Ingeniería genética y producción de insulina

Descripción general del ADN

Juguete. Alegría. Chico. Bahía. Día. Laico. Dama. Todo lo que necesitas es un pequeño cambio de solo una letra o dos, y de repente tienes una palabra completamente nueva con un significado completamente nuevo. Nuestro alfabeto usa solo 26 letras para formar miles de palabras solo en inglés.

Los organismos vivos están programados de manera similar. El ADN se basa en cuatro nucleótidos diferentes, llamados A, T, G y C, que están unidos en secuencias de millones de nucleótidos de largo. Estas secuencias únicas son responsables de codificar rasgos, desde el color de su ojo hasta el caparazón de una tortuga marina.

Una mutación es un cambio en uno o varios nucleótidos. Las mutaciones pueden ser geniales, creando algo como un nuevo color de cabello o incluso resistencia a enfermedades, pero también pueden causar enfermedades o incluso la muerte. Esto sucede de forma natural, pero también es algo que los científicos han aprendido a aprovechar para beneficiar a los humanos.

Ingeniería genética

Los científicos han descubierto formas de manipular secuencias de ADN en el laboratorio. Este proceso se llama ingeniería genética , que es el proceso de codificar intencionalmente los rasgos o productos deseables.

Como la mayoría de los procesos, la ingeniería genética requiere varias herramientas. El software de procesamiento de texto viene con varias herramientas, como cortar, copiar y pegar, que nos permiten manipular trozos de palabras, moviéndolas como queramos. Los ingenieros genéticos tienen herramientas similares que les permiten manipular secuencias de ADN.

Los científicos utilizan enzimas de restricción para cortar fragmentos de ADN donde quieran. Las enzimas de restricción son las tijeras microscópicas del mundo del ADN. Cada una de estas pequeñas enzimas solo puede cortar en una secuencia específica. Afortunadamente, hay muchos, por lo que un científico puede usar cualquier enzima de restricción que necesite para hacer un corte específico. Cuando llega el momento de juntar piezas específicas de ADN, los científicos buscan otra enzima llamada ADN ligasa , que es el pegamento microscópico del mundo del ADN.

En teoría, hay pocos límites para lo que los científicos pueden codificar a través de la ingeniería genética. Algunos países han establecido leyes que controlan las manipulaciones genéticas fetales. Sin embargo, muchos países, incluido Estados Unidos, han permitido que se utilice la ingeniería genética para producir medicamentos. Uno de ellos es la insulina. Repasemos un poco sobre la insulina y la diabetes.

Insulina y diabetes

Cuando comes una manzana, una pila de panqueques o un caramelo, tu cuerpo libera una hormona proteica llamada insulina , que toma el azúcar y la convierte en otras cosas, como energía. Las vías de la insulina son bastante complicadas y varias cosas pueden salir mal. Algunas personas no pueden producir insulina en absoluto, mientras que otras se vuelven sensibles a la insulina que producen, anulando el efecto de la insulina que producen.

Estas personas se denominan diabéticos y padecen un grupo de enfermedades llamadas diabetes. Según la Asociación Estadounidense de Diabetes, el 9,3% de los estadounidenses tenían diabetes en 2012 y las tasas van en aumento.

El tratamiento de la diabetes ha recorrido un largo camino. Inicialmente, a principios del siglo XX, los médicos trataban la diabetes recomendando el hambre, y los diabéticos literalmente morían de hambre. Afortunadamente, los científicos pronto descubrieron que extraer insulina de otra fuente e inyectarla a los diabéticos era un tratamiento mucho mejor.

En 1923, Eli Lilly se convirtió en la primera empresa farmacéutica en comercializar insulina. La insulina se extrajo de otros animales productores de insulina, como cerdos y vacas, y luego se purificó y procesó en un formato que los diabéticos podían usar para administrarse a sí mismos. Aunque salvaba vidas, este proceso era costoso y éticamente cuestionable y, a veces, los humanos podían tener reacciones adversas a estas formas animales de insulina.

La ingeniería genética de la insulina

En la década de 1970, los científicos desarrollaron una forma de producir insulina humana, sin utilizar humanos ni animales. Primero, diseñaron genéticamente fragmentos de ADN que codificaban la insulina humana. Luego insertaron estas secuencias de ADN en bacterias. Permitieron que estas bacterias se multiplicaran y cada bacteria producía su propia insulina.

Luego, los científicos recolectaron y purificaron esta insulina y la empaquetaron para los diabéticos. Este proceso fue una mejora por varias razones:

1. Los diabéticos ahora estaban recibiendo insulina humana, en lugar de insulina de cerdo o de vaca, por lo que los efectos secundarios eran menos preocupantes.
2. Cuesta mucho menos dinero cultivar bacterias que los animales de granja. Trillones de ellos pueden caber en un solo tubo de ensayo y requieren mucho menos para comer.
3. Además, recolectar insulina de bacterias es más favorable desde el punto de vista ético que recolectar de cerdos y vacas.

En 1978, la insulina se convirtió en la primera proteína humana modificada genéticamente. Aunque ha cambiado ligeramente con el tiempo, el proceso todavía se utiliza hoy. Cada vez que un diabético surta una receta de insulina en una farmacia hoy, puede agradecer a la ingeniería genética por su medicamento que le salvó la vida.

Resumen de la lección

Las mutaciones son cambios en las secuencias de nucleótidos y pueden ser favorables o desfavorables. Los científicos han desarrollado la ingeniería genética , que es una forma controlada de cambiar estas secuencias de ADN.

Dependen de enzimas de restricción , que cortan las secuencias de ADN, y de la ligasa de ADN , que une las secuencias de ADN. Con estas herramientas, los científicos pueden modificar casi cualquier gen, cambiando cualquier rasgo que programe el gen. También pueden usar esta técnica para producir medicamentos como la hormona insulina, que se usa para tratar la diabetes.

Para hacer esto, los científicos diseñaron genéticamente piezas de ADN que codificaban la insulina humana, las insertaron en bacterias, permitieron que las bacterias se multiplicaran, luego purificaron y empaquetaron la insulina producida. La insulina fue la primera proteína humana que se produjo mediante ingeniería genética y todavía se produce de esta manera en la actualidad. Como la insulina solía obtenerse de cerdos y vacas, la insulina de ingeniería genética tiene las ventajas de ser más barata y más ética de crear, y de tener menos reacciones adversas en los pacientes.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador