1. Introducció

Gràcies a les noves tecnologies l'enginyeria genètica i el clonatge han pogut evolucionar des del no res, fins aconseguir un experiment en el qual uns científics famosos han aconseguit clonar una espècie d'animal.

Durant segles s’han produït modificacions dels éssers vius, plantes i animals a través de l’anomenada genètica clàssica. Ara bé, quan aquesta genètica ja no es produeix a l’atzar sinó que és induïda al laboratori es parla d’enginyeria genètica moderna.

Des dels primers descobriments sobre el clonatge fins ara han aparegut una sèrie de fets importants com nous estudis en ciències com la biotecnologia, la bioètica, també han aparegut estudis en la insulina, les cel·lules mare, etc.

Apartats:

- Enginyeria genètica

- La insulina (aplicació en l'enginyeriagenètica)

- Biomedicina

- Biotecnologia

- Bioètica

- L'estructura de l'ADN

- Clonatge i transferència nuclear

- Clonatge terapèutic

- Cèl·lules mare (clonatge)

2. Enginyeria genètica

L'enginyeria genètica és el procediment tecnològic que s'utilitza per tal de manipular els gens d'un organisme. La producció d'uns organismes genèticament modificats pot ser també un dels objectius de l'enginyeria genètica.

L'enginyeria genètica fa servir procediments que aconsegueixen la clonació o la transferència genètica amb l'aïllament, manipulació e reintroducció d'ADN als organismes vius per generar noves característiques. Fa servir la tècnica de clonació utilitzant com a vector un plasmidi que és una molècula d'ADN circular de doble cadena pròpia dels procariotes, que pot existir i replicar-se independentment del cromosoma o estar integrat en el mateix o un fagovirus, virus paràsit d'altres virus, i la tècnica de la mutagènesi que tracta sobre la producció de mutacions sobre ADN, clonat o no.

Les manipulacions per enginyeria genètica segueixen essencialment cinc passos:

1.-Aïllament dels gens d'interès.

2.-Inserció dels gens en un vector de transferència.

3.-Transferència del vector (amb el gen insertat a dins) a l'organisme que es vol modificar.

4.-Transformació de les cèl·lules de l'organisme.

5.-Selecció d'aquells organismes en què s'ha aconseguit obtenir un Organisme Genèticament Modificat.

En el cas d'actuar sobre microbis l'enginyeria genètica s'anomena blanca, quan actua sobre plantes s'anomena enginyeria verda i roja quan ho fa sobre animals incloent també els humans.

Exemple de la utilitat de l'enginyeria genètica és la producció d'insulina humana a través de bacteris modificats.

3. La insulina (aplicació en l'enginyeria genètica)

La diabetis es tracta amb insulina obtinguda per enginyeria genètica, un medicament biològic idèntic a la insulina humana. Va ser el primer medicament biotecnològic, i s'usa amb èxit des dels anys '80.

La biotecnologia és present en la vida quotidiana, i ofereix els seus beneficis. La salut humana és un dels aspectes que s'ha vist afavorit a partir dels avenços científics aconseguits en les últimes dècades. Actualment, la vida de milions de diabètics en el món depèn de la insulina humana recombinant, una hormona fabricada mitjançant tècniques d'enginyeria genètica.

La insulina és el primer cas de proteïna produïda per enginyeria genètica aprovada per a ús en humans, des de 1982. La tècnica d'enginyeria genètica emprada consisteix a extreure de cèl·lules humanes el gen que porta la informació per fabricar insulina humana. Aquest gen (un fragment del material genètic) s'introdueix dins de bacteris que són organismes fàcils de conrear al laboratori.

Els bacteris que van incorporar el petit fragment d'ADN es denominen llavors "organismes genèticament modificats" (OGM). Els bacteris que tenen el gen humà de la insulina es multipliquen a un ritme veloç i, a mida que ho fan, produeixen grans quantitats d'insulina humana, entre d'altres substàncies.

Llavors, la insulina humana s'extreu dels bacteris, es purifica i es ven com a medicament. La substància obtinguda per enginyeria genètica, en aquest cas insulina humana, s'anomena "insulina recombinant".

