Semillas modificadas genéticamente: conceptos, historia y usos

1. Introducción
2. Conceptos básicos
3. Un poco de historia
4. Principales usos

1. Introducción

La aplicación de las distintas técnicas de modificación genética a los organismos vegetales, como son las semillas, se viene utilizando desde hace años. Éstas ofrecen ciertas mejoras a los cultivos y alimentos, como mayores rendimientos o resistencia a determinadas plagas. Sin embargo, estas prestaciones no ocurren solo en el ámbito de la agricultura, sino también en otros, como la medicina, la industria, etc. Por tanto, es un tema muy amplio y complicado, pero también apasionante, por lo que en este artículo vamos a tratar de familiarizarnos con él.

Laboratorio de desarrollo de variedades de semillas

Las semillas modificadas genéticamente (también conocidas como transgénicos u OGMs) más utilizadas a nivel mundial son, principalmente, la soja, el maíz, el algodón y la colza (canola)

2. Conceptos básicos

En general, un organismo modificado genéticamente (OMG) es aquél cuyo material genético ha sido alterado mediante técnicas de ingeniería genética, ya sea para introducir uno o varios genes nuevos o para modificar la función de uno propio. La definición estadounidense incluye además las modificaciones realizadas mediante selección artificial. También se conoce con el término “transgénico”, aunque técnicamente éste sería una clase de OMG.

Por tanto, las plantas modificadas genéticamente son organismos a los cuales se les ha insertado un gen en forma estable que les otorga una nueva característica deseada. Así, por ejemplo, los cultivos Bt (gen procedente de Bacillus Thuringiensis) son aquellos que tienen la característica de ser resistentes a algunos insectos plaga. Algunos ejemplos más, en el caso de las plantas cultivadas, pueden ser ofrecer cierta resistencia a determinadas enfermedades (provocadas por hongos, bacterias y/o virus), a condiciones climáticas adversas, a la sequía, etc.

De este modo, la ingeniería genética permite realizar modificaciones a través de procesos como la transgénesis o la cisgénesis, en los que se insertan uno o varios genes en el genoma. Estos organismos son la fuente de los alimentos genéticamente modificados (o transgénicos), que son ampliamente utilizados en investigaciones científicas para producir otros seres que presentan algunas diferencias con respecto a sus predecesores.

A continuación, vamos a definir algunos términos con el fin de entender mejor este tema tan complejo. Éstos son los siguientes:

• Gen. Es la unidad molecular de la herencia genética, almacenando la información y transmitiéndola a la descendencia. Los genes se encuentran en los cromosomas, ocupando una posición determinada llamada locus. De este modo, constituyen una unidad de información en un locus de ADN que codifica un producto funcional, como por ejemplo las proteínas.
• Genoma. Es el conjunto de genes contenidos en los cromosomas, interpretándose como el material genético total que posee un organismo o una especie en particular.
• Selección artificial. Técnica de control reproductivo por la cual se seleccionan los fenotipos de organismos cultivados. Esta técnica permite heredar las características deseables a las siguientes generaciones, lo cual provoca una evolución dirigida, marcada por las preferencias que interesan. Por tanto, es un proceso de selección, en el tema que nos ocupa, de especies vegetales, en función de sus características. Esta actuación, llevada a cabo a lo largo de varias generaciones, puede cambiar de forma significativa las variedades de cultivo.
• Transgénesis. Proceso de transferencia de genes de un organismo a otro. Existen distintos métodos, como la utilización de pistolas de genes o el empleo de bacterias o virus como vectores de introducción de genes. Actualmente se utilizan en la modificación de plantas y animales.
• Transgénico. Organismo, generalmente una planta (o un animal), en cuyas células se ha introducido un fragmento de ADN exógeno, es decir, material genético externo, que no se encuentra normalmente en ese organismo.
• Cisgénesis. Modificación genética de un organismo, que es receptor de un gen natural procedente de otro sexualmente compatible. ​ Esta técnica de biotecnología molecular se aplica en la reproducción de plantas. Difiere de la transgénesis en que no se hacen modificaciones o inserciones de genes entre organismos sexualmente no compatibles, ofreciendo la ventaja de evitar un proceso denominado “linkage drag”, el cual perjudica a los genes deseados por la aparición de caracteres negativos.
• Biotecnología. Cualquier aplicación tecnológica que utiliza sistemas de organismos vivos, o sus derivados, para su creación o modificación con usos específicos. Dichos organismos pueden estar o no modificados genéticamente, por lo que es importante no confundir Biotecnología con Ingeniería Genética.

Estos términos, entre otros muchos, constituyen una parte fundamental en el ámbito de las modificaciones genéticas que se abordan en esta edición.

3. Un poco de historia

A pesar de que el ser humano ha modificado, de manera indirecta, el componente genético de las plantas desde hace muchos años, no fue hasta 1973 cuando Herbert Boyer y Stanley Cohen consiguieron transferir ADN de un organismo a otro (concretamente una bacteria). En 1983, Michael W. Bevan, Richard B. Flavell y Mary-Dell Chilton crearon la primera planta transgénica de tabaco, introduciendo un gen quimérico que combinaba un gen de resistencia y una alteración de la bacteria Agrobacterium.

