idénticas. Estas

acterias se denominan recombinantes o genéticamente modificadas. El plásmido
recombinante puede aislarse de estas colonias y transferirse a otras células.
Por esta metodología es posible introducir genes de interés en todo tipo de
células, empleando los vectores y las técnicas propias de cada sistema. Podemos
entonces generalizar los pasos de la ingeniería genética de la siguiente manera:
1. Identificar un carácter deseable en el organismo de origen.
2. Encontrar el gen responsable del carácter deseado (gen de interés).
3. Combinar dicho gen con otros elementos necesarios (vector) para que éste
sea funcional en el organismo receptor.
4. Transferir el gen de interés, previamente introducido en el vector adecuado,
al organismo receptor.
5. Crecer y reproducir el organismo receptor, ahora modificado genéticamente.
Por ejemplo, para el caso de la transferencia de un gen insecticida de una bacteria
al maíz:
1. Identificar la característica “resistencia a insectos” en el organismo de origen,
la bacteria del suelo Bacillus thuringiensis.
2. Encontrar al gen que lleva las instrucciones para esta característica.
3. Combinar este gen con otros elementos genéticos para que sea funcional
ahora en una planta (ligarlo a un vector).
4. Transferir este gen a células de maíz (organismo receptor).
5. Identificar las células de maíz que recibieron el gen (células transformadas) y
regenerar, a partir de estas células, una planta adulta.

La Clonacion.
¿Qué es la clonación?
El término clonación describe una variedad de procesos que pueden usarse para
producir copias genéticamente idénticas de un ente biológico. El material copiado,
que tiene la misma composición genética que el original, se conoce como clon.
Los investigadores han clonado una gran variedad de materiales biológicos, entre
ellos genes, células, tejidos e incluso organismos enteros, tales como una oveja.
¿Se encuentran alguna vez los clones en la naturaleza?
Sí. En la naturaleza, algunas plantas y organismos unicelulares, tales como
las bacterias, producen descendientes genéticamente idénticos a través de un
proceso llamado reproducción asexual. En la reproducción asexual, un nuevo
individuo se genera de una copia de una sola célula del organismo progenitor.
Los clones naturales, también conocidos como gemelos idénticos, se presentan en
los seres humanos y en otros mamíferos. Estos gemelos se producen cuando un
óvulo fecundado se divide, creando dos o más embriones que llevan un ADN casi
idéntico. Los gemelos idénticos tienen casi la misma composición genética el uno
y el otro, pero son genéticamente distintos de cualquiera de los padres.
¿Cuáles son los tipos de clonación artificial?
Hay tres tipos distintos de clonación artificial: clonación génica, clonación
reproductiva y clonación terapéutica.

La clonación génica produce copias de genes o segmentos de ADN. La clonación
reproductiva produce copias de animales enteros. La clonación terapéutica
produce células madre embrionarias para experimentos dirigidos a crear tejidos
para reemplazar tejidos lesionados o afectados.
La clonación génica, también conocida como clonación de ADN, es un proceso
muy distinto de la clonación reproductiva y terapéutica. La clonación reproductiva y
terapéutica comparte muchas de las mismas técnicas, pero se llevan a cabo para
distintos fines.
¿Cómo se clonan los genes?
Los investigadores usan rutinariamente técnicas de clonación para producir copias
de genes que quieren estudiar. El procedimiento consiste en insertar un gen de un
organismo, a menudo denominado "ADN exógeno", en el material genético de un
portador denominado vector. Algunos ejemplos de vectores incluyen bacterias,
células de levadura, virus o plásmidos, que son pequeños círculos de ADN
transportados por bacterias. Una vez que se ha insertado el gen, el vector se pone
bajo condiciones de laboratorio que promueven su multiplicación, lo cual hace que
el gen se copie muchas veces.
¿Cómo se clonan los animales?
En la clonación reproductiva, los investigadores extraen una célula
somática madura, tal como una célula de la piel, de un animal que se desee
copiar. Luego, transfieren el ADN de la célula somática del animal donante a un
óvulo, u ovocito, al que se le ha extraído su propio núcleo que contiene ADN.
Los investigadores pueden incorporar el ADN de la célula somática al óvulo vacío
de dos maneras distintas. En el primer método, extraen el núcleo que contiene el
ADN de la célula somática con una aguja y lo inyectan en un óvulo vacío. En el
segundo método, usan una corriente eléctrica para unir la célula somática entera
al óvulo vacío.

