Campos de aplicación de los genes
La ciencia es un arma de doble filo y la ingeniería genética no es una excepción. Deberíamos aprovechar plenamente el papel de la ingeniería genética para beneficiar a la humanidad y frenar sus daños. Con la profundización de la investigación humana sobre los genes, se ha descubierto que muchas enfermedades son causadas por cambios en la estructura y función de los genes. Los científicos no sólo descubrirán genes defectuosos, sino que también aprenderán a diagnosticarlos, repararlos, tratarlos y prevenirlos, lo cual es la vanguardia del desarrollo de la biotecnología. Este logro traerá beneficios inconmensurables a la salud y la vida humana. La llamada terapia génica se refiere al uso de tecnología de ingeniería genética para transferir genes normales a las células de pacientes con enfermedades para reemplazar genes enfermos para expresar los productos faltantes, o para tratar ciertas enfermedades genéticas desactivando o reduciendo genes expresados anormalmente. . Se han descubierto más de 6.500 enfermedades genéticas, de las cuales unas 3.000 son causadas por defectos de un solo gen. Por tanto, las enfermedades genéticas son los principales objetivos de la terapia génica. La primera terapia génica se realizó en Estados Unidos en 1990. En ese momento, dos niñas de 4 y 9 años padecían una inmunodeficiencia combinada grave debido a la falta de adenosina desaminasa en sus cuerpos. Los científicos les aplicaron terapia genética y lograron el éxito. Este trabajo innovador marcó la transición de la terapia génica de la investigación experimental a los ensayos clínicos. En 1991, el primer ensayo clínico realizado en China sobre terapia génica para la hemofilia B también tuvo éxito.
El último avance en terapia génica es que la tecnología de pistola genética pronto se utilizará en terapia génica. Este método utiliza tecnología de pistola genética modificada para introducir ADN específico en los músculos, el hígado, el bazo, los intestinos y la piel de los ratones y logra una expresión exitosa. Este éxito presagia la posibilidad de utilizar armas genéticas para administrar medicamentos a partes específicas del cuerpo humano en el futuro, en lugar de utilizar vacunas tradicionales para tratar enfermedades genéticas.
Los científicos están estudiando la terapia génica fetal. Si se confirma aún más la eficacia experimental, tal vez sea posible extender la terapia génica fetal a otras enfermedades genéticas, previniendo así el nacimiento de recién nacidos con enfermedades genéticas y mejorando fundamentalmente la salud de las generaciones futuras. Los medicamentos modificados genéticamente son productos de expresión del ADN recombinante. En términos generales, cualquier cosa que implique ingeniería genética en la producción de un fármaco puede convertirse en un fármaco modificado genéticamente. La investigación en este ámbito tiene perspectivas muy atractivas.
La investigación y el desarrollo de medicamentos genéticamente modificados han pasado de las proteínas moleculares de los medicamentos proteicos como la insulina, la hormona del crecimiento humano y la eritropoyetina a la búsqueda de medicamentos proteicos de moléculas más pequeñas. Esto se debe a que las moléculas de proteínas son generalmente relativamente grandes y no pueden atravesar fácilmente las membranas celulares, lo que afecta sus efectos farmacológicos. Los fármacos de molécula pequeña tienen ventajas obvias a este respecto. Por otro lado, las ideas para el tratamiento de enfermedades se han ampliado, desde el simple tratamiento farmacológico hasta el uso de tecnología de ingeniería genética o el propio gen como método de tratamiento.
Otro tema que requiere nuestra atención es que muchas enfermedades infecciosas que fueron vencidas en el pasado han regresado gracias a la resistencia bacteriana. El más notable de ellos es la tuberculosis. Según la Organización Mundial de la Salud, ha surgido una crisis mundial de tuberculosis. La tuberculosis, que estaba a punto de ser eliminada, ha resurgido y ha surgido una tuberculosis multirresistente a los medicamentos. Según las estadísticas, 65.438+072,2 millones de personas en todo el mundo están infectadas con tuberculosis. Cada año hay 9 millones de nuevos pacientes con tuberculosis y alrededor de 3 millones de personas mueren a causa de la tuberculosis, lo que equivale a una persona que muere de tuberculosis cada 654,38+00 segundos. Los científicos también señalaron que en el futuro cientos de personas se infectarán con enfermedades bacterianas que no tendrán cura y, al mismo tiempo, habrá cada vez más enfermedades virales difíciles de prevenir. Al mismo tiempo, los científicos también están explorando formas de abordarlo. Encontraron algunos péptidos antimicrobianos de moléculas pequeñas en humanos, insectos y semillas de plantas. Su peso molecular es inferior a 4.000 y sólo tienen más de 30 aminoácidos. Tienen una gran vitalidad para matar microorganismos patógenos y pueden matar bacterias, gérmenes, hongos y otros microorganismos patógenos. Pueden convertirse en una nueva generación de "súper antibióticos". Además de usarlo para desarrollar nuevos antibióticos, este péptido de molécula pequeña también se puede usar en agricultura para generar nuevas variedades de cultivos resistentes a enfermedades. Los científicos han logrado grandes avances en el uso de la tecnología de ingeniería genética para mejorar los cultivos y se avecina una nueva revolución verde. Una característica sorprendente de esta nueva revolución verde es la convergencia de las industrias biotecnológica, agrícola, alimentaria y farmacéutica.
