sábado, 23 de agosto de 2008

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lantas transgenicas
ANIMALES TRANSGÉNICOS
Normalmente, en los organismos superiores animales o vegetales la información genética se transmite por mecanismos de reproducción sexual ; es lo que se conoce como transmisión genética vertical. Sin embargo, hace ya unos veinte años se logró obtener los primeros ratones transgénicos mediante transferencia génica por inyección directa de ADN extraño en un cigoto obtenido por fecundación in vitro ; es decir, se trataba de una transmisión genética horizontal, también llamada transgénesis.
A partir de las experiencias de Gordon, Ruddle y colaboradores iniciadas en 1980 en las que inyectaron ADN de ratón en uno de los pronúcleos de un cigoto de la misma especie, se inició una nueva era en la manipulación genética de embriones de mamíferos. Al año siguiente, Gordon y Ruddle (1981) demostraban la integración y transmisión estable a través de la línea germinal de genes inyectados en pronúcleos de cigotos de ratón obtenidos por fecundación in vitro. Eran los primeros ratones transgénicos. El paso siguiente consistió en probar que también se podían obtener ratones transgénicos que incorporaran en su genoma un gen (transgén) de otra especie. Así, Palmiter y colaboradores (1982) obtuvieron ratones transgénicos gigantes al inyectar en el pronúcleo de un cigoto el gen de la rata que codifica para la hormona del crecimiernto. Incluso, se obtuvieron también ratones transgénicos gigantes cuando el transgén introducido era el gen humano que codifica para la hormona de crecimiento (Palmiter et al., 1983).
El ratón transgénico, que lleva incorporado el gen de la hormona de crecimiento de la rata, tiene un aumento de tamaño del 80% en comparación con un ratón normal (Fuente: S.F.Gilbert, 1988, Developmental Biology, 2nd edition, Sinauer Associate, Inc.)
Como era de esperar, a los ratones transgénicos siguieron los conejos, ovejas y cerdos transgénicos a los que se les había introducido por microinyección en uno de los pronúcleos del cigoto el ADN del gen humano que codifica para la hormona de crecimiento, en un intento de aumentar el tamaño de tales animales (Hammer et al., 1985). Sin embargo, este avance científico no tuvo aplicación zootécnica porque la presencia del transgén modifica la fisiología del animal transgénico, produciendo efectos colaterales perjudiciales para su desarrollo. De cualquier manera, la era de la trangénesis animal había comenzado como una realidad imparable.
Cerdo transgénico que lleva incorporado el gen humano de la hormona del crecimiento. Su desarrollo presentaba trastornos fisiológicos importantes (Fuente: M.R.Cummings, 1995, Herencia Humana, 3ª edición, Interamericana)
En el cuadro adjunto se indican algunas especies en las que se han obtenido animales transgénicos:

MAMÍFEROS TRANSGÉNICOS
Como se indicaba anteriormente, las investigaciones llevadas a cabo a principio de los años ochenta no fueron más que el lanzamiento de una serie ininterrumpida de avances, tanto en la investigación básica como en la utilización práctica de los animales transgénicos. En el cuadro adjunto se incluyen los principales hitos relacionados con la obtención y desarrollo de los mamíferos transgénicos:


OBJETIVOS: APLICACIONES
La Biotecnología incluye "cualquier técnica que utilice organismos vivos o parte de los organismos para fabricar o modificar productos, mejorar plantas o animales o desarrollar microorganismos para usos específicos" (Rodríguez-Villanueva, 1986).
La potencialidad de la biotecnología estriba en producir cantidades ilimitadas de:
Substancias de las que nunca se había dispuesto con anterioridad
Productos que se obtenían en pequeñas cantidades
Abaratamiento de los costes de producción
Mayor seguridad en los productos obtenidos
Nuevas materias primas, más abundantes y menos caras
Dentro de este contexto general, la Biotecnología ha incorporado la transgénesis animal con los fines que se indican a continuación:
Mejora de caracteres productivos
Resistencia a enfermedades
Modelos animales de enfermedades humanas (por ejemplo, ratones knockout)
Animales transgénicos como biorreactores para la síntesis de proteínas de alto valor (proteínas terapéuticas): Las "granjas farmacéuticas" o "granjas moleculares"
Donación de órganos: Xenotransplantes
De todos ellos, en lo que sigue se hará referencia únicamente a los dos últimos.

