Le manipolazioni genetiche
La scoperta del DNA ha permesso, in tempi sorprendentemente brevi, la comprensione dei meccanismi dell'espressione dei geni che regola il ciclo vitale di ogni singola cellula e, quindi, degli organismi che dalle cellule sono formati. Le conoscenze sempre pi첫 approfondita della biologia molecolare ha permesso di isolare, analizzare e manipolare le molecole di DNA creando una tecnologia che oggi ha rivoluzionato tutti i campi della biologia sperimentale: dalla biologia cellulare alla biochimica, alla genetica e alla fisiologia. Il sorprendente avanzamento "quasi giornaliero" delle tecniche di biologia molecolare ha portato allo sviluppo esponenziale di questa nuova disciplina, che le permette di essere applicata nei campi pi첫 svariati come quello medico o industriale, ma anche nel settore dell'agricoltura e della zootecnia.
Quando parliamo di MANIPOLAZIONI GENETICHE ci riferiamo ad un insieme molto eterogeneo di tecniche che permettono di isolare geni, clonarli, introdurli e esprimerli in un ospite eterologo (differente dall'ospite originale). Queste tecniche permettono di conferire caratteristiche nuove alle cellule riceventi. Le cellule cosĂŹ prodotte sono chiamate ricombinanti.
L'ingegneria genetica permette anche di alterare la sequenza di DNA del gene originale e di produrne uno piĂš adatto a rispondere ad esigenze specifiche, come avviene ad esempio per quanto riguarda gli OGM.
La tecnica
Le fasi della tecnica sono: 1- identificazione e isolamento del tratto genetico in una cellula donatrice Da un genoma donatore si estrae un tratto genetico di interesse detto esogeno (estraneo) Con gli enzimi di restrizione si è in grado di frammentare un genoma in segmenti della stessa grandezza. Con la tecnica dell’elettroforesi si isolano e si estraggono i tratti genetici di interesse. I frammenti vengono tagliati in modo sfalsato. 2-produzione del vettore ricombinante o di clonazione (o DNA-ricombinante) Il frammento esogeno viene inserito in un vettore molecolare, si taglia quest’ultimo con il medesimo enzima di restrizione in un punto, generando due lembi complementari (palindromi) ai lembi del tratto di interesse. Si generano estremità coesive che vengono saldate dall’enzima DNA – ligasi. 3-incorporazione del DNA ricombinante nella cellula ospite Il batterio ricevente assorbe il genoma esogeno e lo mantiene disunito al genoma principale. A volte il genoma esogeno può essere anche incorporato nel genoma principale del ricevente.
Ingegneria genetica e ricerca
Progetto Genoma Umano
Progetto Genoma Umano (HGP, acronimo di Human Genome Project) è stato un progetto di ricerca scientifica internazionale il cui obiettivo principale era quello di determinare la sequenza delle coppie di basi azotate che formano il DNA e di identificare e mappare i geni del genoma umano dal punto di vista sia fisico sia funzionale. Il progetto ha avuto inizio nel 1990 sotto la guida dei National Institutes of Health degli Stati Uniti. La prima bozza del genoma è stata rilasciata nel 2000 mentre quella completa si è avuta nel 2003 e ulteriori analisi sono ancora in corso di pubblicazione.
Principali scoperte del Progetto Genoma 1. Gli esseri umani hanno circa 24.000 geni, piÚ o meno lo stesso numero di quelli dei topi e il doppio di quelli di alcune specie di vermi. La comprensione dell'espressione di questi geni potrà fornire degli indizi sulle cause di alcune malattie. 2. Tutte le etnie umane sono uguali al 99,99%, quindi le differenze razziali sono geneticamente insignificanti. 3. La maggior parte delle mutazioni genetiche avviene nel maschio della specie, il quale è quindi da considerare un agente del cambiamento. I maschi hanno quindi una responsabilità maggiore nella trasmissione delle anomalie genetiche e nell'evoluzione della specie. 4. La genomica ha portato a progressi nel campo dell'archeologia genetica e ha migliorato la nostra comprensione di come ci siamo evoluti in quanto esseri umani e di come ci siamo separati dai primati 25 milioni di anni fa. Ci aiuta anche a conoscere il funzionamento del nostro corpo, compreso il mistero del funzionamento del gusto.
Applicazioni:
Se da un punto di vista di ricerca pura queste tecniche sono molto importanti per comprendere a fondo la funzione di una determinata proteina, il fine ultimo è quello di conferire a determinati organismi caratteristiche importanti per svolgere determinati scopi. Tali scopi possono essere applicati ai campi piÚ svariati, come ad esempio quello agricolo (ad esempio la produzione di linee di cereali resistenti agli erbicidi) o quello biomedico (la produzione di insulina attraverso batteri).
1. Biotecnologie in medicina
Dalla manipolazione del genoma di lieviti e batteri si possono ottenere molecole utili quali ormoni, vaccini ed enzimi. Esempi: ormoni per la stimolazione della produzione di globuli rossi da parte del midollo, vaccino per l’epatite B, insulina (cura del diabete), ormone della crescita (per la cura del nanismo), interferone (per sistema immunitario). Se la tecnica del DNA-r serve per guarire da una malattia di parla di chirurgia genetica o terapia genica. Il primo esempio in tal senso è stata la cura di una rara malattia dovuta all’assenza nei bambini dell’enzima ADA (adenosina deaminasi) che porta ad un deficit immunitario. Gli animali transgenici, in medicina, possono servire per produrre molecole utili all’uomo: ad esempio, maiali per la produzione di emoglobina. Tali animali attualmente sono un modello per lo studio di malattie genetiche o di altre patologie.
