Pòsters digitals sobre enginyeria genètica

En aquest post veureu un accés directe als pòsters que heu elaborat sobre enginyeria genètica:

Espero que us semblin interessants. Podeu fer comentaris sobre les tasques que han fet els vostres companys.

Biotecnologia i enginyeria genètica

Què és la biotecnologia?
La biotecnologia són les disciplines o ciències que tenen per estudi els éssers vius o les seves parts per tal d'obtenir productes i/o beneficis per a la salut, l'agricultura, l'alimentació, la indústria o el medi ambient. Implica una gran quantitat de disciplines diferents que estan interconnectades entre sí amb aquests objectius comuns.

Els humans hem fet ús de la biotecnologia des que vam començar a cultivar i a fabricar els nostres aliments: El procés de fermentació del iogurt, el pa o la cervesa; la selecció artificial de plantes per al cultiu o els entrecreuaments entre individus d'una espècie per tal d'aconseguir determinades característiques interessants són fets biotecnològics desenvolupats pels humans des de fa milers d'anys.
Grans avenços tecnològics que han salvat milers de vides com el descobriment de la penicil·lina i la seva producció industrial suposen l'inici de la biotecnologia moderna. Però el veritable avenç va ser el descobriment del DNA i el desenvolupament de tècniques que permeten manipular-lo i obtenir així organismes amb les característiques que més ens interessen.

Aplicacions de la biotecnologia

• Sanitari i farmacèutic: L'obtenció de fàrmacs, com la insulina, vacunes i el disseny de teràpies per tractar malalties d'origen genètic serien algunes de les possibles aplicacions de la biotecnologia en aquest camp. Les teràpies gèniques tenen aplicació en aquest camp.
• Agrícola: Desenvolupament de conreus més resistents i més ben adaptats a condicions adverses i desenvolupament de tècniques que permeten una agricultura més eficient, segura i sostenible. El desenvolupament d'organismes transgènics tindrien aplicació en el desenvolupament de llavors resistents al canvi climàtic que poguessin pal·liar la falta d'aliments en un futur. 
• Veterinari: Desenvolupament d'ingredients i additius nous per a la producció animal. Millora de proves diagnòstiques de malalties i disseny de vacunes. Aplicacions de la clonació com a tècnica per a la millora de la productivitat i la producció de medicaments per a l'ús humà mitjançant l'ús d'animals com a biofactories.
• Industrial: Obtenció de microorganimes i enzims per a processos industrials. Desenvolupament de biocombustibles i altres productes renovables (bioplàstics). 
• Alimentació: Desenvolupament de tècniques per a millorar la producció, la qualitat, la seguretat i les propietats nutricionals dels aliments.
• Medi ambient: Desenvolupament de tecnologies biològiques per a la neteja i depuració d'aigües residuals, eliminació de contaminants del sòl, eliminació del petroli en cas de marees negres, eliminació de metalls pesants...

Tècniques d'enginyeria genètica

• DNA recombinant (o barreja de dos DNA d'origen diferent): La tècnica de DNA recombinant va ser desenvolupada durant els anys 70 del segle passat i es basa a grans trets en els següents pasos:
• Localització del fragment (gen) de DNA que ens interessa.
• Ús d'enzims de restricció per tallar aquest gen i extreure'l de la cèl·lula.
• Inserció del gen en un plasmidi d'origen bacterià (o víric) que prèviament s'ha extret d'una cèl·lula bacteriana i s'ha modificat, també amb enzims de restricció, per tal d'incorporar el gen que ens interessa dins la seva seqüència.
• Inserció del plasmidi modificat genèticament dins d'una cèl·lula bacteriana que actuarà com a vector del DNA.
• Inducció a la reproducció massiva d'aquest bacteri modificat genèticament.
• Els bacteris modificats produiran de forma massiva, mitjançant processos de transcripció i traducció, la proteïna codificada pel gen introduït de manera que només cal recol·lectar-la, purificar-la i comercialitzar-la.

El procés de fabricació de la insulina que veiem en la imatge anterior, segueix un procediment de DNA recombinant. Abans que es desenvolupés aquesta tècnica tota la insulina que es necessitava per a les persones amb diabetis s'havia d'extreure del pàncrees dels porcs, cosa que suposava la mort de desenes de caps de bestiar i abundants reaccions al·lèrgiques degut a la introducció dins del cos d'un producte estrany.