El desarrollo de plantas genéticamente modificadas es posible como resultado de los avances científicos logrados en los últimos 50 años, especialmente desde el descubrimiento de la molécula del ADN como material de herencia. De este modo, la agricultura, así como la mejora de las plantas cultivadas, se ha convertido en un proceso orientado, sin la intervención del azar, basado en el conocimiento científico, mediante la aplicación de la biotecnología moderna.

Las semillas transgénicas se empezaron a producir en la segunda mitad del siglo XX. Su uso y comercialización se ha extendido a varios países, debido principalmente a su mayor productividad y resistencia a plagas. Así, la primera planta de tabaco genéticamente modificada, resistente a ciertos virus, se empezó a cultivar en China en 1992. Dos años más tarde, se comercializó en Estados Unidos una variedad de tomate que presentaba la capacidad de madurar más lentamente.

En la actualidad, existe un movimiento que se muestra contrario al uso de este tipo de semillas, alegando que podrían no resultar seguras para la salud de los seres humanos. A este respecto, la legislación sobre la producción y venta de alimentos procedentes de OMG varía enormemente de un país a otro, desde su legalización en algunos lugares tras presentar estudios sobre su seguridad hasta su prohibición en otras regiones que se declaran libres de transgénicos.

Lo que es un hecho, es el crecimiento de la superficie cultivada con OMG, ya que en 1993 no se contemplaba superficie alguna y, en cambio, en 2011 ascendía a 160 millones de hectáreas, según la International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications (ISAAA). Para esta organización no gubernamental de promoción de biotecnologías, esto representa el 3 % de las tierras agrícolas a escala mundial, aunque en ciertos países como Estados Unidos, representan el 17 % de la superficie agrícola. Según este organismo, el mercado de productos comerciales transgénicos como maíz, soja y algodón, movió en 2011, 160 billones de dólares, comercializándose 13.2 billones de semillas modificadas genéticamente. No obstante, algunas organizaciones ecologistas estiman que estas cifras están sobrevaluadas.

4. Principales usos

El principal uso de los organismos genéticamente modificados y, uno de los primeros en aplicarse, fue la investigación. A este respecto, existen algunas técnicas para definir la función de determinados genes, como la técnica de knock out, en la que un gen (o grupo de ellos) puede desactivarse para observar las características que cambian en el fenotipo. También pueden usarse promotores con el objetivo de estimular la actividad de determinados genes.

En lo referente al ámbito de la agricultura, el uso de semillas con alguna modificación genética, puede ofrecer mejoras en las plantas cultivadas, como por ejemplo:

• Aumento del rendimiento de los cultivos. Algunos de éstos, como puede ser el caso del arroz o el maíz, han aumentado su producción de forma significativa.
• Resistencia a plagas y herbicidas. Estas propiedades ofrecen aplicaciones comerciales de las más conocidas, donde estas plantas transgénicas incluyen genes que les confieren resistencia a determinados herbicidas (como el glifosato) y sirven para combatir plagas en los cultivos. Los principales ejemplos son el maíz RR y la soja RR, ambos cultivados y comercializados en varios países del mundo, con una importante cuota de mercado. Otros casos tienen insertado el gen Bt, que les confiere a estos cultivos la resistencia a determinadas plagas, sin la necesidad de tener que aplicar ningún tratamiento fitosanitario.
• Alimentos mejorados. El primero (en 1994), autorizado para consumo humano fue el tomate Flav Savr, el cual maduraba más lentamente que los convencionales, lo que permitía a los agricultores recolectarlo más maduro, ofreciendo una mejora del sabor, así como de las propiedades alimenticias, pero fue un fracaso comercial.
• Alimentos más eficientes. En algunos casos se pueden insertar genes que sinteticen una mayor cantidad de nutrientes o añadir nuevos. Un ejemplo es el denominado arroz dorado, que sintetiza moléculas precursoras de la vitamina A, siendo recomendado en lugares donde la dieta es pobre en esta vitamina.

Otros usos destacados de OMG, en otros ámbitos, son:

• Fabricación de productos terapéuticos (fundamentalmente farmacéuticos).
• Terapia génica. Actualmente se centra únicamente en las células somáticas del cuerpo, por lo que los cambios introducidos en el código genético no pueden ser transmitidos a la descendencia. Aunque es relativamente nueva, ya ha tenido algunos éxitos importantes.
• Modificación genética de animales de compañía. Permite la cría de animales hipoalergénicos, de forma que no produzcan reacciones adversas a las personas alérgicas.
• Producción industrial. La modificación de algunos genes ofrece plantas que sintetizan materiales con determinadas características interesantes para su uso industrial, como por ejemplo, la patata amflora, la cual produce un almidón modificado, rico en amilopectina, que se utiliza en la fabricación de papel, tejidos y adhesivos.
• Control de insectos. El mosquito Aedes aegypti es el principal portador del dengue, enfermedad que tiene un elevado índice de mortandad. En 2010, se crearon mosquitos modificados genéticamente para combatir la dispersión del dengue. Su población en las islas Caimán se redujo en un 80 % a partir del uso de estos individuos. Otro ejemplo es el desarrollo de una variedad de la oruga Pectinophora gossypiella, que contiene un marcador fluorescente en su ADN, lo que permite a los investigadores hacer un seguimiento de estas orugas.

Como puede observarse, la modificación genética de determinados organismos, tiene muchas aplicaciones que pueden resultar muy útiles, no solamente en el entorno agrícola.

Autor: Dpto. Agronomía Infoagro