El hombre es independiente de las leyes que rigen los equilibrios ecosistemáticos, si ello no fuera así, no existirían problemas ambientales, porque las sociedades humanas estarían regidas por las mismas leyes que determinan el crecimiento y el comportamiento poblacional de cualquier especie. Pero el hombre modifica todas las leyes ecosistemáticas en función de su cultura; lo que ésta modifica son todas aquellas regulaciones biofísicas, Inter e intraespecíficas que actúan sobre los ciclos de la materia y los flujos de la energía en el ordenamiento ecosistemático.
Desde hace miles de años los agricultores han estado alterando la estructura genética de los cultivos que siembran. La selección efectuada por el hombre para obtener características tales como el crecimiento mas rápido, semillas mas grandes o frutos mas dulces ha modificado notablemente a las especies vegetales, en comparación de sus parientes silvestres. El desarrollo en los últimos años de las técnicas de la biología molecular ha dotado al hombre de herramientas que le permiten acceder y manipular el ADN de los organismos. Una de las aplicaciones de lo que se ha llamado "ingeniería genética" consiste en el desarrollo de técnicas moleculares para la modificación genética de variedades de plantas, animales y microorganismos utilizados como alimentos o que intervienen en el proceso de obtención de alimentos. Estos alimentos así obtenidos son llamados alimentos "transgenicos" pues provienen de organismos portadores de material genético perteneciente a especies no emparentadas que le han sido transferidos por medio de ingeniería genética; la manipulación de la información genética de diferentes especies se hace con el fin de mejorar la calidad de vida del hombre; es evidente por ende su uso en la solución de problemas que aquejan a la sociedad como lo es el hambre.
La tecnología transgenica permite que organismos que hasta ahora habían estado por completo fuera de la gama de posibilidades de ser donadores de genes pueden ser usados para donar características deseables a plantas de cultivo. Estos organismos no proporcionan su conjunto completo de genes, mas bien donan solo uno o unos cuantos genes a la planta receptora. Las plantas transgénicas fueron creadas por primera vez a comienzos de los años 80 por cuatro grupos que trabajaban de manera independiente en la universidad de Washington, St. Louis, Missouri, la Rijksunivesiteit en Gante(Bélgica), la empresa Mosanto en St. Louis, Missouri, y la universidad de Wisconsin. Estas primeras plantas Transgenicas eran especímenes de laboratorio, pera la investigación posterior ha desarrollado plantas transgenicas con características útiles desde el punto de vista comercial, manipulando la información interna de los cultivos seleccionados al introducirles cambios de color, sabor, resistencias a plagas obtenidas principalmente de bacterias u otros vegetales con el fin de producir un alimento de mejor calidad tanto en nutrimento como en rendimiento económico.
Por la reciente aplicación de esta nueva técnica en cultivos de consumo humano se han encontrado inconsistencias en los productos resultantes lo que han que algunas comunidades científicas y grupos sociales se inclinen por la agricultura orgánica; la cual integra los aspectos benéficos de la agricultura tradicional (indígena, negra, campesina) y los adelantos científicos. Busca producir alimentos de la mejor calidad sin alterar el medio ambiente, ni agotar los recursos naturales, evitando todas las formas de contaminación, manteniendo y ampliando la biodiversidad generando un entorno laboral saludable
La razón que explica que se puede construir plantas transgénicas es la presencia universal de ADN (Ácido desoxirribonucleico) en las células de todos los organismos vivos. Esta molécula almacena la información genética del organismo y organiza los procesos metabólicos de la vida. La información genética es especificada por la secuencia de cuatro bases químicas (Adenina, Citosina, guanina, y timina) a lo largo de la molécula de ADN. Los genes son segmentos separados de ADN que codifican la información necesaria para conjuntar una proteína especifica. Las proteínas funcionan entonces como enzimas que catalizan reacciones bioquímicas, o como unidades estructurales o de almacenamiento de una célula, y contribuyen a la expresión de una característica de la planta.
Entre los instrumentos más importantes del equipo del ingeniero genético están las enzimas que desempeñan funciones especificas en el ADN.