En ambos procesos, se deja que el óvulo se desarrolle para convertirse en un
embrión en las primeras etapas en el tubo de ensayo, y luego se implanta en el
vientre de un animal hembra adulta.
Al final, la hembra adulta da a luz a un animal que tiene la misma composición
genética que el animal que donó la célula somática. A esta cría se le conoce como
clon. La clonación reproductiva podría requerir el uso de una madre sustituta para
hacer posible el desarrollo del embrión clonado, tal como fue el caso del más
famoso organismo clonado, la oveja Dolly.
¿Qué animales han sido clonados?
En los últimos 50 años, los científicos han realizado experimentos de clonación en
una gran variedad de animales usando una diversidad de técnicas. En 1979, los
investigadores produjeron los primeros ratones genéticamente idénticos al dividir
embriones murinos en el tubo de ensayo y luego al implantar los embriones
resultantes en los vientres de ratonas adultas. Poco tiempo después, los
investigadores produjeron las primeras vacas, ovejas y pollos genéticamente
idénticos al transferir el núcleo de una célula tomada de un embrión en las
primeras etapas a un óvulo al que se le había quitado su núcleo.
Sin embargo, no fue sino hasta 1996, que los investigadores tuvieron éxito en
clonar al primer mamífero de una célula (somática) madura tomada de un animal
adulto. Después de 276 intentos, investigadores escoceses finalmente produjeron
a Dolly, el cordero de una célula de la ubre de una oveja de seis años. Dos años
después, investigadores en Japón clonaron a ocho terneros de una sola vaca,
pero sólo sobrevivieron cuatro.
Además de ganado vacuno y ovejas, otros mamíferos que han sido clonados de
células somáticas incluyen: gato, venado, perro, caballo, mula, buey, conejo y rata.
Además, se ha clonado un macaco de la India mediante la división de un embrión.

¿Se han clonado seres humanos?
A pesar de varias afirmaciones de gran divulgación, la clonación de seres
humanos todavía parece ser ficción. Actualmente no hay pruebas científicas
sólidas de que alguien haya clonado embriones humanos.
En 1998, científicos en Corea del Sur afirmaron haber clonado exitosamente un
embrión humano, pero dijeron que el experimento había sido interrumpido en una
de las etapas iniciales cuando el clon era tan sólo un grupo de cuatro células. En
el 2002, Clonaid, parte de un grupo religioso que cree que los seres humanos
fueron creados por extraterrestres, dio una rueda de prensa para anunciar el
nacimiento de lo que afirmaban ser el primer ser humano clonado, una niña
llamada Eva. No obstante, a pesar de reiteradas solicitudes por parte de la
comunidad de investigación y los medios de comunicación, Clonaid nunca
presentó ninguna prueba para confirmar la existencia de este clon ni de los otros
12 clones humanos que supuestamente creó.
En el 2004, un grupo dirigido por Woo-Suk Hwang de la Seoul National
University en Corea del Sur publicó un artículo en la revista Science en el que
afirmaba haber creado un embrión humano clonado en un tubo de ensayo. Sin
embargo, posteriormente, un comité científico independiente no encontró ninguna
prueba para respaldar dicha afirmación y, en enero de 2006, la
revista Science anunció que el artículo de Hwang había sido retractado.
Desde una perspectiva técnica, la clonación de seres humanos y otros primates es
más difícil que la de otros mamíferos. Otro motivo es que las dos proteínas
esenciales para la división celular, conocidas como proteínas fusiformes, están
ubicadas muy próximas a los cromosomas en los óvulos primates. Por
consecuencia, la extracción del núcleo del óvulo para hacer espacio para el núcleo
del donante también elimina las proteínas fusiformes, interfiriendo así con la
división celular. En otros mamíferos, tales como gatos, conejos y ratones, las dos
proteínas fusiformes están extendidas por todo el óvulo. Por lo tanto, la extracción
del núcleo del óvulo no resulta en la pérdida de las proteínas fusiformes. Además,
algunos tintes y la luz ultravioleta utilizados para sacar el núcleo del óvulo pueden
dañar a la célula primate e impedir su desarrollo.

La Clonacion de la oveja “Dolly”.
Dolly la oveja, como primer mamífero en ser clonado de una célula adulta, es de
sobra el clon más famoso del mundo. No obstante, la clonación ha existido en la
naturaleza desde los albores de la vida. Desde las bacterias asexuales a las 'aves
vírgenes' en pulgones, los clones nos rodean y no son, en esencia, distintos de
otros organismos. Un clon posee la misma secuencia de ADN que su progenitor y,
por lo tanto, son genéticamente idénticos.
Antes de Dolly, ya se habían producido varios clones en el laboratorio,
incluidos sapos, ratones y vacas que se clonaron de una célula adulta. Este fue el
mayor logro científico ya que demostró que el ADN de células adultas, a pesar de
haberse especializado en un solo tipo de célula, puede usarse para crear un
organismo entero.
Cómo se clonó Dolly
La clonación animal a partir de una célula adulta es mucho más difícil que de una
célula embrionaria. Así pues, cuando los investigadores del Instituto Roslin de
Escocia crearon a Dolly, único cordero nacido después de 277 intentos, fue una
notícia de gran importancia en todo el mundo.
Para fabricar a Dolly, los investigadores usaron una célula de ubre de una oveja
blanca de la raza Finn Dorset de seis años de edad. Tuvieron que encontrar un
modo de 'reprogramar' las células de ubre para mantenerlas vivas sin que
crecieran. Lo consiguieron alterando su medio de crecimiento (la 'sopa' en la que
las células se mantenían vivas). Entonces inyectaron la célula en un óvulo no
fecundado al cual se le había eliminado el núcleo, e hicieron que las células se
fusionaran mediante pulsos eléctricos. El óvulo no fertilizado provino de una oveja
hembra escocesa de cara negra. Cuando el equipo de investigación consiguió que
se fusionaran el núcleo de la oveja blanca adulta con el óvulo de la oveja de cara
negra, tuvieron que asegurarse que la célula resultante se desarrollaría como
embrión. Realizaron un cultivo de esta célula durante seis o siete días para ver si
se dividía y desarrollaba con normalidad, antes de implantarla a una madre de
alquiler, otra oveja hembra escocesa de cara negra. Dolly salió con la cara blanca.
De 277 fusiones celulares, se desarrollaron 29 embriones tempranos que se
implantaron a 13 madres de alquiler, pero solamente un embarazo llegó a término
y el cordero de raza Finn Dorset 6LLS de 6.6 kg (alias Dolly) nació después de
148 días.

