El documento describe el proceso de transgénesis para transferir genes a plantas y animales. La transgénesis implica introducir ADN exógeno en organismos para estudiar los efectos de genes específicos o modelar enfermedades humanas. Se han creado muchos animales transgénicos como ratones, ratas, conejos y ganado para varios fines de investigación y aplicaciones farmacéuticas.
El documento describe el proceso de transgénesis para transferir genes a plantas y animales. La transgénesis implica introducir ADN exógeno en organismos para estudiar los efectos de genes específicos o modelar enfermedades humanas. Se han creado muchos animales transgénicos como ratones, ratas, conejos y ganado para varios fines de investigación y aplicaciones farmacéuticas.
El documento describe el proceso de transgénesis para transferir genes a plantas y animales. La transgénesis implica introducir ADN exógeno en organismos para estudiar los efectos de genes específicos o modelar enfermedades humanas. Se han creado muchos animales transgénicos como ratones, ratas, conejos y ganado para varios fines de investigación y aplicaciones farmacéuticas.
El documento describe el proceso de transgénesis para transferir genes a plantas y animales. La transgénesis implica introducir ADN exógeno en organismos para estudiar los efectos de genes específicos o modelar enfermedades humanas. Se han creado muchos animales transgénicos como ratones, ratas, conejos y ganado para varios fines de investigación y aplicaciones farmacéuticas.
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Se conoce como transgnesis al proceso de
transferir genes a un organismo.
Transgnico: es una planta o un animal que en cuyas clulas se ha introducido un fragmento de ADN exgeno o sea un ADN que no se encuentra normalmente en ese organismo.
Podemos estudiar qu efecto tiene este gen sobre todo el organismo. Es muy importante porque muchas enfermedades no afectan solamente a un tipo de clulas sino que afectan a las interacciones entre muchos tipos diferentes de clulas. Este tipo de tecnologa permite modelar enfermedades humanas en otras especies donde se puede estudiar la biologa y posibles terapias para la enfermedad.
La produccin de animales transgnicos es cada vez ms cotidiana existiendo ya animales transgnicos como: ratn rata conejo cerdo vaca cabra oveja.
La tcnica se realiza fundamentalmente por microinyeccin y son de la siguiente forma:
Se aslan un nmero grande de vulos fertilizados los cuales se consigue sometiendo a las hembras a un tratamiento hormonal provocndole una superovulacin. La fertilizacin se puede hacer in vitro o in vivo.
Los cigotos obtenidos se manipulan uno a uno y con una micropipeta a modo de aguja se introduce una solucin que contiene ADN.
Estos vulos son reimplantados en hembras que actuarn como nodrizas permitiendo la gestacin hasta su trmino.
Por ltimo despus del destete los animales son sometidos a chequeos
Una estrategia ms poderosa para la transgnesis implica la introduccin de ADN extrao en clulas embrionarias Totipotentes o clulas embrionarias madres.
Estas clulas son tomadas del interior de la blstula en desarrollo se pasan a un medio donde se tratan con distintos productos para conseguir que las clulas no se diferencien haciendo que se mantengan en su estado embrionario.
El ADN extrao se introduce en las clulas mediante diversas tcnicas luego las clulas transfectadas son reintroducidas en una blstula y es reimplantada en una hembra.
Con esta tcnica los neonatos son quimeras o sea tienen clulas de origen distinto parte con el material gentico original y parte transfectadas mediante este cruce se consiguen animales transgnicos.
La transgnesis en plantas se da mediante la introduccin de un transgen que es parte de un constructo gnico denominado vector.
Este proceso ocurre mediante la transferencia de manera directa o indirecta de ADN.
Esta introduccin se da por:
microinyeccin, electroporacin, polietilenglicol, wiskers o agujas plsticas y por bombardeo de micropartculas.
La Mejora de Plantas se remonta a los tiempos ms antiguos mediante el procesos de seleccin.
Los orgenes de la Gentica estn ntimamente relacionados con la investigacin de los hibridistas que son experimentales de plantas.