· Ovejas transgénicas
Los pacientes de enfisema hereditario necesitan ingerir grandes dosis de a -1-antitripsina para suplir su deficiencia en plasma, donde la concentración es de 2 mg/ml. Pues bien, en el Roslin Institute de Edinburgo, en colaboración con la empresa PPL, se han obtenido por diversos procedimientos ovejas transgénicas portadoras del gen humano que codifica para la a -1-antitripsina (unido al promotor de la b -lactoglobulina para que se exprese exclusivamente en las células de la glándula mamaria. Así, el grupo que dirige el Dr. Ian Wilmut microinyectaron 549 cigotos con el ADN del gen humano unido al promotor del gen de la b -lactoglobulina de oveja, obteniendo 113 individuos de los que cinco (un cordero y cuatro ovejas) eran transgénicos. Las ovejas producían más de 1 mg/ml de a -1-antitripsina en la leche e, incluso, una de ellas, que presentaba un mayor número de copias del transgén integradas en el genoma, llegó a producir hasta 63 mg/ml durante la primera semana, pero luego se estabilizó en 35 mg/ml (Wright et al., 1991).
El mismo grupo de investigación ha obtenido también ovejas transgénicas portadoras del gen humano que codifica para el factor IX de coagulación de la sangre (antihemofílico), primero mediante la técnica de microinyección en el pronúcleo del cigoto del correspondiente gen humano (ADNc) unido al promotor del gen de la b -lactoglobulina de la oveja (Clark et al., 1989) y más tarde mediante la técnica de clonación: transferencia de núcleos de fibroblastos fetales genéticamente modificados (Schnieke et al., 1997).

· Cabras transgénicas
Las cabras también pueden constituir unos buenos biorreactores de proteínas humanas puesto que producen 4 litros/día de leche y sus períodos de gestación y de desarrollo son cortos (5 y 8 meses, respectivamente). Así, Ebert et al. (1991) obtuvieron cabras transgénicas portadoras del gen humano que codifica para el activador tisular de plasminógeno (AtPH) que, al estar unido al promotor del gen de la b -caseína de la cabra, producía hasta 2-3 mg/ml de AtPH en la leche del animal. La proteína podía ser aislada con una pureza del 98% y una actividad específica de 610.000 U/mg (Denman et al., 1991).
4039.- Cabras transgénicas productoras de proteínas humanas en la leche (Fuente: Genzyme Transgenic, 1994, Science, 264:902)

Vacas transgénicas
La gran producción lechera de las vacas (10.000 litros/año, 35 g proteína/litro de leche) las convierte en poderosos biorreactores de proteínas humanas. En 1991, tres grupos de investigación de Holanda (la Universidad de Leiden, la empresa Gene Pharming Europe y el Instituto de Producción Animal de Zeist) obtuvieron vacas transgénicas portadoras del gen humano de la lactoferrina que se sintetizaba en la leche del animal por estar unido al promotor de la a -S1-caseína bovina. Así, Krimpenfort et al. (1991) inyectaron 1.154 pronúcleos de otros tantos cigotos obtenidos por fecundación in vitro, de los cuales sobrevivieron 981. A los 9 días transfirieron 129 embriones a vacas estimuladas hormonalmente (pseudopreñez), quedando 21 de ellas preñadas y sólo 16 llevaron a término la gestación. Se obtuvo un macho y una hembra (que era un mosaico). El macho dio positivo para la presencia del gen humano en todos los tejidos analizados (placenta, oreja y sangre), estimándose que era portador de 5 a 10 copias del gen humano.
Más tarde, otro grupo de investigación (Cibelli et al., 1998) obtuvo tres terneros clónicos transgénicos que llevaban el trasgén híbrido b -gal-neo que se expresaba con un promotor muy potente del citomegalovirus. En el caso de las vacas, otros objetivos pueden ser la aplicación de la técnica conocida como "modelo de la glándula mamaria" para reducir la lactosa (para los casos de intolerancia) o fabricar "in vivo" leche maternizada, suprimiendo mediante la técnica de "knockout" del gen de la b -lactoglobulina de la leche de vaca para imitar a la leche humana que no la tiene.