¿Qué le pasó a Dolly?
Dolly vivió una existencia llena de mimos en el Instituto Roslin. Se apareó y
produjo crías normales de forma natural. De este modo se demostró que este tipo
de animales clonados pueden reproducirse. Nació el 5 de julio de 1996 y se le
practicó la eutanasia el 14 de febrero de 2003, a la edad de seis años y medio.
Las ovejas pueden vivir hasta la edad de 11 o 12 años, pero Dolly sufría artritis en
una articulación de una pata trasera y adenomatosis pulmonar ovejuna, un virus
que induce la aparición de tumor pulmonar y que es frecuente en ovejas criadas
en el exterior.
El ADN del núcleo se empaqueta en forma de cromosomas, que se acortan cada
vez que la célula se replica. Esto significa que los cromosomas de Dolly eran un
poco más pequeños que los de otras ovejas de su edad y su envejecimiento
temprano podría explicarse por el hecho de que se desarrolló del núcleo de una
oveja de 6 años de edad. Dolly tampoco era del todo idéntica a su madre genética
porque las mitocondrias, que son las plantas de producción de energía que se
mantienen fuera del núcleo, las heredó de la madre donadora de óvulos.
¿Por qué clonar una oveja?
La oveja Dolly se creó en el Instituto Roslin como parte de una investigación para
producir medicamentos en la leche de animales de granja. Los investigadores han
conseguido transferir genes humanos que producen proteínas útiles en ovejas y
vacas, de forma que puedan producir, por ejemplo, el agente anticoagulante IX
para tratar la hemofilia o la alfa-1-antitripsina para tratar la fibrosis quística y otras
enfermedades pulmonares. Insertar estos genes en el interior de animales es un
proceso difícil y laborioso; la clonación permite a los investigadores realizarlo
únicamente una vez y clonar el animal transgénico resultante, para desarrollar
crías de reserva.

El desarrollo de la tecnología de la clonación desencadenó nuevas formas de
producir medicamentos y está mejorando nuestra comprensión del desarrollo y la
genética.
Desde Dolly
Desde 1996, cuando Dolly nació, otras ovejas han sido clonadas a partir de
células adultas para producir gatos, conejos, cavallos, burros, cerdos, cabras y
vacas. En el año 2004 se clonó un ratón usando el núcleo de una neurona olfativa,
lo que demostró que el núcleo del donador puede provenir de cualquier tejido del
cuerpo que habitualmente no se divida.
El perfeccionamiento de esta técnica ha significado que la clonación de animales
está resultando más barata y más fiable. Esto ha creado un mercado de servicios
comerciales que ofrecen animales domesticos clonados o cría de ganado de élite,
pero todavía llevan una etiqueta de precio que indica 100.000 dólares.
Los avances realizados a través de la clonación de animales ha permitido el
desarrollo de un posible nuevo tratamiento para prevenir las enfermedades
mitocondriales en humanos que se transmiten de la madre al bebé. Alrededor de 1
entre 6.000 personas nace con mitocondrias defectuosas, lo que puede llevar al
desarrollo de enfermedades como la distrofia muscular. Para prevenir esto, el
material genético del embrión se extrae y se coloca en un óvulo donado por otra
mujer que contiene mitocondrias funcionales. Se trata del mismo proceso que se
usa para la clonación de células embrionarias en animales. Sin esta intervención,
existe la seguridad de que las mitocondrias defectuosas pasarán a la siguiente
generación.
En la actualidad no está permitido el uso de este tratamiento en humanos. No
obstante, el Human Fertilization & Embriology Authority del Reino Unido ha
informado que existe apoyo público generalizado para que se legalize la terapia y
hacerla así disponible para los pacientes.