En las décadas de 1950 y 1960, debido a la popularización de las variedades híbridas, el aumento del uso de fertilizantes químicos y la ampliación de las superficies de regadío, los rendimientos de los cultivos se duplicaron, lo que todos llaman la "revolución verde". ". Sin embargo, algunos investigadores creen que con estos métodos será difícil aumentar aún más significativamente el rendimiento de los cultivos.
Los avances en la tecnología genética permiten a los científicos mejorar los cultivos de maneras que los fitogenetistas tradicionales no podían imaginar. Por ejemplo, la tecnología genética puede permitir que los cultivos liberen pesticidas por sí solos, cultivar en tierras secas o salino-álcalis, o producir alimentos más nutritivos. Los científicos todavía están desarrollando cultivos que puedan producir vacunas y alimentos que puedan prevenir enfermedades. La tecnología genética también ha acortado considerablemente el tiempo necesario para desarrollar nuevas variedades de cultivos. Utilizando métodos de cultivo tradicionales, se necesitan siete u ocho años para desarrollar una nueva variedad vegetal. La tecnología de ingeniería genética permite a los investigadores inyectar cualquier gen en una planta para crear una variedad de cultivo completamente nueva en la mitad del tiempo.
Aunque las primeras variedades de cultivos genéticamente modificados apenas están ingresando al mercado, la mitad del maíz, la soja y el algodón cultivados en Estados Unidos utilizarán semillas genéticamente modificadas. Se espera que el tamaño del mercado de productos agrícolas y alimentos genéticamente modificados en los Estados Unidos se expanda de 4 mil millones de dólares a 20 mil millones de dólares en los próximos cinco años y alcance los 75 mil millones de dólares en 20 años. Algunos expertos predicen que "a principios del próximo siglo, es probable que todos los alimentos en los Estados Unidos contengan un poco de ingeniería genética".
Aunque muchas personas, especialmente los consumidores de los países europeos, Se muestran escépticos ante los productos agrícolas genéticamente modificados. Sin embargo, los expertos señalan que es imperativo mejorar los cultivos mediante la ingeniería genética. Esto se debe en gran medida a la creciente presión sobre la población mundial. Los expertos estiman que la población mundial aumentará a la mitad en los próximos 40 años, por lo que la producción de alimentos deberá aumentar un 75%. Además, el envejecimiento de la población está ejerciendo una presión cada vez mayor sobre los sistemas de salud, lo que requiere el desarrollo de alimentos que mejoren la salud humana.
Acelerar el cultivo de nuevas variedades de cultivos también es un objetivo común del desarrollo de la biotecnología en los países en desarrollo del tercer mundo. La investigación y aplicación de la biotecnología agrícola en mi país se ha llevado a cabo ampliamente y ha logrado importantes beneficios. La ingeniería evolutiva molecular es la tercera generación de ingeniería genética después de la ingeniería de proteínas. Simula la evolución de los organismos en la naturaleza ejerciendo presión selectiva sobre sistemas multimoléculas basados en ácidos nucleicos en tubos de ensayo, logrando así el propósito de crear nuevos genes y nuevas proteínas.
Esto requiere tres pasos: amplificación, mutación y selección. La amplificación consiste en obtener una gran cantidad de copias del fragmento de ADN de información genética extraída; la mutación consiste en ejercer presión a nivel genético para mutar las bases del fragmento de ADN y proporcionar materias primas para la selección y la evolución. el nivel fenotípico Sobrevivir y eliminar a los no aptos para corregir la variación. Estos tres procesos están estrechamente vinculados y cada uno de ellos es indispensable.
Los científicos utilizaron este método para obtener moléculas de ADN que pueden inhibir la actividad de la trombina mediante evolución dirigida en tubos de ensayo. Este tipo de ADN tiene efectos anticoagulantes y puede sustituir a las proteínas trombolíticas en el tratamiento del infarto de miocardio, la trombosis cerebral y otras enfermedades.