Inseminación Artificial en Vacunos


INSEMINACIÓN ARTIFICIAL

La Inseminación Artificial es una técnica reproductiva mediante el cual se deposita los espermatozoides en el aparato reproductor de la hembra por medios mecánicos con el objeto de tener la fertilización del óvulo sin efectuarse la cópula.

Ventajas
· Mejor aprovechamiento del macho: por ejemplo un toro en monta natural deposita en la hembra todo el semen producido en una eyaculación, en cambio con inseminación artificial ese semen puede ser diluido y alcanzar para mas de 100 vacas y también congelarse y preservarse en el tiempo.
· Mejoramiento genético más rápido.
· En general es más económico que tener un macho de monta libre.
· Evita la transmisión de enfermedades venéreas.
· Aumenta la fertilidad del rebaño por ser más controlada que la monta natural.
· Permite usar machos con excelentes características pero con algún problema físico no hereditario (quiebre o daños en extremidades, ciegos, etc.).
· Uso de machos a grandes distancias mediante semen congelado.
· Es un método más económico que mantener un reproductor.
· Estimula el uso de registros.
Fases de la Inseminación Artificial
1. Colección del semen.
Se puede realizar por diferentes métodos, siendo el principal la vagina artificial.

Una vez obtenida el semen se debe someterá la siguiente evaluación. (En laboratorio)
Color y aspecto del semen
Volumen
Ph
Motilidad (es la prueba de calidad del animal más importante, debido a que la fertilidad esta altamente correlaciona con los espermatozoides motiles (móviles).
Porcentaje de espermatozoides normales
Porcentaje de espermatozoides vivos.

2. Dilución del semen. Se realiza con la finalidad de:
a. Aumentar el volumen del eyaculado b. Mantener mótiles y fétiles a los espermatozoides el mayor tiempo posible.
Los principales dilutores ( dilución)
a. Yema de huevo-fosfato b. Yema de huevo – citrato de sodio al 3% etc.
3. Conservación del semen.
Semen fresco. Inmediatamente después del proceso de dilución a medio ambiente se procede a realizar la inseminación artificial en la hembra.
Semen refrigerado: Consiste en diluir el semen y luego conservarlo en refrigeración (4 a 5 grados centígrados) por un tiempo máximo de 3 a 5 días, en el cual debe realizarse la inseminación artificial.
Semen congelado. En un tambor o tanque con nitrógeno liquido a -196 ºC.
4. Inseminación Artificial de la Hembra. Se debe realizar en el momento óptimo para inseminar y el momento de Inseminación esta en relación estrecha con el momento de ovulación y el tiempo de vida fértil del óvulo y los espermatozoides. Para realizar la Inseminación necesitamos tener animales en celo, en vacas se recomienda inseminar 12 horas después del inicio de celo, en ovejas de 4 a 6 horas del inicio del celo, en marranas de 24 y 36 horas de iniciado el celo.
En vacas, para utilizar el semen congelado, éste debe ser descongelado en agua a 35ºC por 20 a 30 segundos, para llevarlo a temperatura corporal. Este proceso debe realizarse rápidamente a fin de evitar la reorganización de cristales de agua en el interior de los espermios, lo que provocaría la ruptura de membranas y muerte de éstos. Una vez descongelado el semen, la pajuela que lo contiene debe introducirse en la vagina de la hembra en un tiempo máximo de 2 minutos.