¿Trans… gresores de la naturaleza?

Publicado el 29. abr, 2012 por Cuadrivio en Ciencias

Vivimos en una sociedad en la que es común escuchar a palabra «transgénico», que por sí misma no ayuda a entender su significado. Puede que sólo sepamos que es el producto de una práctica científica que se ha polemizado desde diversos ámbitos. Pero, ¿qué es y qué implica que un producto sea transgénico? Daniel Ochoa nos explica y detalla estas modificaciones genéticas intencionales. 

 

 Y dijo Dios: Hagamos al hombre á nuestra imagen, 

conforme á nuestra semejanza; y señoree en los peces de la mar,

 y en las aves de los cielos, y en las bestias, y en toda la tierra,

 y en todo animal que anda arrastrando sobre la tierra.

Génesis 1:26

¿Vamos a controlar la vida? Así lo creo.

Todos sabemos lo imperfectos que somos.

 ¿Por qué no hacernos un poco más aptos para la supervivencia?

Eso es lo que haremos. Nos haremos un poco mejores.

James Watson

 

Daniel Ochoa Gutiérrez

 

Los transgénicos han sido un tema indiscutiblemente polémico durante la última mitad del siglo pasado y el principio de éste. La idea de manipular genéticamente a los organismos para nuestro beneficio ha llevado a que muchas personas e incluso grupos sociales enteros hagan denotar su inconformidad con el hecho, pero ¿qué tan malos o buenos son para nuestro ambiente y para la sociedad?, ¿pueden existir daños a la salud por el consumo de estos productos? Y todavía más importante, ¿nos pueden llevar a una revolución tecnológica y cultural que mejore nuestro estilo de vida o sólo nos perjudican como sociedad? Esto es un tema que podemos discutir con gran fervor y entusiasmo; sin embargo, ¿cuál es la realidad que envuelve a los transgénicos? Hablemos un poco de ellos.

Primero entendamos qué es un transgénico para poder llevar esta discusión con un mayor entendimiento biológico. Un transgénico es un organismo genéticamente modificado en donde se ha alterado de alguna manera, y siempre deliberadamente, la información genética en su interior. Esto con la finalidad de otorgarle una característica que no está contenida en su material genético per se; es decir que no estaba contenida en el organismo desde que nació.

Antes que nada expliquemos cómo es posible que la información de un organismo sea trasladada a otro. Las características de todos los seres vivos están dadas principalmente por las proteínas que se encuentran en ellas. Éstas combinadas con lípidos y azúcares son capaces de constituir prácticamente cualquier estructura y función celular de un organismo. Ahora, las proteínas son estructuras conformadas por la unión de muchos aminoácidos, algunas constan de unas cuantas decenas y otras de miles de ellos. Cuando muchos aminoácidos forman una cadena polipeptídica (poli = muchos, péptido = aminoácido) se doblan o enrollan de cierta manera que les otorga una funcionalidad específica. Pero, ¿de dónde salen estas proteínas? Uno pensaría que provienen de la comida, pero en realidad los alimentos sólo nos otorgan los componentes basales para la formación de éstas. Las proteínas son formadas en la célula gracias a la traducción del DNA.

El DNA es la molécula de información por excelencia. El ácido desoxirribonucleico (ADN por sus siglas en español, y DNA por sus siglas en inglés) está conformado por cuatro bases nitrogenadas que corresponden a la adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). Las cadenas singulares formadas por muchas bases unidas se acoplan además complementándose entre bases, es decir, se forma una doble cadena unida por enlaces entre los nucleótidos antes mencionados. La adenina se une siempre con la timina y la guanina con la citosina.

Pensemos que en cada uno de los lugares de la cadena se encuentra una base nitrogenada al azar; esto es, hay una posibilidad de cuatro en la primera posición. Si colocamos otra al lado existen cuatro posibilidades más, lo que implica que ahora existen 16 combinaciones posibles; si seguimos colocando una base nitrogenada las combinaciones aumentarán de manera exponencial con base 4, es decir que si formáramos una cadena de 20 nucleótidos al azar habría 4²⁰ posibles cadenas de DNA. ¡Esto es más de un billón de cadenas posibles! El genoma humano contiene unos 3 mil millones pares de bases, una inmensidad de información potencial, mucho más que lo que contiene tu iPod.