2. Biotecnologie nell’industria e nell’ambiente
Diversissime sostanze possono essere riprodotte con l’ingegneria genetica ad uso industriale. Alcuni esempi: • Prodotti industriali: etanolo, acetone ed enzimi • Prodotti agricoli: giberelline • Additivi alimentari: amminoacidi, acidi organici, nucleotidi, vitamine, polisaccaridi • Prodotti medici: antibiotici, insulina, ecc (v. quanto già contenuto in Biotecnologie in medicina). Si cerca di creare batteri decontaminanti nel cui genoma si trovano geni esogeni in grado di portare alla demolizione alcuni inquinanti. Esempi di inquinanti: pesticidi, clorurati, clorobenzeni, clorofenoli, toluene, idrocoarburi.
3. Biotecnologie in agricoltura
Abbandonando le convenzionali pratiche di incrocio e selezione, con le biotecnologie si creano nuove piante ed animali con migliori standard di produttività (ad es. l’utilizzo dell’ormone della crescita dei bovini porta all’incremento della produzione del latte). In questi anni sono state create piante più resistenti alle malattie, agli stress ambientali, agli erbicidi, agli insetti ed ai microrganismi (ad es. virus) o maggiormente ricche di amminoacidi essenziali (ad es. mais con triptofano). Attraverso le manipolazioni genetiche si possono ottenere: • la modificazione del colore dei fiori • la produzione di pomodori che si conservano più a lungo • piante resistenti agli erbicidi.
Problemi delle tecniche di manipolazione
L’enorme potenzialità delle tecniche dell’ingegneria genetica ha suscitato polemiche e preoccupazione nell’opinione pubblica e nella collettività scientifica. Il DNA è centrale per la vita degli organismi e garantisce l’identità individuale, l’ereditarietà e la riproduzione, l’evoluzione delle specie. Elementi di preoccupazione sono: • l’impatto ambientale generato dalla diffusione di geni responsabili di informazioni pericolose come i geni che codificano per la sintesi di tossine, o geni che rendono resistenti agli erbicidi. • l’impatto sulla salute umana: l’assunzione di cibi transgenici potrebbe portare ad un incremento delle reazioni allergiche o di altre patologie.
Discussione etico – sociale in molte aree del pianeta è in atto un dibattito fra favorevoli e contrari alle manipolazioni transgeniche. Sostenitori e contrari mettono in campo diverse valutazioni sulla base di elementi scientifici, religiosi ed etici. Il confronto è spesso aspro e ricco di polemiche.
Posizione delle diverse religioni
L’induismo
Gli induisti non hanno assunto una posizione uniforme nei confronti della manipolazione genetica. In generale le biotecnologie sono considerate positivamente, purchĂŠ non infrangano i principi morali e spirituali che sono alla base della vita umana.
Buddhismo
Il mondo buddhista non ha espresso un’opinione uniforme riguardo le biotecnologie, preferendo rimandare la decisione ai singoli casi e alle coscienze individuali
Confucianesimo
Il confucianesimo si astiene da giudizi diretti sulle biotecnologie Possiamo pero osservare che il richiamo alla realizzazione di una vita armonica, personale e sociale, attra-verso azioni giuste, rispettose e conformi all’ordine universale, valga come indicazione anche per le questioni relative alla scienza.
Islam
L’atteggiamento dell’islam nei confronti delle biotecnologie è generalmente positivo, se pur con qualche riserva. Le tecniche di manipolazione genetica sono considerate lecite, ma solo se non causano danni né di carattere fisico, né di carattere morale.
Ebraismo
La comunità ebraica, e in particolare i rabbini, hanno posizioni discordanti in merito alle biotecnologie. Alcuni affermano l’assoluta legittimità delle manipolazioni genetiche sulla base del brano biblico che recita: ”Dominate sui pesci del mare e sugli uccelli del cielo e su ogni essere vivente che striscia sulla terra” (Gn 1,28).
Altri ritengono che vadano operate delle distinzioni fra le diverse tecniche e i diversi scopi, altri ancora le condannano tutte.
Cristianesimo La posizione delle chiese cristiane è tutt’altro che uniforme: • Le Chiese protestanti hanno un atteggiamento di maggior apertura nei confronti delle biotecnologie. Il loro utilizzo è consentito a patto che non sia messa in pericolo la vita degli uomini. • la Chiesa ortodossa, adottando una prospettiva religiosa, condanna le biotecnologie perché interferiscono con l’opera creatrice di Dio. • la Chiesa cattolica rivendica il primato dell’azione creatrice di Dio e afferma la sacralità della vita umana Sulla base di questi principi la Chiesa oppone un chiaro rifiuto a tutte quelle tecniche che non solo offendono la dignità dell’uomo, ma che celano anche la presunzione di sostituirsi a Dio, modificando ciò che rivela il progetto divino.
“È illusorio rivendicare la neutralità morale della ricerca scientifica e delle sue applicazioni. D’altra parte, i criteri orientativi non possono essere dedotti né dalla semplice efficacia tecnica, né, peggio ancora, dalle ideologie dominanti. La scienza e la tecnica richiedono, per il loro stesso significato intrinseco, l’incondizionato rispetto dei criteri fondamentali della moralità; devono essere al servizio della persona umana, dei suoi inalienabili diritti, del suo bene vero e integrale, in conformità al progetto e alla volontà di Dio.” (Catechismo della Chiesa cattolica, n. 2294).
Fine Annalidia De Palma III A