La manipulación de la herencia

La ciencia no ha entendido la herencia genética hasta el presente siglo. Sin embargo, igual que el desconocimiento científico de los microorganismos hasta el siglo XVII, no impidió su utilización en la obtención de cerveza o de pan, el desconocimiento de los mecanismos de la herencia no impidió la selección de variedades de plantas y razas de animales más productivas. En la actualidad, los avances de la biología permiten realizar esta selección de un modo mucho más exacto, y, sobre todo, manipular la herencia en el nivel de los genes, por medio de lo que se conoce como ingeniería genética.
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La ciencia no ha entendido la herencia genética hasta el presente siglo. Sin embargo, igual que el desconocimiento científico de los microorganismos hasta el siglo XVII, no impidió su utilización en la obtención de cerveza o de pan, el desconocimiento de los mecanismos de la herencia no impidió la selección de variedades de plantas y razas de animales más productivas. En la actualidad, los avances de la biología permiten realizar esta selección de un modo mucho más exacto, y, sobre todo, manipular la herencia en el nivel de los genes, por medio de lo que se conoce como ingeniería genética.

La transmisión de los caracteres heredables se hace por una sustancia técnicamente llamada DNA (ácido desoxirribonucleico). El DNA es tan estable como para garantizar el parecido de los hijos con los padres, pero no es inmutable, lo cual explica la aparición esporádica de individuos portadores de variaciones. Sin necesidad de mucha ciencia, los agricultores y ganaderos fueron, poco a poco, seleccionando individuos portadores de combinaciones de estas variaciones que en conjunto eran favorables para la explotación de animales, y cultivos.Los avances de la biología permiten plantearse hoy la selección no sólo de individuos sino también la manipulación de la herencia a nivel de las unidades funcionales del DNA, los genes. Es lo que se llama ingeniería genética. La ingeniería genética puede ser una aplicación de la biología del mismo nivel que la electricidad lo fue de la física y la síntesis de compuestos orgánicos -tintes, plásticos, etcétera- lo fue de la química. Como en otros casos, la posibilidad de manipulación de los genes ha resultado de investigaciones básicas, que hace tan sólo una docena de años, interesaban a unos pocos especialistas y cuya utilidad parecía escasa. Se trata del descubrimiento de unas proteínas, llamadas enzimas de restricción capaces de cortar el DNA, que es como una cadena, en eslabones, con una estructura química muy específica, haciéndolo siempre en los eslabones que tienen esa estructura, pero no en otros. Los métodos más antiguos producían roturas en cualquier eslabón originando fragmentos de tamaño aleatorio. Con las enzimas de restricción se elimina ese elemento de azar y se facilita la identificación y separación de fragmentos de DNA que contengan la información hereditaria deseada.

La biología molecular ha puesto a disposición de la tecnología un amplio repertorio de enzimas, unas para cortar el DNA en diversos sitios y otras para recomponer un DNA a partir de varios fragmentos; técnicamente se llama nucleasas a las primeras y ligasas a las otras. Los fragmentos de DNA dejados solos tienen muy pocas probabilidades de seguir existiendo, pues les resulta muy difícil pasar a un organismo vivo y aunque lo hiciesen no serían capaces de producir descendencia. Se han encontrado DNA que sí pueden tanto trasladarse de un organismo a otro como obtenerse en gran número. Además contienen sitios en los que pueden llevar un fragmento de DNA procedente de otro organismo. Por eso se les llama vectores o portadores genéticos.

¿Cuál es la técnica básica de la ingeniería genética? Sin duda lo que corrientemente se denomina clonar un gen: partiendo del DNA. en donde se encuentra el gen y del DNA de un vector se necesita una enzima de restricción capaz de cortar al DNA antes y después del gen, pero no en medio, y de cortar al vector por un solo lugar; de otra forma se crearía un rompecabezas difícil de recomponer. Esta etapa lleva en sí misma un cierto factor de suerte, pues si la enzima cortase en medio del gen lo destruiría.

Obtenido el fragmento con el gen se le inserta en la abertura del vector creada por la enzima y los huecos se sellan por medio de una ligasa. Así se consigue un DNA no existente en la naturaleza, una quimera, o sea un vector portador del gen en cuestión. El vector puede ahora transmitirse a un microorganismo (bacteria, levadura, etcétera) en donde se replica, es decir, en el que se producen muchas copias iguales de vector con gen. Lo que se ha conseguido es tener muchas copias del mismo gen, en lenguaje científico, un clon.

