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.