La anterior imagen muestra la estructura del ADN como una doble hélice con el elemento fundamental de fosfato de color amarillo verdoso y las bases en blanco y azul verdoso oscuro. Las figuras azules y rojas representan la estructura tridimensional de una enzima de restricción ( EcoR1 ), que reconoce y corta el ADN en una región especifica de esté. Otras enzimas llamadas ligasas unen los extremos de 2 fragmentos de ADN. Estas y otras enzimas permiten la manipulación y amplificación del ADN y son elementos escenciales para unir los ADN de 2 organismos no emparentados.
Localización de los genes que determinan las características de las plantas
En la actualidad sabemos relativamente poco acerca de los genes específicos necesarios para aumentar el potencial de rendimiento, mejorar la tolerancia a los factores desfavorables, modificar las propiedades químicas del producto cosechado o de alguna otra forma de afectar las características de la planta. En general, no basta identificar a un solo gen relacionado con una característica; los científicos deben conocer como esta regulado el gen, qué otros efectos podría tener en la planta y como interactúa con otros genes activos en la misma vía bioquímica. Estos esfuerzos deben conducir a la idenficación de una gran cantidad de genes en potencia útiles para producir variedades transgenicas.
Diseño de genes para la inserción
Una vez que se ha aislado y clonado (amplificado en un vector bacteriano) un gen, debe ser sometido a varias modificaciones antes de que pueda ser efectivamente insertado en una planta.
Modificaciones.
1. Es preciso agregar una secuencia promotora para que el gen sea expresado correctamente (traducido como un producto proteínico). El promotor es la llave de encendido y apagado que controla cuando y donde se expresará el gen en la planta. El promotor utilizado en la actualidad en cultivos transgénicos causa la expresión del gen durante todo el ciclo de la planta en la mayoría de los tejidos. El promotor constitutivo usado mas comúnmente es CaMV358, proveniente del virus del mosaico del coliflor. Otros promotores son mas específicos y responden a señales indicadoras en el medio interno o externo de la planta. Un ejemplo de un promotor inducible por la luz es el promotor del gen "cab", que codifica la principal proteína fijadora de clorofilas a y b.
2. A veces, el gen clonado es modificado para lograr una mayor expresión en una planta. Por ejemplo, el gen Bt para la resistencia a los insectos es de origen bacteriano y tiene un porcentaje mas elevado de pares de Nucleótidos A-T, en comparación con las plantas, que prefieren los pares de nucleótidos G-C. En una modificación inteligente, los investigadores sustituyeron los nucleótidos A-T con nucleótidos G-C en el gen Bt, sin modificar considerablemente la secuencia de aminoácidos el resultado fue una mayor producción del producto génico en las células de la planta.
3. La secuencia de terminación indica a la maquinaria celular que se ha alcanzado el final de la secuencia génica.
4. Se agrega un gen marcador seleccionable al "constructo" génico con el fin de identificar las células o tejidos de la planta que ha integrado con éxito el transgen. Esto es necesario porque rara vez se produce la incorporación y expresión de transgenes en células de plantas, que se logran en apenas un pequeño porcentaje de los tejidos o células beneficiarios. Los genes marcadores seleccionables codifican proteínas que proporcionan resistencia a agentes normalmente tóxicos para las plantas, como lo antibióticos o herbicidas. Lo que permitirá a la semilla germinar al plantarla en un medio que contenga herbicidas o antibióticos.
Transformación de las plantas
La transformación es un cambio heredable en una célula u organismo, producido por la absorción y establecimiento del ADN introducido. Hay 2 métodos principales para transformas las células y tejidos de las plantas:
1. La pistola de genes. Esta técnica es aplicada especialmente en la transformación de especies monocotiledóneas como el Maíz y el arroz.
2. Método con Agrobacterium. Aplicada en dicotiledóneas y en monocotiledóneas. En general esta técnica es preferible que la pistola de genes porque es mayor la frecuencia de inserciones en un solo sitio de ADN extraño, lo cual facilita la vigilancia.
El método con agrobacterium
Agrobacterium tumefaciens es una notable especie de bacterias que viven en el suelo y tienen la capacidad de infectar las células de las plantas con un fragmento de su ADN. Cuando el ADN bacteriano se integra en un cromosoma de la planta, se apodera efectivamente de la maquinaria celular de ésta y la usa para asegurar la proliferación de la población bacteriana.
