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jueves, 16 de octubre de 2008

Bacterias y levaduras

ORGANISMOS MICROSCÓPICOS AL SERVICIO DEL HOMBRE

La ingeniería genética es una de las ramas de la ciencia que más desarrollo ha tenido en los últimos años, lo que no ha disminuido el profundo temor que genera en el común de la gente. A pesar de esto, hace más de 20 años que se emplean organismos vivos unicelulares en desarrollos biotecnológicos. Y si vamos más allá, desde tiempos bíblicos bacterias y levaduras están al servicio del hombre, de su alimentación, de su literatura. Es decir, desde los comienzos mismos de la humanidad el ser humano ha modificado la naturaleza para mejorar su forma de vivir.

Ingeniería genética
Ingeniería genética es el conjunto de técnicas que permite el aislamiento de genes, su purificación y amplificación en el laboratorio y su reintroducción en organismos. Se trata de una tecnología muy potente y aplicable en diversos sectores, como el farmacéutico, el medio ambiente o el alimentario. El objetivo es la transferencia de una pequeña porción de información genética, un gen o un fragmento de ADN que codifica una proteína, a un organismo de otra especie, para conseguir que éste sintetice la proteína del primero. Por ejemplo: el maíz Bt resiste el ataque del taladro del maíz, un insecto que perfora y destruye la planta, debido a la introducción del gen del Bacillus thuringiensis (Bt), una bacteria que sintetiza y acumula una proteína que causa la muerte del taladro por ingestión. De esta manera se evita la utilización de insecticidas químicos en los campos sembrados con esta variedad. Es decir que en laboratorio se logra lo que en la naturaleza está prohibido: el intercambio de información genética entre organismos de diferente especie.
La ingeniería genética ha roto las barreras de aislamiento de la información genética entre especies. En este sentido, bacterias y levaduras son microorganismos unicelulares muy adecuados para ser utilizados como huéspedes en estos experimentos. Se usan principalmente en la industria alimentaria, en la producción de aditivos, aminoácidos, péptidos, ácidos orgánicos, polisacáridos y vitaminas. También se utilizan levaduras transgénicas para mejorar la distribución de la miga del pan, y degradar el almidón sin necesidad de la enzima amilasa (muy alergénica); y en la fermentación de la uva, para aumentar los aromas afrutados de los vinos (porque así les gusta a los paladares ingleses y alemanes). Pero no sólo eso. Se aplican microorganismos transgénicos en procesos de limpieza del medio ambiente (biorremediación) y, en medicina, para producir proteínas como la insulina.


Insulina
Hoy en día casi todas las insulinas del mercado son insulinas humanas sintetizadas por ingeniería genética (ADN recombinante). Mediante la técnica de ADN recombinante se producen vacunas desde principios de los años ’80. Una de las más importantes es la vacuna contra el virus de la hepatitis B. Las insulinas de origen bovino o porcino han desaparecido prácticamente de las farmacias. Esto es así porque se han desarrollado transgénicamente bacterias capaces de producir insulina humana, que eliminan los problemas alérgicos ocasionados por las insulinas animales. También, la levadura Saccharomyces cerevisiae, utilizada comúnmente en la elaboración del pan, se ha modificado por ingeniería genética para obtener insulina humana. La insulina actúa bajando el nivel de azúcar en sangre y es fundamental para extender la calidad y el plazo de vida de los diabéticos.


Desarrollo de microorganismos transgénicos
Para desarrollar una bacteria transgénica, el gen de interés se incorpora en un fragmento de ADN con información almacenada (plásmido) y se incuba bajo condiciones específicas que favorecen su entrada en el interior de la bacteria. Si el organismo retiene el plásmido y la proteína que expresa el gen de interés no resulta tóxica para su desarrollo, se obtiene una bacteria transgénica, con nuevas características determinadas por el gen introducido. La bacteria más utilizada en este tipo de desarrollos es la Escherichia coli (uno de los habitantes del intestino humano) porque es ampliamente conocida su organización, estructura y función. Además, se han modificado E. coli para ser usadas en laboratorio sin riesgos patogénicos. Los microorganismos transgénicos son una herramienta de fundamental importancia en investigación. La introducción en bacterias de plásmidos que contienen un gen concreto a estudiar se realiza de forma rutinaria en los laboratorios, ya sea con el objeto de tener un stock de dicho gen o para expresar una proteína de interés. Un ejemplo de lo último es la creación de Polly, una oveja en cuya leche se encuentran gramos de factor IX de coagulación, usado en el tratamiento de hemofílicos. Y se sabe que con 100 ovejas clónicas como ésta se podrían cubrir todas las necesidades mundiales de tratamiento esta enfermedad. Esto evitaría los enormes riesgos que en la actualidad trae aparejado conseguir y manipular sangre humana.

Otras aplicaciones de los microorganismos transgénicos
Además, existen microorganismos capaces de utilizar como nutrientes compuestos tóxicos o peligrosos, como hidrocarburos, detergentes, solventes, pesticidas y otros derivados del petróleo, de forma que su metabolismo los convierte en productos inocuos para el medio ambiente. El empleo de organismos vivos para degradar residuos se conoce como biorremediación. La biorremediación del aire, del suelo y el agua ha sido uno de los campos de restauración medioambiental que más rápidamente se ha desarrollado, utilizando microorganismos para reducir la concentración y contaminación de distintas sustancias. La investigación en este campo busca enzimas presentes en microorganismos naturales que son eficientes en el tratamiento de compuestos tóxicos y trata de determinar cómo pueden mejorarse en el laboratorio. Por ejemplo, en la Universidad Nacional de Córdoba se investiga la modificación genética de una bacteria para que pueda degradar un compuesto químico tóxico, el 2,4-DNT, desecho derivado de la fabricación de poliuretano (la espuma de los cochones). La tarea consiste en modificar la genética del microorganismo para que se alimente de este compuesto sintético. Actualmente, la industria elimina el compuesto por incineración y expulsa contaminantes al ambiente, pero la bacteria podría alimentarse de este compuesto y degradarlo. El futuro de la biotecnología El convenio sobre la diversidad biológica de 1992 define la biotecnología como toda aplicación tecnológica que utiliza sistemas biológicos, organismos vivos o derivados de éstos para realizar o modificar productos o procedimientos con un uso específico. Su aplicación comercial en la mejora de vegetales se inició en el año 1994. Junto a las tecnologías de la información y la comunicación, la biotecnología está llamada a ser la gran revolución de la economía del conocimiento, gracias a su potencial económico, medio ambiental y social. Este desarrollo científico-tecnológico viene de la mano de una gran desconfianza pública: el 66% de los europeos se considera pobremente informado sobre estos temas aunque un 45.3% se declara interesado en la materia. En Argentina el 64% de la población dice conocer sobre los organismos modificados genéticamente (OMGs), pero hay muchas más dudas que certezas acerca de los beneficios y riegos que comporta esta tecnología, y el 94% reclama información por parte de organismos gubernamentales. Es tarea de éstos, de los propios investigadores, de las ONGs, de los medios de comunicación, explicar que hace la ciencia y desmitificar la percepción que la sociedad tiene de las tecnologías de modificación genética.





Fuentes consultadas
- Mundo científico. La Recherche. Extra. Genética y genoma ¿Dueños de nuestro destino biológico?
- Mundo científico. La Recherche. Extra. Mensual Nº 210. Marzo de 2000
- Gente y genes. Instituto Novartis de comunicación en Biomedicina
- http://www.wikipedia.org
- http://www.fundacion-antama.org