Cómo los OMG pueden ayudar a resolver el cambio climático

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Updated on: 14 Dec 2020

¿Podemos alterar el ADN de un organismo sin reproducción selectiva?

¡Sí!

El rápido avance en el conocimiento del ADN ha permitido a los científicos transferir genes directamente entre diferentes especies, e incluso editar el genoma !

Los organismos producidos de esta forma se denominan a menudo organismos modificados genéticamente, o OMG . Pero este nombre es un poco engañoso. Como aprendimos en el capítulo anterior, los humanos han modificado genéticamente los cultivos y el ganado durante miles de años . Por lo tanto, utilizaremos un término más preciso para describir la modificación directa del ADN de un organismo: la edición genética (EG) .

Image of Edición genética — Edición genética

Los organismos editados genéticamente, o OEG (GEO por sus siglas en inglés), tienen muy mala fama, pero en realidad son muy importantes, no solo para la agricultura sostenible sino también para producir medicinas y tratar enfermedades genéticas .

En este capítulo, veremos cómo los OEG pueden ser útiles en agricultura y consideraremos qué riesgos existen.

¿Cómo crean los científicos los OEG?

Los primeros OEG se produjeron mediante transferencia de genes de un organismo a otro . ¿Cómo se realiza esto?

Se identifica el gen que controla un rasgo deseado en un organismo particular, por ejemplo: resistencia a enfermedades
Se copia ese gen
Se inserta el gen en el genoma de otro organismo

Image of Transferencia de ADN entre organismos — Transferencia de ADN entre organismos

Copiando y pegando genes de una planta a otra, los científicos han creado cultivos de mayor rendimiento, más nutritivos y, en muchos casos, mejores para el medio ambiente que los cultivos convencionales .

Veamos algunos ejemplos:

La resistencia a plagas y enfermedades reduce la necesidad de pesticidas
El aumento de resiliencia contra el calor, la sequía, y los suelos salinos, mejora el rendimiento en climas donde el crecimiento de los cultivos es un desafío
La introducción de genes para la producción de nutrientes esenciales en los alimentos básicos puede reducir la malnutrición y mejorar la salud humana
Los genes que incrementan la vida útil de los alimentos, reducen la cantidad de residuos

El aumento del rendimiento no solo mejora la seguridad alimentaria, sino que también mejora los ingresos de los agricultores . Claramente, existen muchos beneficios para la modificación genética. Entonces, ¿por qué se oponen tantas personas todavía?

¿Cuáles son los riesgos de la ingeniería genética?

Pese a que los OEG proporcionan muchos beneficios medioambientales, también debemos considerar sus riesgos potenciales. Los cultivos y el ganado resistentes a insectos y a enfermedades podrían hacer que las plagas evolucionen, haciendo más difícil su control .

Si el gen insertado mejora la adaptación del OEG a su entorno, podría competir con las poblaciones silvestres por comida y espacio, reduciendo la biodiversidad . Otra posibilidad es que el OEG podría reproducirse con parientes silvestres, introduciendo en dichas poblaciones el gen transferido .

Producir OEG que no transmitan el ADN modificado es útil para prevenir la fuga de genes . No obstante, esto impide también que los agricultores vuelvan a plantar semillas recolectadas de sus cultivos para cosechar el año siguiente. Esto fuerza a los agricultores a depender de proveedores comerciales de semillas, dando a estas compañías un alto control sobre el acceso del agricultor a las tecnologías EG . Discutiremos por qué esto es un problema en el capítulo: “Cuestiones pendientes”.

Image of Las personas tienen diferentes opiniones sobre los OEG — Las personas tienen diferentes opiniones sobre los OEG

Quizás la mayor preocupación pública por los OEG es el riesgo potencial que estos alimentos pueden tener sobre la salud humana . ¿Tiene esto justificación?

Cuando se transfieren genes de un organismo a otro usando técnicas convencionales de edición genética, se pueden insertar en cualquier parte del genoma . Esto puede tener efectos negativos, tales como la producción de toxinas y la alteración accidental de otros genes . Los genes transferidos también pueden desencadenar reacciones en personas que son alérgicas al organismo del que se copió el gen .

Por tanto, aunque los científicos coinciden en gran medida en que los alimentos editados genéticamente son tan seguros como los convencionales , es importante que los OEG sean evaluados rigurosamente antes de su puesta a la venta .

Muchas de estas preocupaciones se relacionan con la transferencia de genes entre diferentes organismos. ¿Qué pasaría si pudiéramos introducir los rasgos deseados editando directamente el ADN?

¿Qué es la edición del genoma?