4. Biomedicina

La biomedicina és un terme que engloba el coneixement i la investigació que és comú als camps de la medicina i l'odontologia i les biociències.

L'Enginyeria biomèdica és una activitat interdisciplinària i multi professional, que contribueix tant al desenvolupament científic, econòmic i social, com al benestar general. Integra les ciències de l'enginyeria amb les ciències biomèdiques i la pràctica clínica. Es considera com a part del seu camp:

- El desenvolupament de tecnologia biomèdica, nous sistemes, dispositius, processos i algorismes, en serveis de salut.

- La creació de millors condicions dels recursos tecnològics per a la prestació amb qualitat dels serveis de salut.

- L'enteniment i la utilització del coneixement dels sistemes vius per a aplicacions clíniques substantives i innovadores basades en les ciències de l'enginyeria.

5. Biotecnologia

La biotecnologia és el conjunt de disciplines o ciències que té per objectiu l'estudi dels éssers vius o parts dels éssers vius per tal d'obtenir-ne béns i serveis. La seva zona d'estudi està entre la biologia, la bioquímica i l'enginyeria química i té a més gran repercussió en la farmàcia, medicina, microbiologia, la ciència dels aliments i l'agricultura, entre altres camps.

La biotecnologia té aplicacions en quatre àrees industrials principals: salut, producció de plantes i agricultura, usos no alimentaris de plantes i altres productes (per exemple: plàstic biodegradable, oli vegetal, biocombustible, etc.), i utilitzacions mediambientals.

Diferents subcamps de la biotecnologia:

- Biotecnologia vermella: Biotecnologia aplicada als processos mèdics. Alguns exemples són el dissenys de microorganismes dedicats a produir antibiòtics i el disseny de cures genètiques per a malalties a través de la teràpia gènica o cel·lular.

- Biotecnologia blanca: També coneguda com a biotecnologia grisa o biotecnologia industrial és la biotecnologia aplicada als processos industrials. Un exemple és la utilització d'enzims com a catalitzador industrial tant per produir productes químics preuats o per destruir productes perillosos o contaminants.

- Biotecnologia verda: És la biotecnologia aplicada als processos agrícoles. Un exemple és el disseny d'un organisme transgènic per créixer sota condicions mediambientals específiques o en presència (o absència) de certes substàncies químiques. És tasca d'aquesta biotecnologia fer més compatible l'explotació agrícola i el respecte pel medi ambient

- Bioinformàtica: És un camp interdisciplinari que prova de resoldre problemes biològics mitjançant tècniques computacionals fent possible una ràpida organització i anàlisi de les dades biològiques. Aquest camp també pot rebre el nom de biologia computacional, i que pot ser definida com la conceptualització de la biologia en termes de molècules i l'aplicació de tècniques informàtiques per entendre i organitzar a gran escala la informació associada amb aquestes molècules.

- Bioenginyeria: L'enginyeria biològica o bioenginyeria és una branca de l'enginyeria que se centra en la biotecnologia i en les ciències biològiques. Es tracta d'un enfocament integrat dels fonaments de les ciències biològiques i els principis tradicionals de l'enginyeria.

- Bioremediació i biodegradació: La bioremediació és el procés pel qual són utilitzats microorganismes per netejar un lloc contaminat. Els processos biològics tenen un paper important en l'eliminació de contaminants i la biotecnologia aprofita la versatilitat catabolisme dels microorganismes per degradar i convertir aquests compostos.

- El terme biotecnologia blava ha estat també emprat per descriure les aplicacions marines i aquàtiques de la biotecnologia, però el seu ús és relativament rar.

- A la inversió i la despesa econòmica en tots aquests tipus d'aplicacions de la biotecnologia li ha estat aplicat el terme de bioeconomia.

6. Bioètica

La bioètica és la branca de l' ètica que aspira a proveir a els Principis orientadors de la conducta humana en el camp Biomèdic .

