Cómo Funcionan Los Bancos Genéticos

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Los bancos de genes conservan miles de muestras genéticas de organismos y las almacenan en bóvedas congeladas. Aprende por qué los bancos de genes son cada vez más urgentes.

-Es-s- prácticamente imposible presentar la idea de los bancos de genes sin mencionar la historia bíblica de Noah. La figura del Antiguo Testamento aglomeró a dos de cada animal: en un enorme bote de madera para sortear una inundación catastrófica. Llegaron las lluvias, el barco llevó su precioso cargamento sobre las olas y todo lo demás se ahogó en las profundidades. Después de que las aguas finalmente retrocedieron, los animales desembarcaron para repoblar una Tierra devastada y anegada.

Ya sea que tome esta historia como un hecho o un mito, la empresa de Noah comparte muchas similitudes sorprendentes con los esfuerzos actuales para establecer bancos de genes. No hay barcos gigantes de madera en esta ocasión, y el alcance va más allá de redondear ganado y animales exóticos. En su lugar, los investigadores se ocupan de recolectar muestras genéticas de miles de plantas y animales y de almacenarlas en bóvedas congeladas.

-Un organismo genes son esencialmente sus planos, cadenas minuciosamente detalladas de ADN en cada célula viva. Al congelar adecuadamente este material genético, podemos preservar los planos para las edades venideras.

Por un lado, estos esfuerzos están muy de acuerdo con los de Noah. Actualmente, hay más de 900 especies de animales en peligro de extinción en el planeta, según el Servicio de Pesca y Vida Silvestre de los Estados Unidos. En lugar de enfrentarse a un diluvio de Dios, están en gran medida amenazados por las condiciones provocadas por siglos de expansión humana, explotación y contaminación. Si preservamos sus genes ahora, los científicos creen que podremos reintroducirlos a través de la clonación más adelante. Asimismo, muchas especies de cultivos están amenazadas también.

Pero los bancos de genes son más que un sistema de respaldo global para la próxima vez que la raza humana borre accidentalmente un archivo importante. Al recopilar los planes maestros genéticos para las plantas y los animales del planeta, podemos estudiar mejor el funcionamiento interno del mundo natural.

-En este artículo, analizaremos los esfuerzos actuales para recopilar y almacenar los genes de las criaturas vivientes de la Tierra, desde los cultivos alimentarios y la vida silvestre extinta hasta los perfiles de ADN de poblaciones humanas completas. Se podría decir que estamos ahorrando para un día lluvioso.

Ahorro de genes de plantas

La Estación de Introducción de Plantas de North Central Regional en Iowa cataloga más de 10,000 variedades de maíz.

La Estación de Introducción de Plantas de North Central Regional en Iowa cataloga más de 10,000 variedades de maíz.

Si se detiene y observa la civilización que lo rodea, es posible que vea paisajes realmente asombrosos: aviones y rascacielos que tocan las nubes, redes eléctricas y sistemas de carreteras que cruzan la tierra y redes de comunicación invisibles que envuelven gran parte del planeta. Sin embargo, todos nuestros grandes logros en ciencia, arte y filosofía se remontan a un avance crucial: la agricultura doméstica. Cuando los humanos primitivos finalmente comenzaron a abandonar el estilo de vida de caza y recolección para la vida permanente y el cultivo de cultivos, finalmente tuvieron el tiempo para dedicarse a gran parte de lo que hemos llegado a conocer como cultura humana.

Mientras que los humanos primitivos dependían de una variedad de recursos animales y vegetales extraviados, desde entonces hemos llegado al punto en que los campos masivos soportan un solo cultivo alimentario que alimenta a millones de personas. Esto pone nuestro suministro de alimentos en una situación muy delicada. ¿Qué sucede si el cambio climático introduce nuevas plagas o hace que un área sea inhóspita para un cultivo en auge anterior? ¿Qué pasa si la enfermedad o los desastres naturales y causados ​​por el hombre lo eliminan? Al almacenar los genes detrás de estos cultivos, nos proporcionamos una copia de seguridad: dinero en el banco, por así decirlo.

Pero los cultivos comerciales importantes no son las únicas especies que los investigadores recolectan en los bancos de genes. Tomemos la patata común, por ejemplo. No es la única pieza del congelador: los investigadores almacenan miles de tubérculos de diferentes partes del mundo para proteger las papas fritas y los Tater Tots del futuro. Si aparece una enfermedad que se dirige a una de las principales especies alimentarias de tubérculos, quizás otra especie menos conocida servirá como un reemplazo adecuado o contendrá información genética esencial para diseñar una especie resistente.

Por supuesto, las plantas llenan nuestras farmacias, así como nuestros platos. Los bancos de genes nos permiten prepararnos para futuras incógnitas salvaguardando plantas que algún día podrían desempeñar un papel crucial en el desarrollo de nuevos medicamentos. Esta es solo una razón más para salvaguardar no solo las plantas que utilizamos, sino también la protección global. biodiversidad Conservando el resto. Esto incluye más de 500 especies de plantas de todo el mundo clasificadas como en peligro de extinción por el Servicio de Pesca y Vida Silvestre de los Estados Unidos. ¿Quién sabe qué maravilla hay en el mercado ahora mismo, sin descubrir en una parte en peligro de extinción de la selva tropical del Amazonas?

El concepto de almacenar genes de plantas no es nada nuevo. Los agricultores han almacenado semillas para asegurar futuras cosechas por miles de años. Hoy en día, los bancos de semillas de todo el mundo trabajan para hacer una crónica y almacenar los planos genéticos de los cultivos, especialmente aquellos que son cultivos alimentarios vitales. Algunos de estos son propiedad del gobierno, otros son operados por organizaciones privadas e internacionales. Para ver en detalle estas operaciones, lea Cómo funcionan los bancos de semillas.