Mientras los métodos tradicionales de ingeniería genética implican la transferencia de ADN de un organismo a otro, recientes hallazgos en biología molecular han hecho posible editar directamente el genoma de un organismo .

La herramienta más eficiente para la edición del genoma que existe hoy en día es el sistema CRISPR-Cas, a menudo denominado solo CRISPR .

El CRISPR es un sistema natural usado por las bacterias para defenderse de los virus . ¿Cómo funciona?

El nombre CRISPR se refiere a una secuencia corta de ADN. En la naturaleza, la secuencia CRISPR coincide con el ADN de un virus que previamente infectó a la célula . Si el virus intenta volver a invadir, estas secuencias CRISPR pueden ser utilizadas por las proteínas asociadas a la CRISPR (también llamadas Cas por sus siglas en inglés), que actúan como perros rastreadores para encontrar el ADN correspondiente. Cuando las proteínas Cas encuentran el virus, realizan un corte en el ADN del virus y desactivan al intruso .

Image of CRISPR en bacterias — CRISPR en bacterias

Entonces, ¿cómo se usa esto en la edición del genoma?

Utilizando estos principios, las proteínas Cas pueden entrenarse para localizar y cortar cualquier gen en el genoma de un organismo, siempre que conozcamos su secuencia de ADN . Con la ayuda de los sistemas de reparación propios de la célula (que reparan cualquier error o ruptura en el ADN celular), se pueden insertar nuevos genes donde se corta el ADN.

Image of Edición de genes CRISPR/Cas — Edición de genes CRISPR/Cas

La edición CRISPR no solo se usa para transferir genes de un organismo a otro. También puede usarse para editar el genoma directamente.

Aunque no se introduzcan nuevos genes, la célula repara el ADN cortado de todas maneras. No obstante, estos mecanismos de reparación no siempre son precisos, y pueden alterar el gen al agregar o eliminar parte de su ADN . Esto puede sonar como algo malo, pero puede ser muy útil si el gen alterado le proporciona al organismo un rasgo beneficioso, como la resistencia a enfermedades .

Además, al introducir estas nuevas versiones de genes en los genomas de las plantas, la edición CRISPR puede aumentar la diversidad genética de una especie . Esto a su vez proporciona mayor variación genética con la que trabajar en la reproducción selectiva tradicional .

Image of Usos alternativos de la edición CRISPR — Usos alternativos de la edición CRISPR

Desde su descubrimiento, la investigación para desarrollar nuevas formas de usar la tecnología CRISPR ha aumentado explosivamente . Por ejemplo, modificando la proteína Cas, ¡los científicos pueden editar ahora de forma precisa cada una de las letras individuales en la secuencia de un gen !.

La edición CRISPR es mucho más precisa y menos costosa que los métodos tradicionales de ingeniería genética . De hecho, la técnica CRISPR puede usarse para producir organismos con genoma editado, que no tengan ADN “foráneo”. Esto significa que los genes editados no son diferentes de aquellos producidos por los cambios aleatorios que tienen lugar de forma natural en el ADN de un organismo con el paso del tiempo .

Conclusiones

Durante miles de años, los agricultores han modificado genéticamente los cultivos: la edición genética simplemente permite que estos cambios tengan lugar de una forma más rápida y precisa . Los cultivos editados genéticamente tienen el potencial de hacer que la agricultura sea más sostenible, mientras mejoran los ingresos de los agricultores y el contenido nutricional de los alimentos .

Sin embargo, muchas personas todavía se sienten incómodas con la idea de los alimentos modificados genéticamente . Esto se debe en gran medida a la falta de una comunicación clara entre los científicos y el público en general .

Los avances en la edición de genoma han logrado que la ingeniería genética sea más segura y más precisa que nunca , y ahora es posible diseñar genéticamente productos sin ADN externo . Por esta razón, muchos argumentan que las normativas sobre alimentación (reglas que dictan si un producto puede venderse como alimento) deberían basarse en la seguridad del alimento en sí mismo, en lugar del proceso por el que es producido . De hecho, este ya es el caso en Estados Unidos y Canadá .

Aún así, la evaluación de estos nuevos productos seguirá siendo esencial para valorar los riesgos potenciales tanto para el medio ambiente como para la salud; así como normativas que aseguren que estas herramientas solo se usen con fines éticos .

Educando a las personas sobre los beneficios de las tecnologías de modificación genética y abordando claramente sus preocupaciones, estos alimentos pueden ser más ampliamente aceptados .

Hasta ahora hemos analizado los problemas de la agricultura, y cómo la ingeniería genética, la agroecología, y la agricultura de precisión podrían usarse para resolverlos. Pero, ¿qué ocurre con la cría de animales? Lo veremos en el próximo capítulo.

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