Receta de cocina

Clonar un gen es como preparar un plato con una receta de cocina, más complejo y con ingredientes más sofisticados, pero sin mayor interés. Si sólo se tratase de eso, la ingeniería genética interesaría nada más que a unos pocos científicos. Hay algo más; el gen por sí solo no hace nada, es como una cinta de vídeo en una estantería: su información no sirve de nada. Pero si la cinta se pasa por un reproductor, en la pantalla del televisor se obtienen imágenes y sonidos con significado.Igual ocurre con un vector en el que se ha clonado un gen. Si se le introduce en una célula: se podrá formar el producto para el que el gen posee información. Continuando con el ejemplo del vídeo, si una cinta grabada en VHS se intenta reproducir en un Betamax sólo se obtendrán frustraciones, igual ocurre con los genes y los sistemas de lectura de las células- hay genes de animales y plantas que no pueden ser entendidos -en lenguaje técnico, expresados- por los sistemas de lectura de los microorganismos. Una de las tareas del investigador es acoplarle a la información contenida en un gen las señales que permiten su lectura por un microorganismo, e incluso modificar esas señales para aumentar la producción.

¿Por qué este reiterado empeño en que el gen entre y sea leído precisamente por microorganismos? Los microorganismos son fáciles de manejar, los procesos industriales para ello han sido perfeccionados extensamente, además suelen alimentarse de compuestos baratos. Por ello, la producción de sustancias de interés industrial en microorganismos manipulando su herencia ha sido el primer objetivo de la biotecnología. La manipulación genética de animales y plantas, que son biológicamente mucho más complicados, es más difícil y conseguirlo tardará más y exigirá mayor esfuerzo.

No es pecar de optimistas pensar que casi cualquier gen podrá en un futuro ser clonado y manipulado, ya sea para obtener su producto o para introducirlo en un organismo en el que no existe. Olvidando por un momento las cuestiones éticas y científicas que esto pueda plantear, interesa analizar los problemas sociales y económicos de las manipulaciones de la herencia. Hay varias etapas que cubrir desde que se define un problema hasta llegar a la explotación comercial de un producto. La identificación y aislamiento de un gen, su clonaje y expresión sólo son las primeras de ellas. ¿Qué genes tienen cierta probabilidad de ser estudiados, clonados, expresados y modificados? Aquellos cuya posible explotación comercial sea rentable. La industria no se mueve por razones humanitarias.

Explotación industrial

¿Qué ocurrirá con los genes cuya explotación industrial no ofrezca atractivo? La única oportunidad de ser estudiados es si son bonitos, o sea, si tienen interés para la ciencia básica, requisito que no cumplen muchos genes. Por eso podríamos imaginar un escenario catastrófico donde todos los genes naturales portadores de una información y sus múltiples variaciones, aparecidas a lo largo de la historia de la vida, hubiesen sido declarados inútiles y sustituidos artificialmente por un supergen. El problema es que la continuidad de una especie viva depende de su capacidad de adaptarse a los cambios del ambiente y la adaptación depende de la diversidad aportada por las variaciones, genéticas en último término, entre los individuos.Esta situación podría llevar al desastre, es permanente sino mudable. Empieza ya a hablarse de bancos de genes para asegurar la permanencia de las variaciones presentes en la naturaleza. Las selvas tropicales y otros ambientes naturales son, hoy día, el mayor banco de genes no estudiado, y su progresiva desaparición, provocada por un desmedido afán de lucro, puede llevar a destrucciones irreversibles.

Las manipulaciones de la herencia pueden tener riesgos, pero la cautela con que se iniciaron las investigaciones de ingeniería genética ha permitido concluir que los riesgos no son tan elevados y que los aspectos positivos son muy atractivos. Como ejemplo se puede citar la inminente utilización de insulina humana obtenida por técnicas de ingeniería genética. El tratamiento de la diabetes humana con insulina comenzó en 1922. La insulina comúnmente usada hasta la actualidad procede del cerdo, y su composición no es exactamente igual a la del hombre. Las pequeñas diferencias son detectadas por el organismo, y como el tratamiento suele ser muy largo, lo ideal sería administrar insulina humana. Este tipo de insulina se ha podido sintetizar en microorganismos a los que se les ha introducido la información necesaria contenida en DNA vectores. El tratamiento será más saludable para los diabéticos y además la insulina puede ser algo más barata.

Las manipulaciones de la herencia producirán ganancias a los empresarios, al menos así lo han entendido las multinacionales y se han apresurado a invertir para montar filiales de ingeniería genética. ¿Nos beneficiará de igual forma esta tecnología a nosotros como individuos? Esto dependerá exclusivamente del modelo social en que nos encontremos. Necesitamos no una respuesta científica, sino política.