La bioètica abasta les qüestions ètiques sobre la vida que sorgeixen en les relacions entre biologia , nutrició , medicina , química , política , dret , filosofia , sociologia , antropologia , teologia , etc .

Alguns bioètics tendeixen a reduir l'àmbit de l'ètica a allò relacionat amb els tractaments mèdics o amb la innovació tecnològica . Altres, però , opinen que l'ètica ha d'incloure que fa a totes les accions que puguin ajudar o danyar organismes capaços de sentir por i dolor . En una visió més àmplia, no només cal considerar el que afecta els éssers vius ( amb capacitat de sentir dolor o sense aquesta capacitat ) , sinó també a l'ambient en què es desenvolupa la vida , de manera que també es relaciona amb la ecologia.

El criteri ètic fonamental que regula aquesta disciplina és el respecte a l'ésser humà , als seus drets inalienables , al seu bé veritable i integral : la dignitat de la persona .

Els principis fonamentals de la bioètica són els següents :

Principi d'autonomia : L'autonomia expressa la capacitat per donar-se normes o regles a un mateix sense influència de pressions externes o internes .

Principi de Beneficència : Obligació d'actuar en benefici d'altres , promovent els seus legítims interessos i suprimint prejudicis .

Principi de no maleficència : Abstenir intencionadament de realitzar accions que puguin causar dany o perjudicar a uns altres.

Principi de justícia : Tractar cadascun com correspongui , amb la finalitat de disminuir les situacions de desigualtat .

Si es contradiuen , en aquest cas caldrà donar prioritat a un o altre , depenent del cas .

7. L'estructura de l'ADN

L'estructura de l'ADN és la disposició espacial que pren l'ADN. A causa del fet que és un polímer llarg compost d'unitats que es repeteixen anomenats nucleòtids. Tot i que cada unitat repetitiva individual és molt petita, els polímers d'ADN poden ser molècules enormes que contenen milions de nucleòtids.

En els organismes vius, l'ADN no sol existeix en forma de molècula única, sinó com un parell de molècules estretament associades. Aquestes dues cadenes s'entrellacen com lianes, formant una doble hèlix. Els nucleòtids repetits contenen tant el segment del tronc de la molècula, que manté la cadena unida, i una base, que interacciona amb l'altra cadena d'ADN de l'hèlix. En general, una base unida a un sucre és anomenada nucleòsid, i una base unida a un sucre i un o més grups fosfat rep el nom de nucleòtid. Si diversos nucleòtids estan units, com en el cas de l'ADN, el polímer rep el nom de polinucleòtid.

El tronc de la cadena d'ADN es compon de residus de fosfats i de sucres que es van alternant. El sucre de l'ADN és la 2-desoxiribosa, que és una pentosa (amb cinc àtoms de carboni). Els sucres són units per grups fosfat que formen enllaços fosfodièster entre el tercer i el cinquè àtom de carboni dels anells de sucres adjacents. Aquests enllaços asimètrics signifiquen que una cadena d'ADN té una direcció. En una doble hèlix la direcció dels nucleòtids en una cadena és la inversa de la direcció de l'altra cadena. Aquest arranjament de les cadenes d'ADN és denominat antiparal·lel.

La doble hèlix de l'ADN és estabilitzada per enllaços d'hidrogen entre les bases unides a les dues cadenes. Les quatre bases de l'ADN són l'adenina (abreujada com a A), la citosina (C), la guanina (G) i la timina (T). Aquestes quatre bases s'uneixen al sucre/fosfat per formar el nucleòtid complet, com es mostra en el cas del monofosfat d'adenosina.

Les bases es classifiquen en dos tipus; l'adenina i la guanina són compostos heterocíclics de cinc i sis membres anomenats purines, mentre que la citosina i la timina són anells de sis membres anomenats pirimidines. Una cinquena base pirimidínica, anomenada uracil (U), pren sovint el lloc de la timina en l'ARN, i se'n diferencia pel fet que manca de grup metil a l'anell. L'uracil no se sol trobar a l'ADN, existint únicament com a producte de la desfragmentació de la citosina.