Diagrama de la célula de agrobacterium tumefaciens
El ADN de una célula de A. Tumefaciens produce enfermedades caracterizadas por agallas de la corona de muchas plantas. Por su facilidad para contaminar una planta por medio de una lesión, los científicos decidieron que para utilizarla como vector del Transgen, los científicos han eliminado la sección de ADN-T inductora de tumores y han conservado regiones fronterizas del ADN-T y los genes vir. El transgen es insertado entre las regiones fronterizas del ADN-T, desde donde es transferido a la célula de la planta para integrarse en los cromosomas de esta.
Selección y regeneración.
Selección de tejidos transformados con éxito. Después del proceso de inserción del gen, los tejidos de la planta son transferidos a un medio selectivo que contiene un antibiótico o un herbicida, según el marcador seleccionable que se usó. Sólo las plantas que expresan el gen marcador seleccionable sobrevivirán, y se supone que estas plantas también poseerán el transgen de interés. Por lo tanto, en los procesos subsiguientes del proceso se utilizarán únicamente estas plantas sobrevivientes.
Regeneración de plantas completas.
Para obtener plantas completas a partir de tejidos transgenicos como los embriones inmaduros, se cultivan éstos en condiciones ambientales controladas en una serie de medios que contienen nutrimentos y hormonas, proceso conocido como el cultivo de tejidos. Una vez que se generan plantas completas y éstas producen semillas, comienza la evaluación de la progenie. Este paso de la regeneración ha sido un obstáculo al producir plantas transgenicas en muchas especies, pero ahora se puede transformar y regenerar variedades especificas de la mayoría de los cultivos.
Avances futuros en la tecnología transgénica
Las técnicas nuevas para producir plantas transgenicas mejorarán la eficiencia del proceso y contribuirán a mitigar a algunas de las inquietudes en cuanto a efectos sobre el medio ambiente y la salud. Entre los cambios previstos están los siguientes:
• Una transformación mas eficiente, es decir, un porcentaje mas elevado de células de la planta incorporarán con éxito el transgen.
• Mejores genes marcadores para remplazar el empleo de genes de la resistencia a antibióticos.
• Mejor control de la expresión génica mediante promotores más específicos, de tal modo que el gen insertado será activo sólo cuando y donde se requiera.
• Transferencia de fragmentos de ADN de múltiples genes para modificar caracteres más complejos.
Pruebas de Verificación
• Un elemento intrínseco de la producción de plantas transgenicas es el extenso proceso de evaluación para verificar si el gen insertado se ha incorporado de manera estable sin efectos nocivos sobre otras funciones de la planta, la calidad del producto o el agroecosistema para el cual esta destinado. La evaluación inicial incluye prestar atención a:
• La actividad del gen introducido
• La herencia estable del gen
• Efectos no buscados sobre el crecimiento de la planta, el rendimiento y la calidad.
Cuando una planta pasa por estas pruebas no es usada directamente para la producción sino para ser cruzada con variedades mejoradas. Sucede esto porque sólo unas cuantas variedades de un determinado cultivo pueden ser transformadas eficientemente y estas variedades en general no poseen todas la cualidades esperadas por los productores ni por los consumidores. La cruza inicial con la variedad mejorada debe ser seguida de varios ciclos de cruzamientos repetidos con el progenitor mejorado, proceso conocido como retrocruzamiento.
El siguiente paso son los ensayos en diferentes años en campo y en invernadero para comprobar los efectos del transgen y el desempeño general de la planta y múltiples sitios. Esta fase evalúa los efectos ambientales y la inocuidad alimentaría.
Conclusiones
• Lo ambiental tiene vigencia, no solo como una manera interpretativa de la realidad o como un marco filosófico de vida personal, sino también y de forma mucho más marcada, como una vía crítica para resaltar los beneficios o indicar los peligros de los actuales estilos de desarrollo, vigentes en la actualidad casi exclusivamente bajo la férula del progreso económico.
