Ingegneria genetica
Insieme
di tecniche utilizzate per modificare in modo predeterminato le caratteristiche
ereditarie di un organismo, alterandone il materiale genetico. Tra i fini che si
vogliono ottenere con queste procedure vi sono la sintesi da parte di batteri e
virus di specifici composti, che questi microrganismi produrrebbero invece in
quantità minori o non produrrebbero affatto. Con tecniche di ingegneria
genetica si può anche indurre l'adattamento di una specie di microrganismi a
condizioni di vita diverse da quelle selvatiche. Sulle tecniche di ingegneria
genetica è basata la terapia genica, un promettente approccio sperimentale con
il quale forse un giorno si riusciranno a curare alcune malattie genetiche e
patologie come la sindrome da immunodeficienza acquisita (AIDS) o il cancro.
L'ingegneria
genetica viene anche detta “tecnologia del DNA ricombinante”, poiché
comporta la manipolazione dell'acido desossiribonucleico o DNA.
Gli strumenti fondamentali per operare questo tipo di manipolazione sono
i cosiddetti enzimi di restrizione, prodotti da varie specie di batteri; la loro
azione consiste nel riconoscimento all'interno di una molecola di DNA di una
sequenza specifica, sulla quale viene operato un taglio. In questo modo vengono
generati frammenti di DNA, originari di specie diverse e contenenti geni o
sequenze di particolare interesse, che possono essere uniti ad altre molecole di
DNA tramite enzimi chiamati "ligasi". Pertanto, gli enzimi di
restrizione e le ligasi permettono, con un procedimento di "taglia e
incolla", di costruire molecole di DNA ricombinanti. Dal momento che a fini
sperimentali è essenziale disporre di notevoli quantità dei frammenti di DNA
d'interesse, per ottenere la loro replicazione in multipla copia è necessario
inserirli con il metodo enzimatico del "taglia e incolla" nei
cosiddetti "vettori", pezzi di DNA in grado di autoreplicarsi molto
rapidamente all'interno di una cellula ospite.
Esempi
di vettori sono il materiale genetico modificato di alcuni virus e di alcune
specie di lievito e particolari molecole chiamate plasmidi. Il classico processo
di produzione di una molecola ricombinante, costituita dal vettore e dal
frammento di DNA in esso inserito, prende il nome di clonazione poiché, in
seguito all'introduzione in una cellula ospite (comunemente un batterio o una
cellula di lievito) della molecola ricombinante, vengono prodotte multiple copie
identiche alla molecola originaria. Da qualche anno è possibile ottenere questo
stesso risultato con un nuovo metodo, chiamato reazione a catena della
polimerasi (PCR), grazie al quale è possibile evitare il passaggio della
clonazione del frammento di DNA in un vettore.
VANTAGGI
Le
potenzialità offerte dalle tecniche di ingegneria genetica sono enormi. Ad
esempio, il gene che codifica per l'insulina è presente in natura solo negli
animali superiori. Oggi può, tuttavia, essere clonato in un vettore ed essere
inserito insieme a esso in una cellula batterica. Dalla coltura dei batteri
contenenti la molecola di DNA ricombinante si ottengono grandi quantità di
insulina. Prima che venissero sviluppate queste tecniche, l'insulina veniva
ricavata con un metodo molto più complesso e costoso, che consiste nella
purificazione di questo composto dal pancreas di animali d'allevamento. Un'altra
importante applicazione dell'ingegneria genetica è la produzione del fattore
VIII, una proteina coinvolta nei processi di coagulazione del sangue che è
assente nelle persone affette da emofilia. La somministrazione agli emofiliaci
della proteina ricombinante, prodotta con la clonazione nei batteri del gene che
codifica per il fattore VIII, consente, infatti, di evitare di somministrare ai
malati la proteina purificata dal sangue umano; quest'ultimo, infatti,
nonostante i controlli più accurati, potrebbe comunque essere contaminato da
microrganismi patologici e dunque trasmettere malattie infettive, quali ad
esempio la sindrome da immunodeficienza acquisita (AIDS) o varie forme di
epatite.
Le
tecniche di ingegneria genetica vengono anche utilizzate dai ricercatori del
settore agroalimentare, ad esempio per aumentare la resistenza di specie
vegetali alle malattie o per modificare il patrimonio genetico del bestiame, ad
esempio al fine di incrementare la produzione di latte; l'industria farmaceutica
utilizza questi metodi per generare vaccini ricombinanti o per cercare di fare
produrre a razze bovine selezionate alcuni tipi di farmaci insieme al latte
materno.
RISCHI
Le
tecniche di ingegneria genetica non sono prive di rischi e pertanto devono
essere utilizzate con cautela. Infatti, spesso vengono introdotti a scopi
sperimentali geni potenzialmente pericolosi, come quelli che causano il cancro,
nel DNA di microrganismi infettivi, quali ad esempio il virus dell'influenza.
Per evitare che dai risultati di queste manipolazioni si producano effetti
indesiderati o imprevisti, gli esperimenti sul DNA ricombinante sono sottoposti
a regole e a controlli molto severi.
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