Tecnología de semillas a medida
Las vías clásicas de obtención de semillas con características apropiadas para agricultores y consumidores son la selección y la hibridación. El profesor Mertxe de Renobales nos explica que son procesos largos, pero con ellos se han obtenido la mayor parte de las variedades actuales.
Las técnicas de hibridación han experimentado un gran avance en las últimas décadas y, por ejemplo, mediante técnicas de cultivo in vitro se consigue hibridar especies muy alejadas entre sí.
Además, para aumentar la variabilidad genética, y así poder tener más características, utilizan en los laboratorios una mutagénesis orientada, que trata las semillas con sustancias químicas que provocan mutaciones y radiación, obteniendo así muchas mutaciones diferentes. No saben en qué genes se han producido las mutaciones, ni cuál es su efecto, pero al sembrar las semillas y crecer las plantas ven si son útiles. La mutagenesia dirigida ha permitido la obtención de más de 1.500 variedades de uso agrícola de diferentes tipos de plantas.
Para Mertxe de Renobales, la transformación genética tiene "ventajas notables". De hecho, para la realización de transgénicos se selecciona primero el gen relacionado con la característica que se desea conseguir y posteriormente se introduce en el genoma de la semilla que se desea modificar. Por lo tanto, los cambios que se producen en este proceso son mucho más controlados que en otros y el resultado es mejor.
Paso a paso
Renobales nos explica también el proceso de elaboración de una semilla transgénica. En primer lugar, seleccionan y aíslan el gen que desean introducirse en el genoma de la planta mediante técnicas de laboratorio estándar. Como la transformación no se realiza en una sola célula, sino que se realiza a menudo, necesitan muchas copias del gen. Las copias se pueden hacer con un sintetizador, pero es más fácil utilizar bacterias para sintetizarlas.
Para ello es necesario integrar el gen en un plásmido. Los plásmidos son pequeños anillos de ADN que normalmente se encuentran en bacterias y se replican espontáneamente, separados del ADN de los cromosomas. En este caso se debe preparar el plasmido para que funcione en la célula vegetal.
Según De Renobales, "los genes son como los casetes de prescripción y para que procese las células vegetales hay que darles las órdenes oportunas". De este modo, añaden al gen una secuencia iniciadora apropiada para la planta y la que da orden de terminar, y en ocasiones alteran la propia secuencia del gen.
Finalmente, el plásmido, debidamente acondicionado, es introducido en la bacteria para que durante la reproducción se sinteticen copias. El siguiente paso es la toma de plásmidos y su introducción en células vegetales, para lo que hay varias formas. Las más frecuentes son la bacteria Agrobacterium y la pistola génica.
Integración en la célula vegetal
Agrobacterium tumefaciens y otras especies del mismo género habitan en el suelo, introduciendo de forma natural el ADN en las células vegetales. Además, en ellos se pueden realizar copias de los plásmidos, por lo que son los medios adecuados para introducir la secuencia de ADN deseada en las células vegetales.
Para ello utilizan los investigadores: colocan en una placa fragmentos de hojas vegetales, y la bacteria penetra por las heridas e introduce el plasma en la célula vegetal. Y el plasmido se integra en el genoma de la célula vegetal. Este método se utiliza en aproximadamente 350 especies, la mayoría dicotiledóneas.
Otras plantas, cereales y otros monocotiledóleos utilizan la pistola de genes. Mediante estas pistolas lanzan bolitas de oro o tungsteno recubiertas de ADN contra células vegetales. La mayoría de estas bolitas atraviesan las células, pero pocas quedan dentro de las células vegetales. Y a veces las células integran en su genoma el ADN que hay alrededor de la bolita. Según De Renobales, "el proceso no es muy efectivo": sólo el 10% de las células tratadas incorporan ADN.
Ambos métodos permiten el cultivo de células vegetales mediante técnicas in vitro. "En esto no hay particularidades", matiza Renobales. Es decir, como en otras ocasiones, es necesario que las plantas crezcan para ver el efecto del tratamiento establecido. Eso sí, a veces utilizan genes marcadores para saber en qué células se ha introducido el gen que querían insertar.
En ocasiones, algunos de estos marcadores son genes resistentes a los antibióticos. De este modo, las células son tratadas con antibióticos, y las que sobreviven son los genes marcadores y, por tanto, los que tienen otro. Según nos ha comentado De Renobales, estos genes marcadores han generado un "debate", ya que al quedar integrados en la célula, algunos temían que se transmitiera resistencia a los antibióticos. Sin embargo, sólo algunos genes marcadores están autorizados y su resistencia no es la resistencia a los antibióticos utilizados en personas y animales. Ahora además es posible eliminar estos marcadores.
Sin embargo, desde las células vegetales crecen plantas y ven sus características. En función de ello, seleccionan plantas útiles. Realizan caracterizaciones moleculares y químicas precisas de las seleccionadas, así como estudios de seguridad y valor agronómico. Posteriormente se realizan las pruebas de campo y, si se superan todas ellas, se solicita la autorización de comercialización.
Según De Renobales, "quizá iniciaste el proceso con 10-20 mil células y acabas obteniendo una sola planta con las características que deseabas". Además, este proceso dura años, aunque es más rápido que otros métodos. De otra manera, De Renobales no tiene ninguna duda: la biotecnología puede aportar muchos beneficios: para personas con problemas de salud se pueden hacer variedades adecuadas, capaces de crecer en terrenos áridos, que sirven para limpiar suelos contaminados... Y hay investigadores que lo están haciendo.
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