Ya que existe una cantidad inimaginable de secuencias posibles, el DNA tiene mecanismos de empaquetamiento que aseguran que la información no esté distribuida sin sentido; estos paquetes son conocidos como genes. Los genes son secuencias de nucleótidos que tienen un sentido para la célula, ya que poseen reguladores que los activan y desactivan cuando son necesarios; por eso en realidad la información de nuestro organismo se dice que se encuentra en los genes. Cuando una proteína específica es necesaria para la célula comienza lo que se conoce como la transcripción del DNA. La transcripción consiste en transformar la secuencia de DNA a una de RNA para que ésta salga hacia el ribosoma y se vuelva a transformar, pero ahora en una proteína. La manera en que la transcripción se lleva a cabo es con ayuda de la RNA polimerasa, una proteína encargada de formar uniones de nucleótidos. Ésta se pega a secuencias específicas conocidas como cajas promotoras que se encuentran antes del gen, después de unirse a la cadena singular requerida comienza a unir nucleótidos de RNA basándose en la secuencia de DNA molde. Cuando termina de transcribir se obtiene un RNA mensajero casi idéntico al DNA del cuál se transcribió. Es casi idéntico ya que, en vez de utilizar la timina (T), se remplaza siempre por el uracilo (U), aunque la secuencia siga siendo la misma. Se le conoce como mensajero porque contiene información que se descodificará posteriormente para formar una proteína.

Después de que el RNA mensajero está completo se transporta con ayuda de ciertas proteínas conocidas como chaperonas que la llevan a los ribosomas. Aquí comienza la parte complicada.

Además del RNA mensajero existe el RNA de transferencia. Éste tiene una afinidad por cierto aminoácido de acuerdo con la secuencias de tres nucleótidos que se encuentran en el otro lado de la molécula; esto implica que siempre que se tenga cierta secuencia de tres nucleótidos en la parte «superior» de la molécula de RNA de transferencia, se tendrá un aminoácido específico en la parte «inferior» como se muestra en la Figura 1.

Figura 1: Traducción del RNA mensajero con ayuda del RNA de transferencia. Obsérvese cómo de un lado de la molécula de RNA de transferencia se encuentra la secuencia de tres nucleótidos y del otro lado el aminoácido correspondiente. (Foto obtenida de http://frank.itlab.us/photo_essays/wrapper.php?nephila_2002_dna.html)

Por ejemplo, a la fenilalanina siempre le corresponde la secuencia UUU o UUC; generalmente hay más de una secuencia por aminoácido como en este caso, pero siempre a uno de los 20 aminoácidos le corresponde una secuencia de tres nucleótidos. Por eso se le conoce como código genético: las secuencias de DNA codifican para una secuencia de aminoácidos.

Cuando el RNA mensajero llega al ribosoma comienza el proceso de traducción. A la secuencia que lleva el RNA mensajero se le pegarán RNAs de transferencia de acuerdo con la secuencia de tres nucleótidos complementarios. Si la secuencia lleva AUG, el RNA de transferencia con UAC en la parte contraria al aminoácido se pegará; esto iniciará la cadena de aminoácidos con metionina, la molécula correspondiente a esa pequeña secuencia. Las uniones de la cadena de aminoácidos continuarán hasta que el ribosoma se encuentre con UAA, UGA o UAG; secuencias de término que no codifican para ningún aminoácido[1]. Con esto terminará la traducción de la proteína y la cadena polipeptídica estará completa.

Después de esto la proteína se plegará y se le añadirán lípidos o azúcares para hacerla completamente funcional. Lo importante para la construcción de organismos transgénicos es la construcción de la cadena primaria, es decir, el proceso de transcripción y traducción. Si yo tomo el gen con su principio y final bien definido y lo coloco en otro organismo, el nuevo organismo será capaz de «comprender» la secuencia, traducirla a una proteína funcional y obtener la nueva característica.

Supongamos que tenemos un organismo, digamos la increíble medusa Aequorea victoria. Esta medusa es capaz de brillar gracias a una proteína conocida como GFP (Proteína Verde Fluorescente, por sus siglas en inglés). La secuencia de DNA que traduce esta proteína es conocida desde 1992 y se sabe bastante bien el funcionamiento estructural de la misma. ¿Qué podemos hacer?

Si esta secuencia de DNA la insertamos al genoma de un organismo unicelular, por ejemplo la bacteria Escherichia coli, y le colocamos un sitio para el inicio de la transcripción, entonces la proteína puede ser traducida y expresada en el organismo. Esto permitirá que la función de la proteína, es decir la fluorescencia, se lleve a cabo en la bacteria y, por lo tanto, tengamos bacterias fluorescentes; esto es un organismo transgénico. Ahora pongamos esta secuencia en la primera célula germinal (cigoto) de un pez cebra o de un jitomate y después de unos meses tendremos un pez cebra o un jitomate fluorescente. De hecho, este tipo de transgénicos son muy comunes en la biología molecular y se utilizan para observar la expresión de otras proteínas fácilmente.

Esta manera de ver un transgénico parece algo ociosa e incluso divertida, pero pongamos ejemplos más polémicos que nos llevarán a tener una discusión más a fondo.

Imaginemos ahora una característica que comparten muchas de las bacterias patógenas que producen enfermedades en el ser humano: la resistencia a antibióticos. Es interesante detenernos en este punto un instante. Las bacterias y muchos otros microorganismos tienen estructuras celulares conocidas como plásmidos. Los plásmidos son pequeñas secuencias de DNA que se mantienen en el citoplasma y que generalmente les confieren una característica extrínseca a las propias. Estos fragmentos de DNA se encuentran de manera circular, se duplican cuando es necesario y tienen reguladores y cajas promotoras que les permiten traducir las secuencias que contienen. Los plásmidos tienen la capacidad de transportarse de bacteria a bacteria y así conferirle características a otro organismo como la resistencia a antibióticos. Estas bacterias son «transgénicos naturales»[2] y ocurren en todo momento en el ambiente sin la necesidad de un ser humano.

Lo complicado comienza cuando los seres humanos se involucran. Por un lado de la balanza, si conocemos la secuencia de DNA que le permite a una bacteria sobrevivir a un antibiótico, es posible conferirle esta capacidad a otras colonias de bacterias que no la tengan. Estas bacterias patógenas ahora serán más resistentes a los antibióticos y producirán enfermedades de una mayor índole. Si esto se saliera de control sería fatal para nuestra especie y muchas personas morirían. Esto ha sucedido en menor rango con bacterias como el Staphylococcus aureus, bacteria que produce el ántrax, cuando en 1979 fueron liberadas accidentalmente esporas con las que se estaba trabajando en la Unión Soviética y causó la muerte de 68 personas[3]. Desde este punto de vista los transgénicos pueden llevar a la creación de armas biológicas que acabarían con la vida de muchos y, por lo tanto, tendrían un aporte negativo a nuestra sociedad.

Del otro lado tenemos el caso de la insulina, medicina esencial para el tratamiento de la diabetes y que es producida con relativa escases en el cuerpo humano. Para poderla producir en masa, en 1978 se logró introducir el gen que la codifica en la bacteria Escherichia coli. Ésta se reproduce con gran eficacia (se duplica cada 20 min aproximadamente) y la obtención de insulina puede ser mayor. La dosis de insulina obtenida en la actualidad, elaborada por la bacteria, pueden mantener con vida a los más de 700 mil diabéticos que existen en el mundo y que requieren de dicha proteína.

Ahora supongamos que también conocemos la secuencia de DNA que les confiere a las bacterias la capacidad de infección en el cuerpo humano. Esto nos permitirá que mutemos la secuencia o la cambiemos a placer para que las nuevas colonias no sean infecciosas; así podríamos acabar con enfermedades epidémicas como el cólera y salvaríamos miles de vidas humanas. De hecho, esto se lleva a cabo diariamente pero no en bacterias, sino en virus. Los virus también contienen DNA, o incluso RNA para ahorrarse el paso de la transcripción. Aunque no poseen plásmidos, su genoma es muy pequeño y fácil de manipular y esto lo utiliza el ser humano para su beneficio. Las vacunas (un tipo de ellas) en realidad son los mismos virus que nos infectan pero con su genoma modificado o incluso sin él. De esta manera se evita la infección completa y destructiva del virus y se desarrolla un sistema inmune capaz de contrarrestarlos. Desde este punto de vista todos hemos tenido algún transgénico dentro de nuestro cuerpo y no sólo no nos ha perjudicado, sino que nos ha permitido estar sanos. En realidad las secuencias de DNA que poseen los transgénicos no pueden ser adquiridas por nuestro organismo si son ingeridas desde el exterior de la célula. Debemos dejar de preocuparnos de que nos salgan garras como Wolverine, otros cuatro brazos como a Spider-Man o que empecemos a fluorescer como bacterias por comer un jitomate transgénico. Esto será decepcionante para algunos, pero es la realidad.

Vayamos ahora a uno de los ejemplos más controversiales que hay en el momento sobre los transgénicos en muchos países como México y Estados Unidos: el caso del maíz. La secuencia de DNA completa de la planta del maíz fue obtenida en 2008, pero desde 1983, cuando se produjo la primera planta transgénica, se conocían secuencias importantes para la sobrevivencia y crecimiento de esta planta. Algunos científicos, financiados por empresas privadas, comenzaron a investigar y cambiar las secuencias genómicas del maíz introduciéndoles genes externos. Esto permitiría una mejora de calidad en cuanto a su tamaño, tiempo de cosecha, y resistencia a ambientes ajenos y a organismos parasitarios. Hasta ahí todo sonaba bien y aumentaría la producción del maíz ayudando a la economía y cultura alimenticia de muchos países. La complicación surgió cuando los dueños de estas empresas se dieron cuenta de que estaban desarrollando secuencias de DNA, genes y seres vivos que no existían naturalmente y que eran, por tanto, una invención novedosa. En este planeta cuando alguien desarrolla una tecnología novedosa se puede patentar y así evitar que personas ajenas la utilicen para obtener un importe monetario que le correspondería al inventor. Pero, ¿es posible patentar una especie natural, un gen, una secuencia de DNA o una proteína? Según la Organización Mundial de la Propiedad Intelectual:

El mero hecho de descubrir algo que ya exista en la naturaleza, por ejemplo, una variedad vegetal hasta ahora desconocida, no entra dentro de lo que se entiende por invención. Para hablar de invención tiene que haber intervención del ser humano. Por ejemplo, el proceso de extracción de una nueva sustancia de una planta puede constituir una invención.[4]

Fuera de eso la normativa está regida por el país en donde se quiera patentar. Las variedades de maíz transgénico, secuencias de DNA o genes implicados han sido muchas veces patentadas. El problema es que las empresas privadas poseen estas patentes contra las que no pueden competir los campesinos no industrializados. Esto lleva a que la riqueza agrícola se mantenga en las manos de algunas cuantas personas que aumentan y mejoran estas variedades naturales y se enriquecen dañando el capital público. Además, nos lleva a una controversia todavía mayor: ¿Hasta qué punto se puede decir que algo está hecho por un humano o por la naturaleza? ¿Se pueden patentar seres vivos y apropiarse de ellos para recibir un beneficio? Las secuencias de DNA diseñadas o modificadas por los humanos son muchas veces artificiales, mas la base primaria es natural. ¿El gen de la proteína verde fluorescente le pertenece a su descubridor o a la medusa? La secuencia original fue obtenida por procesos naturales de evolución, ésta fue transferida a otro organismo que no la tenía con ayuda de técnicas humanas, ¿el organismo nuevo fluorescente le pertenece a alguien?

Según la revista Science, en el 2005 existían 4 mil 382 genes humanos de 23 mil 866 conocidos que estaban patentados, ¡esto es casi el 20 por ciento de nuestros genes![5] Además de éstos, el 66 por ciento están patentados por empresas privadas y 78 por ciento pertenecen a Estados Unidos. ¿Quiere decir que no los podemos usar sin el consentimiento de alguien? ¿Qué no podemos utilizarlos sin remunerar una cantidad determinada a algún empresario o a las universidades estadunidenses?

La mayoría de los genes humanos patentados están involucrados con alguna enfermedad genética: el cáncer, la diabetes y la obesidad. ¿Qué implica esto? ¿No se puede tener cáncer sin remunerar a una empresa privada con un aporte monetario? Al parecer la idea de patentar un producto es que no se pueda lucrar con él. Entonces si alguien descubriera una cura para el cáncer basándose en la secuencia patentada, ¿no podría ser utilizada por la gente que está enferma sin retribuirle una ganancia a la empresa privada? Y dentro de unos años cuando todo el genoma esté patentado, ¿los seres humanos perderán su libertad y pertenecerán a algún empresario? En el 2010 un juez de la Corte de Distrito de los Estados Unidos prohibió la patente de los genes asociados al cáncer BRCA₁ y BRCA₂[6] ¿Será esto el principio del fin para las patentes humanas? Esperemos que sí.

Todas estas preguntas son las que de verdad importan. Los transgénicos suceden en la naturaleza frecuentemente e incluso han sido utilizados por la naturaleza para algunos de los más importantes procesos de evolución. Las bacterias se transmiten en plásmidos todo el tiempo; la capacidad de transmisión de genomas pudo haber producido la endosimbiosis, que dio lugar a estructuras celulares fundamentales para muchos organismos como nosotros. Además, es bien sabido que no existe manera fisiológica ni genética de dañarnos al consumir un alimento transgénico, no más de la que te produciría cualquier otro alimento.

Los transgénicos son cada vez más comunes y fáciles de diseñar gracias al avance de la ciencia. Nos pueden proporcionar mejoras en nuestra calidad de vida, alimentación y salud, evitando situaciones negativas que arremeten contra nuestra especie diariamente. A pesar de esto, mientras hay un avance desde la parte biológica de los transgénicos, hay un decaimiento desde un trasfondo social y económico en donde los intereses personales están antes que los comunales, y en donde se introducen transgénicos y se busca el desarrollo de los mismos por la finalidad empresarial antes que el beneficio humanitario. El problema de los transgénicos seguirá siendo un tema controversial y polémico dentro de nuestra sociedad en tanto no se haya establecido una política formal y mundialmente reconocida acerca de ellos.

Los transgénicos pueden llevarnos a un progreso científico y tecnológico inimaginable durante el próximo siglo; sin embargo, debemos tener cuidado puesto que el pensamiento humano nos puede llevar a un retroceso de miles de años de conciencia social y cultural.

 

NOTAS

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