Tema 4. Revolución genética. Apuntes3

Código Genético
El ADN contiene la información genética. Químicamente el ADN es un polímero (macromolécula) formado por 4 nucleótidos (A, T, G, C).
La información hereditaria se encuentra como un código, "un idioma". Las palabras del código genético son tripletes, son de 3 letras, que son las palabras del código genético, también llamado cordones. Cada triplete es un aminoácido. El código genético relaciona las bases nitrogenadas con los aminoácidos. Teniendo en cuenta el orden de las bases del ADN, cada grupo de 3 bases consecutivo define y permite producir un aminoácido deferente. La secuencia de aminoácidos sintetiza las proteínas. Con unos 20 tipos de aminoácidos colocados según el orden que manda la secuencia de ADN se sintetizan millones de proteínas.

Las proteínas una vez formadas, funcionan solas, ya que la secuencia de éstos aminoácidos contienen información sobre su forma, determina su forma y según la forma de una proteína determina su función.
Las proteínas más abundantes de nuestro cuerpo son las encimas, que son catalizadores biológicos que aceleran las reacciones químicas del metabolismo.
Se puede producir una mutación en una proteína, que es un cambio brusco en el ADN, un cambio en la secuencia de nucleótidos y se produce una proteína anormal, produciendo a su vez una forma y función anormal en la proteina, pudiendo producir enfermedades, como la anemia folciforme, cáncer, etcétera, aunque la mayoría de las mutaciones son desapercibidas y no tiene consecuencias en la forma y función de la proteína.
Sólo alguna mutación originará nuevas proteñinas con nuevas formas capaces de originar nuevos caracteres biológicos que resulten ventajosos para esos individuos, produciendo las adaptaciones, la evolución.
Las características del código genético son:

• Universal: es igual para todos los seres vivos, ya que todos los seres vivos tienen un antecesor en común.
• Degenerado: varios tripletes significan el mismo aminoácido, tiene más de un triplete por aminoácido.
• Perfecto: ya que sería imperfecto si un triplete fueran varios aminoácidos.
• Ni puntos ni comas: tripletes de iniciación AVG, o de finalización VGA.

Transcripción
Los genes por miles forman parte de los cromosomas que son millones que están en el núcleo y las proteínas las fabrican los ribosomas (orgánulo celular) que están en el citoplasma.

Como se trasmite la información del ADN de la célula al citoplasma. A través de sus intermediarios: los ARNs. A través de un ARN mensajero, se hace una copia complementaria de un gen, y éste ARN es el que va al ribosoma, formado por ARN ribosómico.

El ribosoma "lee el mensaje" y después de que el ARNT (el transferente) lleve los aminoácidos a los ribosomas, éste coloca los ARNs transferentes en su orden y luego lo "traduce", fabrica las proteínas. Todos los ADNs se forman a través de transcripción.

Ingeniería Genética
Consiste en trasplantar genes de unas especies en otras.

Con la primera especie que se hizo fueron las bacterias. Las cuales poseen unas características estelares que facilitan el proceso. Se defienden de sus virus (bacteriofagos) gracias a las encimas, las cuales aceleran las reacciones del metabolismo.

Las encimas de restricción son las encimas que tienen los virus para eliminar/infectar las bacterias. Cortan el ADN virico por ciertas secuencias de nucleótidos específicas.
Hay 400 encimas de restricción distintas y cada una corta en una secuencia diferente. También se las utiliza para cortar los genes que queremos transplantar.

El siguiente paso es "pegarlo" al ADN de la célula receptora: ADN ligasa. Las células humanas permiten este proceso gracias al ADN ligasa.

La primera célula a la que se le "pegaron" nuevos genes también fueron las bacterias. Las bacterias son células sencillas, con un ´solo núcleo, cromosoma circular, tiene unos pequeños fragmentos de ADN circular que contienen algunos genes (plásmidos). Las características que aportan son: resistencia a los antibióticos, "reproducción sexual" ya que hay transmisión de material genético. Pueden estar libres o integrados en el cromosoma de la bacteria.

ADN + Gen Nuevo = ADN Recombinante
Primer ADN Recombinante, 1973.
En 1973 se consiguió pasar por primera vez un gen de rana a la bacteria.
Así se han conseguido desarrollar bacterias que comen petróleo o metales pesados... Lo llamado biorremediación. Se han conseguido plantas que fabrican insecticidas,  gusanos que dan sedas de colores, etc.
Ésto tiene muchas aplicaciones médicas.

Transgénicos
Son seres vivos en lo que se han introducido un gen o genes de otra especie.
Se llaman O.M.G.: Organismos Modificados Genéticamente.
Inicialmente se hizo con plantas, las cuales eran infectadas por agrobacterium. Éstas tienen una característica: tienen plásmidos que tienen una característica especial: son capaces de integrarse en los cromosomas de la planta a la que infectan.
Introducir el gen en el plásmido de la bacteria y luego éste se introduce en el cromosoma de la planta.

¿Cómo se modifican las plantas que no son infectadas con agrobacterium? Como por ejemplo los cereales. El vector "dispara" perdigones microscópicos de oro cargados de los genes a introducir. En los seres humanos se utiliza como vector los retrovirus, pero inactivados.

Los alimentos transgénicos son los que contienen algún componente de un OMG.

Los animales transgénicos. Los embriones de hasta 3 días tienen mcuha capacidad de "aceptar" genes nuevos. Por ejemplo las vacas, las ovejas o los cerdos. Ésto principalmente tiene un interés económico o interés comercial o medicinal.

Terapias Genéticas
Consisten en localizar un gen defectuoso (o mutación) causante de una enfermedad y sustituirlo por el correcto.

De ésta forma se ha conseguido curar las llamadas enfermedades genéticas.
Se utilizan los retrovirus. Es el vector en los humanos (se integra en nuestros cromosomas). Es inocuo, al que se le añade el gen que se quiere introducir, con él se infectan células del paciente que se vuelven sanas y se reimplantan al paciente.

Las veces conseguidas, por orden cronológico:  
1º: virus seguros.
2º: animales.
3º: humanos. En 1989 se logró curar la enfermedad de la inmunodeficiencia combinada grave ("niños burbuja"). Un gen alterado provoca que sus glóbulos blancos no funcionen.

Enfermedades monogenéticas: causadas por un gen.

Ésta técnica no suponen ninguna polémica ya que cura enfermedades que hasta entonces eran incurables. También se puede modificar genéticamente los gametos, aunque esto si está mal visto.

Proyecto Genoma Humano
Uno de los mayores logros de la ciencia moderna.
Se trataba de secuencias todo el genoma humano, de todos sus genes, mediante un consorcio internacional, lo que empezó en 1990. Para ésto se utilizaron células sanguíneas y espermática. Se trataba de trocear los cromosomas, secuenciar los fragmentos, luego localizaban los genes dentro de los fragmentos y por último todo el genoma.

Todo ello hubiese sido imposible sin la potencia de los ordenadores.

Ésto fue una carrera entre un consorcio público internacional (1100 investigadores de todo el mundo) de quien fue la idea inicial. El problema fue que hubo una empresa privada (Celera Genomics). Ésto aceleró mucho el proceso, el cual acabó en tablas. Consiguieron así en el año 2000 que se conociera completamente la secuencia de nucleótidos de todos los cromosomas humanos.
Las consecuencias del conocimiento del genoma aun están por conoces ya que no se sabe para qué sirve, cual es su función.