A partir del redescubrimiento de las leyes de Mendel la aplicacin de los conocimientos genticos impuls el desarrollo de la Mejora.
La Mejora Gentica de Plantas tiene como fin obtener los genotipos que produzcan los fenotipos que mejor se adapten a las necesidades del hombre.
Beneficios:
Mejora de productividad aumentando la capacidad productiva potencial.
Mejora de resistencia obteniendo genotipos resistentes a plagas, enfermedades y condiciones ambientales adversas.
Mejora de caractersticas agronmicas obteniendo nuevos genotipos que se adaptan mejor a las exigencias y aplicacin de la agricultura.
Mejora de calidad atendiendo al valor nutritivo de los productos vegetales obtenidos.
Domesticar nuevas especies transformando a especies silvestres en cultivadas con utilidad y rentabilidad para el hombre.
Hace ya unos veinte aos se logr obtener los primeros ratones transgnicos mediante transferencia gnica por inyeccin directa de ADN extrao en un cigoto obtenido por fecundacin in vitro llamado transgnesis.
El paso siguiente consisti en probar que tambin se podan obtener ratones transgnicos que incorporaran en su genoma un gen (transgn) de otra especie.
Como era de esperar a los ratones transgnicos siguieron los conejos, ovejas y cerdos transgnicos a los que se les haba introducido por microinyeccin ADN del gen humano que codifica para la hormona de crecimiento en un intento de aumentar el tamao de estos animales. Sin embargo este avance no tuvo aplicacin zootcnica porque la presencia del transgn modifica la fisiologa del animal producindole efectos colaterales
Especies en las que se han obtenido animales transgnicos:
Microinyeccin de ADN en citoplasma de cigoto (vulo fecundado)
Electroporacin de cigoto.
Transfeccin de clulas totipotentes.
Co-inyeccin en ovocitos de una mezcla de cabezas de espermatozoides y ADN exgeno.
Vectores virales.
Transfeccin de gametos.
Transferencia de ncleos transfectados (clonacin)
Integracin mltiple (en tndem o no)
Lugar de integracin indeterminado (efecto de posicin)
Metilacin y falta de expresin Mosaicismo (germinal y somtico)
Expresin especfica/ectpica Expresin variable
Expresin variable dentro de lneas (variegacin) OBJETIVOS: APLICACIONES La potencialidad de la biotecnologa estriba en producir cantidades ilimitadas de:
Substancias de las que nunca se haba dispuesto con anterioridad. Productos que se obtenan en pequeas cantidades. Abaratamiento de los costes de produccin. Mayor seguridad en los productos obtenidos. Nuevas materias primas ms abundantes y menos caras.
La Biotecnologa ha incorporado la transgnesis animal con los fines que se indican a continuacin:
Mejora de caracteres productivos. Resistencia a enfermedades. Animales transgnicos como biorreactores para la sntesis de protenas de alto valor (protenas teraputicas) Las "granjas farmacuticas" o "granjas moleculares" Donacin de rganos: Xenotransplantes.
La Biotecnologa ha aplicado estas tcnicas experimentales de transgnesis y ya hoy se estn estableciendo las primeras granjas farmacuticas en las que se cran ovejas, cabras, vacas o cerdos transgnicos que producen en su leche protenas teraputicas humanas.
Pues bien con ayuda de la transgnesis se han obtenido por diversos procedimientos ovejas transgnicas portadoras del gen humano que codifica la a -1 para que se exprese exclusivamente en las clulas de la glndula mamaria para pacientes de enfisema hereditario que necesitan ingerir grandes dosis de a -1-antitripsina para suplir su deficiencia en plasma.
El mismo grupo de investigacin ha obtenido tambin ovejas transgnicas portadoras del gen humano que codifica el factor IX de coagulacin de la sangre.
Primero mediante la tcnica de microinyeccin en el proncleo del cigoto y ms tarde mediante la tcnica de clonacin
Las cabras tambin pueden constituir unos buenos biorreactores de protenas humanas puesto que producen 4 litros/da de leche y sus perodos de gestacin y de desarrollo son cortos (5 y 8 meses, respectivamente)
Con la transgnesis se obtuvo cabras portadoras del gen humano que codifica el activador tisular de plasmingeno que al estar unido al promotor del gen de la b -casena de la cabra produca hasta 2-3 mg/ml de plasminogeno en la leche del animal.
La protena poda ser aislada con una pureza del 98%
Cabras transgnicas portadoras de un gen humano. La tcnica para producir un animal transgnico consta de varios pasos:
a) se produce un transgn.
b) se realiza una fertilizacin in vitro.
c) se inyecta el gen transgnico en el cigoto.
d) se implanta el embrin en una madre sustituta.
De esta manera se han producido conejos, cabras, ovejas y chanchos transgnicos.
La gran produccin lechera de las vacas son de 10.000 litros/ao y 35 g protena/litro de leche esto las convierte en poderosos biorreactores de protenas humanas.
Con la transgnesis se obtuvieron vacas portadoras del gen humano de la lactoferrina que se sintetizaba en la leche del animal por estar unido al promotor de la casena bovina. Se inyectaron 1.154 pro ncleos de otros tantos cigotos obtenidos por fecundacin in vitro, de los cuales sobrevivieron 981. A los 9 das transfirieron 129 embriones a vacas estimuladas hormonalmente quedando solo 21 de ellas preadas y slo 16 llevaron a trmino la gestacin. Se obtuvo un macho y una hembra (que era un mosaico). El macho dio positivo para la presencia del gen humano en todos los tejidos analizados (placenta, oreja y sangre) estimndose que era portador de 5 a 10 copias del gen humano.
En el caso de las vacas otros objetivos pueden ser la aplicacin de la tcnica conocida como "modelo de la glndula mamaria" para reducir la lactosa o fabricar "in vivo" leche maternizada suprimiendo mediante la tcnica de "knockout" del gen de la b -lactoglobulina de la leche de vaca para imitar a la leche humana que no la tiene.
Desde el primer trasplante de corazn la tcnica de trasplante de rganos se ha generalizado en la prctica mdica habiendo alcanzado altsimos niveles de perfeccin.
Sin embargo uno de los retos pendientes es el de la oferta y la demanda: desgraciadamente muchos pacientes mueren antes de tener acceso al trasplante deseado.
Por ello la posibilidad de recurrir a especies animales como donantes de rganos se plante hace ya muchos aos que se realizado xenotrasplantes de rin, corazn, hgado y mdula sea procedentes mayoritariamente de chimpanc y mandril con un resultado negativo en todos los casos
TRASPLANTES DE RGANOS DE ANIMALES A HUMANOS Donante Organo Supervivencia Nmero de trasplantes Chimpanc Rin Un paciente, nueve meses 12 Mono mico Rin 10 das 1 Mandril Rin 4 das y medio 1 Mandril Rin Un paciente, dos meses 6 Chimpanc Corazn Extirpado 1 Chimpanc Hgado Un paciente, 14 das 3 Mono Corazn Fracas (sin datos) 1 Mandril Corazn Rechazo agudo 1 Chimpanc Corazn 4 das 1 Mandril Corazn 3 semanas 1 Mandril Hgado 70 das 1 Cerdo Hgado 34 horas 1 Mandril Hgado 26 das 1 Mandril Mdula sea El paciente vive, pero el trasplante fracas 1 La utilizacin de rganos procedentes de monos tena la lgica de su proximidad evolutiva con la especie humana, pero la diferencia de tamaos de los rganos entre las especies supona un serio inconveniente.
Por eso se pens en el cerdo como posible donante.
Respecto a la utilizacin de cerdos transgnicos como reservorio de rganos para posibles trasplantes de corazn, rin o hgado a pacientes humanos hay que ser todava muy cauto en relacin con las expectativas creadas.
No obstante, quedan por resolver an numerosos interrogantes, entre ellos la posibilidad de que se transmitan al hombre infecciones virales de origen animal.
De ah la importancia que tendra la posible utilizacin de cerdos transgnicos ante la demanda creciente de rganos y las correspondientes listas de espera.