¿Cómo se crea un organismo genéticamente modificado?
¿Cómo se introducen genes en un organismo? ¿Cómo se altera el ADN de un ser vivo? Respondamos pues a estas preguntas. Los Organismos Genéticamente Modificados (OGM) son seres vivos en los que se ha alterado su material genético, el ADN, mediante técnicas de ingeniería genética, tanto por la adición de genes o fragmentos de genes de otras especies o por modificación, eliminación o recombinación de genes existentes en esa especie. Puedes leer más sobre qué es un OGM en el artículo que le dedicamos al tema aquí.
Cualquier organismo es susceptible de ser modificado por ingeniería genética. Las técnicas actuales y el conocimiento que se tiene del ADN permiten saber la secuencia exacta de ADN de un organismo. El ser humano ha copiado la habilidad de otros organismos de introducir ADN dentro de un organismo. En la naturaleza existen bacterias virus capaces de “crear” OGM introduciéndoles sus propios genes en su genoma para que produzcan sus propias proteínas y no las del hospedador. El ser humano ha copiado estas técnicas y de hecho usa bacterias (del género Agrobacterium para transformar plantas) y virus para transformar animales y plantas. Por otra parte estos organismos más sencillos pueden ser modificados mediante técnicas físicas.
En la transformación de bacterias se crean poros en su membrana plasmática mediante corriente eléctrica o por cambios bruscos de temperatura para que de forma azarosa se introduzcan por los poros plásmidos con los genes de interés. Los plásmidos empleados para este fin contienen secuencias de recombinación en las que se puede introducir mediante la acción de enzimas (endonucleasas, ligasas y proteinasas) una secuencia de ADN. De esta manera se introduce el ADN dentro de la bacteria, sin que forme parte de su genoma. Posteriormente cuando la bacteria infecte la planta que se quiere transformar empleará el plásmido preparado para transferir el ADN deseado.
Además de las bacterias y los virus, existen otras técnicas de ingeniería genética que se utilizan para modificar los organismos. Una de estas técnicas es la electroforesis, que utiliza un campo eléctrico para mover las moléculas de ADN a través de un gel, permitiendo a los científicos separar y analizar los genes. Otra técnica es la microinyección, que utiliza una aguja muy fina para insertar directamente el ADN en las células.
También se pueden transformar células vegetales o animales por biobalística. En esta técnica se disparan moléculas de oro recubiertas de ADN a las células para introducirle en ADN.
Además, con el avance de la tecnología, se han desarrollado nuevas técnicas de edición genética, como CRISPR-Cas9, que permiten a los científicos hacer cambios precisos en el ADN de un organismo. Esta técnica utiliza una enzima llamada Cas9 para cortar el ADN en un lugar específico, permitiendo a los científicos insertar, eliminar o modificar genes con una precisión sin precedentes.
También pueden modificarse genes propios de la especie. Para ello lo más común es crear un gen con la mutación que se quiere introducir, mediante PCR (polimerase chain reaction) dirigida. A continuación se introduce el gen en el organismo diana, por alguna de las técnicas anteriores y, con suerte, se producirá una recombinación homóloga entre ambas secuencias del gen (la propia y la mutada). Introduciéndose así la mutación dentro del genoma. De esta manera se pueden introducir pequeños cambios en el ADN o secuencias enteras, incluso genes. En parte esto es posible a la gran cantidad de secuencias repetidas que contienen la mayoría de genomas.
Finalmente, una de las modificaciones más complicadas es la eliminación de genes concretos, normalmente para ello se suelen introducir mutaciones en los genes a silenciar. Introduciendo codones de stop, que impidan la formación de la proteína o en laboratorio se suelen introducir en los genes secuencias de ARN de transferencia, con el fin de crear mutantes nulos para un gen para observar la función de dicho gen.
En general la transformación de organismos tiene una eficiencia muy baja, alrededor de 1 de cada 10.000. es por eso que conseguir un organismo con las cualidades deseadas es complicado y costoso. Sin embargo, a medida que la tecnología avanza, la eficiencia de estas técnicas está mejorando, lo que podría llevar a la creación de OGM más eficientes y rentables en el futuro.