Los botánicos pueden preservar el material genético de dos maneras. Un método consiste en secar y congelar las semillas a temperaturas más o menos similares a las de un invierno típico. Algunas semillas pueden sobrevivir en este estado durante décadas, pero eventualmente requieren descongelación y regeneración para proporcionar semillas frescas y vitales. Sin embargo, si las semillas se congelan a menor criogénico Temperaturas, todo movimiento molecular se detiene. Si bien este segundo método es mucho más costoso que la congelación normal, aumenta enormemente la vida útil del material genético de una planta.

Actualmente, más de 1,400 bancos de genes en todo el mundo almacenan semillas y muestras de genes de cientos de plantas diferentes [fuente: Popular Science].

-Pero, ¿qué hay de la vida animal del planeta? En la página siguiente, veremos algunos de nuestros esfuerzos para proteger a los animales en peligro de extinción y resucitar a los extintos.

Salvando genes de animales

Un investigador criogénicamente almacena semen de panda en la Base de Investigación de Chengdu de Cría de Panda Gigante.

Un investigador criogénicamente almacena semen de panda en la Base de Investigación de Chengdu de Cría de Panda Gigante.

Mientras que los bancos de semillas típicamente dan prioridad a las plantas de cultivo ampliamente cultivadas, los científicos que buscan acumular genes de animales se enfocan en una dirección diferente: las especies al borde de la extinción. Si esto suena como una empresa relativamente pequeña, considere que el Servicio de Pesca y Vida Silvestre de los Estados Unidos actualmente enumera más de 900 especies en peligro de extinción. Si las tendencias actuales continúan, los científicos predicen que más de 1,000 especies de mamíferos se enfrentarán a la extinción en los próximos 30 años [fuente: The Frozen Ark Project].

Varios programas están trabajando para preservar los genes de los animales en peligro de extinción. La base de investigación de Chengdu de China sobre la cría de pandas gigantes guarda huevos, espermatozoides y otras muestras de tejidos de pandas y otras especies nativas conservadas en cámaras frigoríficas. El proyecto Frozen Ark del Reino Unido ha asumido la misión de crear una red de bancos de genes similares en todo el mundo dedicados a los animales en peligro de extinción.

Los científicos en la India han dado un paso más en la idea trabajando para, eventualmente, reintroducir al guepardo indio nuevamente en su hábitat natural, más de medio siglo después de que fue declarado extinto. Si bien los investigadores carecen de tejido criogénicamente conservado, han podido recolectar tejidos de piel y huesos de museos y zoológicos. Esperan completar los espacios genéticos estudiando los genes de poblaciones similares de guepardos en el Irán moderno.

Sin embargo, los científicos no han pasado por alto los animales domésticos. Algunos bancos de genes se han propuesto documentar y almacenar el ADN de las principales razas de ganado. El Departamento de Agricultura y Desarrollo Rural del Reino Unido fundó un archivo de semen para salvaguardar los perfiles genéticos de los carneros en Gran Bretaña e Irlanda del Norte.

Para preservar la información genética de los animales, los científicos deben congelar criogénicamente diversos especímenes de esperma, huevos, cabello, piel y sangre de las especies objetivo para brindar la mejor oportunidad para una futura clonación. Para lograr esto, los científicos usarían a una hembra de una especie relacionada como una madre sustituta. Tomarían uno de los huevos del sustituto y lo fusionarían con una célula del animal que se clonaría. La madre, en efecto, daría a luz a otra especie, convirtiéndola en una madre biológica, pero no genética. Para obtener más información sobre este proceso, lea -How Cloning Works.

¿Funcionaría este proceso? Los científicos ya han demostrado que puede. El 8 de enero de 2001, científicos de Estados Unidos anunciaron el nacimiento de un bebé. gaur, un gran buey en peligro de extinción nativo de la India y Asia. La madre del gaur, sin embargo, era una vaca común.

El uso generalizado de esta técnica para repoblar el planeta con animales extintos y en peligro de extinción todavía está a años. A corto plazo, tales bancos de genes permiten a los científicos estudiar especies en peligro de extinción y aprender cómo sostenerlas mejor en el futuro.

Pero ¿qué pasa con las especies responsables de tantas de estas casi extinciones? No debería sorprender que los científicos también conserven los materiales genéticos humanos. Los bancos de esperma en los que los médicos congelan el semen para su uso en inseminación artificial son un buen ejemplo.

Otros bancos de genes, como el proyecto deCODE de Islandia, almacenan material genético humano para la investigación médica. China está trabajando actualmente para recopilar y almacenar los datos genéticos de los residentes en la ciudad de Taizhau. Los investigadores ya han recolectado muestras de 10,000 individuos y esperan recolectar un total de 5 millones [fuente: BBC News].

De manera constante, los humanos están cargando sus arcas congeladas. Los escondimos en las heladas montañas de Noruega, los enterramos en bóvedas subterráneas, incluso se habla de enviar bancos de genes a la luna. ¿Algún día necesitaremos estos reservorios genéticos para reconstruir un planeta devastado por un desastre natural o causado por el hombre?

-Espero, nunca tendremos que averiguarlo. Explore los enlaces en la página siguiente para obtener más información sobre las maravillas genéticas detrás de la vida.

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Suplemento De Vídeo: Banco Nacional de Datos Genéticos.




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