• En el plano agrario, la dimensión ambiental exige una comprensión del escenario biofísico o ecosistémico en el que se desarrollan las actividades de producción y, al mismo tiempo una aproximación cultural a los grupos humanos, en donde se haga visible la estructura simbólica, la organización socioeconómica y la plataforma tecnológica a través de las cuales se realiza la apropiación de la naturaleza.
• En el presente los alimentos transgenicos son negados por sus creadores e introducidos de contrabando en diferentes países mezclándolos con alimentos de obtención tradicional, a lo cual no se sabe el por qué, lo que puede llevar a una serie de especulaciones.
• Los cultivos transgénicos pueden producir toxinas medioambientales que se mueven a través de la cadena alimenticia.
• Al negar la etiquetación de estos alimentos por parte de las empresas productoras cualquier especulación es valida mientras se obtengan los resultados de actuales investigaciones sobre el tema.
• Los seguidores del modelo de agricultura orgánica promueven la integración de la producción animal y vegetal en campos de cultivo diversificados y en procesos de reciclaje de materiales como una manera de aprovechar los recursos locales y de facilitar la autonomía económica, situación que jamás se lograra dependiendo de semillas suministradas por fabricantes impersonales. Este punto es una ruptura irreconciliable entre las dos visiones de la agricultura.
• Una de las mayores criticas del modelo transgenico es la dependencia que genera entre varios tipos de agricultores para la compra de insumos como los herbicidas que ofrecen las mismas transnacionales que ofrecen las semillas transgénicas.
• La Agricultura Orgánica promueve la diversidad de cultivos y la transgénesis niega esa diversidad, aunque afirma que estas plantas subsistan junto a las normales. Los campos diversificados son en si mismos estrategias de control de plagas, enfermedades, porque en un ambiente de abundante oferta alimenticia aparece igualmente una gran cantidad de organismos que se interrelacionan entre sí y con las plantas cultivadas y emergentes, facilitando el autocontrol del agrosistema. Un campo genéticamente uniforme tiene una susceptibilidad mayor a cualquier factor adverso del ambiente por que no posee multitud de expresiones de la vida que se pueden obtener a él.
• Desde el punto de vista sistémico, la agricultura incluye no solamente las prácticas inherentes al manejo de suelos, aguas, coberturas vegetales y especies animales, sino que contempla, de manera integrada, los procesos de almacenamiento poscosecha, transporte, distribución y mercadeo de los productos agrícolas; fuentes de crédito y financiación; manejo de residuos; infraestructura de servicios, salud, nutrición y consumo de alimentos; uso y conservación de cuencas hidrográficas, entre otras... en todos estos niveles los transgénicos tienen que demostrar su sostenibilidad.
• La Agricultura Orgánica basa su discurso en movimientos de contracultura que se opusieron durante largo tiempo a la filosofía y a la práctica de la Revolución Verde, como una forma de vida. El rechazo al uso de todo tipo de venenos para proteger cultivos y la promoción de la vida en el agrosistema son las bases que sustentan a estos movimientos y que las hacen girar en torno a la producción de alimentos sanos, no contaminados, nutritivos y libres de cualquier riesgo sobre la salud humana. Atributos que no poseen las plantas transgénicas debilitadas per se al incluir en sus códigos genéticos elementos extraños que potencian alguna característica, pero que pueden influir negativamente en otras (muchas desconocidas)
• Los cultores de la agricultura ecológica promueven la integración de la producción animal y vegetal en campos de cultivo diversificados y en procesos de reciclaje de materiales como una manera de aprovechar los recursos locales y de facilitar la autonomía económica, situación que jamás se logrará dependiendo de semillas suministradas por fabricantes impersonales. Este punto es una ruptura irreconciliable entre las dos visiones de la agricultura.
• Una de las mayores criticas al modelo de revolución verde fue la dependencia que generó entre varios tipos de agricultores para la compra de insumos externos (semillas, maquinaria, agrotóxicos). Ahora los cultivos transgénicos vienen amarrados a la compra de los herbicidas que ofrecen las transnacionales profundizando la dependencia. Los agricultores ecológicos luchan por liberarse de los venenos de la química agrícola y también de los venenos de la dependencia económica.
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