• PCR: Aquesta tècnica, que forma part de les tècniques de DNA recombinant) permet multiplicar (ampliar) la quantitat de DNA present en una cèl·lula utilitzant el DNA polimerasa. És a dir, obtenim moltes còpies de DNA en molt poc temps.
• OGM: Les tècniques de DNA recombinant permeten produir organismes genèticament modificats. La idea és introduir un gen o grup de gens que donen lloc a una característica que ens interessa en un altre organisme per tal que aquest desenvolupi aquesta característica. Aquesta tècnica funciona de forma similar a la del DNA recombinant:
• Localitzem i seleccionem el fragment de DNA que ens interessa.
• Mitjançant enzims de restricció el tallem i l'incorporem al plasmidi d'una cèl·lula bacteriana i actuarà com a vector del DNA.
• Produïm de forma massiva el bacteri modificat i deixem que aquest bacteri infecti cèl·lules de l'organisme a modificar (generalment cèl·lules vegetals)
• Es conreen aquestes cèl·lules al laboratori fins a obtenir una planta que es pugui trasplantar. Totes les cèl·lules de la planta tindran aquesta modificació genètica.

Aquesta tècnica s'utilitza per a la obtenció d'organismes transgènics, és a dir organismes vegetals amb determinades qualitats com resistents a plagues, herbicides o condicions climàtiques extremes, com també la producció d'aliments amb qualitats nutricionals determinades. Evidentment, si volem que tot l'organisme tingui aquesta característica haurem de fer la modificació en embrions.

• Teràpia gènica: Les teràpies gèniques consisteixen en l'aplicació del DNA recombinant per tal de combatre malalties. El procés és també molt senzill:
• Extraiem una cèl·lula malalta de l'individu adult.
• Modifiquem el DNA per corregir el problema que causa la malaltia.
• Inserim el DNA en un vector (normalment un virus) que introduirem a la persona malalta.
• El virus infectarà les cèl·lules malaltes, modificant el seu DNA i corregint el problema.
• Les cèl·lules sanes es reproduiran, substituint les cèl·lules malaltes fins a aconseguir la recuperació de la persona.

En aquest cas, normalment necessitem la utilització de cèl·lules mare pluripotencials, és a dir, cèl·lules que no s'han diferenciat i que per tant poden transformar-se en qualsevol cèl·lula de l'organisme. 

• La clonació és una altre tècnica, que es pot incloure dintre de les tècniques de teràpies gèniques. La idea es produir individus o teixits genèticament idèntics a l'original. El procés és també molt senzill:
• S'extrau un òvul d'un individu sa i el nucli d'una cèl·lula d'un individu adult. A l'òvul se li extreu el nucli.
• A l'òvul sense nucli se li introdueix el nucli de la cèl·lula d'un individu adult.
• S'activa l'òvul mitjançant una estimulació elèctrica per tal que comenci les divisions successives.
• L'embrió originat s'implanta en un tercer individu femella que el gestarà fins al naixement.

La clonació de teixits mitjançant l'ús de cèl·lules mare diferenciades al laboratori i modificades per a la obtenció de determinats teixits pot ser la solució a diverses malalties com la diabetis. Fins hi tot, es podria arribar a dissenyar i cultivar òrgans per al trasplantament al laboratori a partir de cèl·lules mare de manera que evitaríem els problemes de rebuig.

• CRISPR Cas 9: Es tracta de l'última revolució en la manipulació genètica. La idea és que mitjançant una molècula anomenada Cas 9, es pot localitzar un gen i substituir-lo per el que ens interessa de forma molt precisa.

Recomano veure el capítol de No Pot Ser! Gen-etica que va ser emès el dia 19 d'abril a TV3.

Problemes ètics

• La clonació

La clonació d'éssers humans amb fins reproductius està prohibida ja que no es considera èticament acceptable per dos motius: els seus efectes són impredictibles per a l'individu (hem de tenir en compte que el DNA que introduiríem, en ser un DNA d'un individu adult acumularia una gran quantitat de mutacions). A més obriria la porta a la creació de nadons a la carta, és a dir, fills amb característiques elegides pels seus pares.

• Els organismes transgènics

Tot i oferir moltes avantatges i que fa més de 30 anys que es cultiven moltes espècies, l'ús d'organismes transgènics encara està en entre dit. Això és degut a que moltes persones sostenen que poden tenir efectes adverses sobre la natura com:

• Afectació i reducció de la biodiversitat genètica d'un ecosistema.
• Transferència de gens a altres espècies silvestres per mitjà de la pol·linització que podria donar lloc a espècies noves no controlades i resistents a herbicides i plagues.
• Efectes perjudicials per a la salut degut a que aquests organismes podrien contenir substàncies tòxiques o compostos que podrien originar al·lèrgies o traspàs de gens d'aquests OMG a animals vius. Cap d'aquest efectes s'ha pogut provar.
• Monopoli de les grans multinacionals que poden impactar negativament en la producció dels petits agricultors.
• Falta d'informació sobre els beneficis específics per als consumidors i possibles efectes adverses.

Recomano veure aquest documental que parla del problema de les llavors i la importància de l'enginyeria genètica per pal·liar la falta d'aliments: