Ingeniería Genєуtica, El Sistema Crispr/cas9 y su Funcionamiento

Durante el inicio de la edición genética hemos podido ver grandes avances, los pruebas han dado resultados de gran magnitud y un acelerado proceso de cambios en el ADN, cada nuevo descubrimiento es de aprendizaje. Las diferentes formas de edición genética han llevado a nuevos métodos unos más completos, otros más rápidos. En el caso de esta investigación se estudiará el sistema CRISPR/Cas9, una técnica de edición del genoma, pero antes de llegar a la definición dada se necesita conocer algunos conceptos.

La gente conoce al ácido desoxirribonucleico como ADN sin tomar en cuenta su definición dada por el “Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano” que dice: “molécula llamada ácido desoxirribonucleico (ADN), la cual contiene las instrucciones biológicas que hacen de cada especie algo único. El ADN, son las instrucciones que se pasan de los organismos adultos a sus descendientes durante la reproducción.”, el arn es el ácido ribonucleico que forma parte del adn, según la investigación de Dr.Leslie G. respaldada por el “Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano” dice “El ácido ribonucleico (ARN) es una molécula similar a la de ADN. A diferencia del ADN, el ARN es de cadena sencilla.” 

Hoy en día, existe una gran cantidad de enfermedades de carácter genético, algunas, provocan millones de muertes al año como el VIH, y otras, como el daltonismo y la hemofilia, impactan mucho en la calidad de vida de las personas.

Según la OMS (Organización Mundial de la Salúd), aproximadamente 36,7 millones de personas en el mundo están infectadas de VIH, de las cuales 1,8 son niños. También, se calcula que mas de 35 millones de personas han muerto por ésta causa, lo cual es una problemática muy notoria.

Por esto, se estan creando terapias genéticas (tratamientos que se basan en la edición de genes) para prevenir y tratar estas enfermedades con base en el ADN humano como la fibrosis quística y la diabetes.

Por otro lado, según el National Human Genome Research Institute, cada año más de dos millones de estadounidenses tienen serios efectos secundarios debido a medicinas incorrectamente recetadas, y lo peor, es que más de 100,000 de éstos mueren. Por esto, y gracias a la profunda investigación en la ingeniería genética se ha empezado a descubrir en el genoma humano cómo es que cada persona reacciona de manera distinta a un medicamento, a este tipo de investigación se le llama farmacogenética.

En este trabajo se presentarán los distintos propósitos que tiene la ingeniería genética hoy en día en la medicina y en la agricultura, por lo que se le invita a continuar leyendo este documento en el que se hablará a fondo sobre la ingeniería genética y su sistema más moderno… el CRISPR/Cas9.

Para iniciar con la información más importante de este documento, se presentará un glosario con el contenido más trascendental:

• ADN: Ácido Desoxirribo Nucleico
• ARN: Ácido Ribonucleico
• Alelo: Según el Instituto Nacional de la Investigación del Genoma Humano: “Es cada una de las dos o más versiones de un gen. Un individuo hereda dos alelos para cada gen, uno del padre y el otro de la madre. Los alelos se encuentran en la misma posición dentro de los cromosomas homólogos”. (NHGRI, 2017).
• Genotipo: Según el Instituto Nacional de la Investigación del Genoma Humano: “es la colección de genes de un individuo. El término también puede referirse a los dos alelos heredados de un gen en particular. El genotipo se expresa cuando la información codificada en el ADN de los genes se utiliza para fabricar proteínas y moléculas de ARN. La expresión del genotipo contribuye a los rasgos observables del individuo, lo que se denomina el fenotipo”. (NHGRI, 2017).
• Fenotipo: Según el Instituto Nacional de la Investigación del Genoma Humano: “el fenotipo constituye los rasgos observables de un individuo, tales como la altura, el color de ojos, y el grupo sanguíneo. La contribución genética al fenotipo se llama genotipo. Algunos rasgos son determinados en gran medida por el genotipo, mientras que otros rasgos están determinados en gran medida por factores ambientales”. (NHGRI, 2017).
• Nucleótido: Según el Instituto Nacional de la Investigación del Genoma Humano, un nucleótido es: “la pieza básica de los ácidos nucleicos. El ARN y el ADN son polímeros formados por largas cadenas de nucleótidos. Un nucleótido está formado por una molécula de azúcar (ribosa en el ARN o desoxirribosa en el ADN) unido a un grupo fosfato y una base nitrogenada. Las bases utilizadas en el ADN son la adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T). En el ARN, la base uracilo (U) ocupa el lugar de la timina”. (NHGRI, 2017).
• Proteína: Según el Instituto Nacional de la Investigación del Genoma Humano, “son una clase importante de moléculas que se encuentran en todas las células vivas. Una proteína se compone de una o más cadenas largas de aminoácidos, cuya secuencia corresponde a la secuencia de ADN del gen que la codifica. Las proteínas desempeñan gran variedad de funciones en la célula, incluidas estructurales (citoesqueleto), mecánicas (músculo), bioquímicas (enzimas), y de señalización celular (hormonas)”. (NHGRI, 2017).
• Aminoácido: Son un conjunto de 20 tipos distintos de moléculas y constituyen las piezas básicas para construir proteínas. (NHGRI, 2017).
• CRISPR: Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente Interespaciadas. Este es un espacio existente en el ADN de las bacterias, en el cual, estas guardan una copia del ADN del virus que la infecta (este sistema será explicado a profundidad más adelante en el texto)
• Cas9: Proteína que se encuentra en el cuerpo de las bacterias, es la encargada de copiar, cortar y pegar secuencias de ADN en el sistema CRISPR/Cas9.

Ya con esta información, se puede presentar el tema en concreto, el sistema CRISPR/Cas9, pero antes de hacer eso, se hablará un poco sobre la historia de la ingeniería genética.

Alrededor del 1960, científicos iniciaron a bombardear plantas con radiación para ver el cambio que se producía, y para tal vez, encontrar una planta modificada que aleatoriamente tenga beneficios para la humanidad.

En el 1970, se empezó a inyectar información genética a bacterias, plantas y animales, para observar sus modificaciones y contribuir a la creación de productos que ayudarían a la agricultura, medicina, etc.

En 1974 nació el primer animal genéticamente modificado. el ratón de laboratorio, salvando millones de vidas gracias a las pruebas médicas realizadas en ellos.

Alrededor del 1990, se realizó un avance muy interesante en la modificación genética humana, pues se inyectó información genética de un padre y una madre a un óvulo donado, por lo que se crearon los primeros niños con el código genético de 3 padres.

En 1994 salió a la venta la primera comida genéticamente modificada, el tomate salvador de sabor, el cual tenía un gen que le permitía desactivar temporalmente una enzima que lo hace caducar, por lo que su tiempo de vida es mucho más largo que el de un tomate normal.

Estos son algunos de los datos más relevantes en la ingeniería genética antes de la creación de la herramienta más poderosa en esta rama de la biología, el sistema CRISPR/Cas9.