L’INGEGNERIA
GENETICA
Cos’è l’ingegneria genetica?
L’ingegneria genetica è l’insieme delle tecnologie che permettono di
manipolare in vitro il DNA, al fine di cambiare il genotipo di un
organismo, in modo che abbia determinate caratteristiche. Per
genotipo si intende il complesso dei geni ereditari posseduti da un
essere vivente. Attraverso l’ingegneria genetica si possono quindi
modificare i caratteri ereditari, dando origine a una specie diversa di
organismo.
La storia dell’ingegeria genetica
Il termine “ingegneria genetica” è stato probabilmente coniato da un
microbiologo statunitense, R. Hotchkiss, che negli anni quaranta
confermò la teoria che il DNA era la struttura responsabile della
trasmissione da una generazione all’altra delle caratteristiche
biologiche. A partire da questa scoperta, gli scienziati hanno potuto
dare vita a un nuovo campo di studi che ha portato, tra gli anni
sessanta e settanta, all’effettiva nascita dell’ingegneria genetica
attuale, avvenuta quando i ricercatori hanno scoperto e realizzato la
possibilità di:
sintetizzare geni in provetta;
scomporre e ricomporre molecole di DNA;
trapiantare molecole di DNA all’interno di cellule viventi e
permetterne la replicazione.
I primi due punti vengono realizzati in provetta, mentre il terzo punto
necessita dell’impiego di cellule viventi e viene definito “clonazione
molecolare”.
Attualmente, le operazioni di ingegneria genetica trovano applicazione
nell’industria farmaceutica, nella produzione di specie vegetali e
animali più resistenti e nuovi e affascinanti scenari si stanno aprendo
nel campo delle terapie mediche.
Gli organismi geneticamente modificati (OGM)
Gli OGM sono organismi che sono stati modificati aggiungendo o
togliendo elementi genici in modo che si manifesti un fenotipo diverso
da quello originario. Solitamente vengono modificati prodotti agricoli
destinati all’alimentazione o alla produzione di beni di consumo. Le
tecniche di manipolazione genetica sono finalizzate ad ottenere
organismi più resistenti alle malattie, più produttivi, qualitativamente
migliori. Un esempio tipico di OGM è il cotone transgenico, che
grazie all’inserimento di due particolari geni in un cromosoma,
produce una fibra di cotone misto a poliestere, più calda e resistente
del cotone naturale. Inoltre, vengono da tempo modificati anche il
mais e la soia: le modifiche apportate al loro genotipo, li rendono
resistenti agli attacchi dei batteri e dei parassiti nocivi. Questo
permette la coltivazione di tali vegetali senza l’uso di pesticidi, a
vantaggio della salute dell’uomo e dell’ambiente.
Le biotecnologie hanno permesso inoltre la realizzazione di
combinazioni tra organismi vegetali, a volte anche bizzarre e non
particolarmente utili se non a fini commerciali:
arancia-kiwi;
kiwi-anguria;
pomodoro-peperone;
limone-arancia;
mela-arancia;
limone-pomodoro;
pomodoro-kiwi;
cipolla-arancia.
La clonazione
In biologia, clonare un gene significa produrne un altro geneticamente
uguale. Il termine “clonare” deriva dal greco antico e significa
“germoglio” o “ramoscello”.
Solitamente vengono clonati singoli geni per produrre farmaci (come
l’insulina, l’ormone della crescita o l’interferone) inserendo il gene di
un individuo in una cellula microbica.
Tuttavia sono stati clonati anche organismi animali, come dimostra il
caso della famosa pecora “Dolly”, il primo mammifero clonato nel
1996.
Tecnicamente la clonazione della pecora è avvenuta attraverso i
seguenti passaggi:
1. sono state prelevate alcune cellule staminali da una pecora;
2. da una cellula è stato prelevato il nucleo;
3. da un’altra pecora è stata prelevata una cellula uovo;
4. dalla cellula uovo è stato prelevato il citoplasma;
5. è stato combinato il nucleo della pecora da clonare con il
citoplasma della pecora donatrice e si è ottenuto uno zigote;
6. lo zigote è stato fatto riprodurre mediante scariche elettriche;
7. è stato inserito lo zigote nella pecora ospite;
8. la pecora ospite ha portato avanti la gravidanza;
9. il 5 luglio 1996 è nata la pecora Dolly.
I futuri sviluppi nel campo della medicina
Il veloce sviluppo dell’ingegneria genetica sta aprendo nuove
prospettive nel campo della medicina. Soprattutto per quanto riguarda
le malattie ereditarie, sono attualmente allo studio tecniche di
sostituzione dei geni malati con geni sani, che potranno dare origine a
terapie rivoluzionarie e definitive.
Nel caso dei tumori, sarà probabilmente possibile aggiungere al DNA
del paziente alcuni geni modificati, disattivatori dei geni impazziti che
hanno provocato la malattia.
Inoltre la clonazione di cellule staminali può già essere utilizzata per
rigenerare il tessuto di organi malati; questo è stato sperimentato in
Germania, dove nel 2012, clonando le cellule staminali di un paziente
colpito da infarto e reinserendole nell’organismo, il muscolo cardiaco
danneggiato è stato riparato dalle cellule stesse.
Immagini
Incrocio tra un’arancia e un kiwi
Incocio tra una mela e un’anguria
La pecora Dolly
Coltivazione di OGM
Cotone OGM
Pesci geneticamente modificati
3°L Pautasso F.
