Mutágenos

En biología, un mutágeno es un agente físico, químico o biológico que altera o cambia la información genética (usualmente ADN) de un organismo y ello incrementa la frecuencia de mutaciones por encima del nivel natural. Cuando numerosas mutaciones causan el cáncer adquieren la denominación de carcinógenos. No todas las mutaciones son causadas por mutágenos. Hay "mutaciones espontáneas", llamadas así debido a errores en la reparación y la recombinación del ADN.

TIPOS DE AGENTES MUTAGÉNICOS

• Mutágenos químicos: son compuestos químicos capaces de alterar las estructuras del ADN de forma brusca, como por ejemplo el ácido nitroso (agente desaminizante), brominas y algunos de sus compuestos.
• Mutágenos físicos: son radiaciones que pueden alterar la secuencia y estructura del ADN. Son ejemplos la radiación ultravioleta que origina dímeros de pirimidina (generalmente de timina), y la radiación gamma y la alfa que son ionizantes. También se considerar agentes físicos los ultrasonidos,con 400.000 vibraciones por segundo,que han inducido mutaciones en Drosophila y en algunas plantas superiores, y centrifugación, que también producen variaciones cromosómicas estructurales.
• Mutágenos biológicos: son aquellos organismos “vivos” que pueden alterar las secuencias del material genético de su hospedador; como por ejemplo; virus, bacterias y hongos. Son ejemplo los transposones (fragmentos autónomos de ADN).

MUTÁGENOS FÍSICOS

Aquí se incluyen las radiaciones atómicas, Rayos X producen esterilidad en plantas, animales y hombre. También afectan a los tejidos como huesos, nervios, músculos, hígado, riñón, etc. Además la radiación es un proceso físico mediante el cual la enegía viaja por el espacio. Hay 2 formas principales de esta energía:

• Electromagnética: se describe como ondas de energía eléctrica. Por ejemplo: Rayos gamma, Rayos X, Radiación Ultravioleta.
  
• Cospuscular: está formado por partículas atómicas y subatómicas que se mueven a grandes velocidades y provocan daños cuando chocan con otras partículas incluyendo las moléculas biológicas. Por ejemplo: partículas alfa y pastículas beta.

FUENTE DE LA RADIACIÓN

El simple hecho de estar vivos nos expone a radiaciones que pueden causar mutación. Estamos expuestos constantemente a las radiaciones. Los efectos biológicos de la radiación consisten en alteraciones a diversos niveles de organización, como son las moléculas, los orgánulos y las células.

Las posibles fuentes de mutágenos biológicos pueden ser todos los preparados de naturaleza biológica utilizados en medicina profiláctica o terapeutica tales como vacunas, antitoxinas,sangre, suero y antígenos. Los mutágenos biológicos potenciales pueden ser microorganismos, especialmente virus, y algunos agentes químicos. En el caso de los virus se ha demostrado que pueden producir anomalías cromosómicas, desde la simple rotura, a la pulverización de los cromosomas, por ello la vacunación con virus vivos puede implicar un riesgo potencial. Las moléculas de ADN recombinante tienen un riesgo potencial debido principalmente a que muchos tipos de ADN de células animales contienen secuencias comunes a virus tumorales, el añadir ADN de origen animal a estos nuevos sistemas de replicación o clonado del ADN podría significar la proliferación incontrolada de una información genética cancerígena.

Genética

La genética es el estudio de la herencia, el proceso en el cual un padre le transmite ciertos genes a sus hijos. La apariencia de una persona, estatura, color del cabello, de piel y de los ojos, está determinada por los genes. Otras características afectadas por la herencia:

• Probabilidad de contraer ciertas enfermedades
• Capacidades mentales
• Talentos naturales

Un rasgo anormal (anomalía) que se transmite de padres a hijos (heredado) puede:

• No tener ningún efecto en la salud ni en el bienestar de la persona (por ejemplo, puede simplemente involucrar un mechón de cabello blanco o el lóbulo de la oreja agrandado).
• Tener mínima consecuencia (por ejemplo, daltonismo).
• Tener un efecto dramático en la calidad o expectativa de vida de la persona.

Para la mayoría de los trastornos monogénico, se recomienda asesoría genética y es posible que muchas personas también quieran buscar diagnóstico prenatal.
Los términos anomalía, anormalidad, trastorno, defecto, enfermedad y síndrome no se utilizan en forma invariable y no tienen definiciones precisas.

TRASTORNOS GENÉTICOS
Casi todas las enfermedades tienen un componente genético, pero la importancia de ese componente varía. Los trastornos en los cuales los genes juegan un papel importante (enfermedades genéticas) se pueden clasificar como:

• Defectos monogenéticos
• Trastornos cromosómicos
• Multifactoriales

Un trastorno monogenético, también llamado trastorno mendeliano, es causado por un defecto en un gen particular. Los trastornos monogenéticos son poco comunes, pero dado que hay cerca de 18.000 trastornos monogenéticos conocidos, su impacto combinado es considerable.
Los trastornos monogenéticos se caracterizan por la forma como se transmiten en familias. Hay cinco patrones básicos de herencia monogenética:

• Autosómico dominante
• Autosómico recesivo
• Dominante ligado al cromosoma X
• Recesivo ligado al cromosoma X
• Herencia materna (mitocondrial)

El efecto observado de un gen (la apariencia de un trastorno) se denomina el fenotipo.
Las personas con una copia del gen para enfermedad recesiva se denominan portadores y normalmente no manifiestan la enfermedad. Sin embargo, el gen a menudo puede encontrarse por medio de pruebas de laboratorio sensibles.
En la HERENCIA AUTOSÓMICA DOMINANTE, la anomalía o anomalías generalmente aparecen en cada generación. Cada niño afectado de un padre afectado tiene un 50% de probabilidades de heredar la enfermedad.
En la HERENCIA AUTOSÓMICA RECESIVA, los padres de una persona afectada pueden no manifestar la enfermedad. En promedio, la posibilidad de que los hermanos o hermanas de un niño afectado tengan la enfermedad es de 1 en cada 4. Los hombres y las mujeres tienen las mismas probabilidades de resultar afectados. Para que un niño tenga los síntomas de un trastorno autosómico recesivo, debe recibir el gen defectuoso de AMBOS padres.
Debido a que la mayoría de los trastornos recesivos son raros, un niño tiene mayor riesgo de una enfermedad recesiva si los padres tienen lazos de consanguinidad. Los parientes tienen una probabilidad más alta de haber heredado el mismo gen raro de un ancestro común.
En la HERENCIA RECESIVA LIGADA AL CROMOSOMA X, la incidencia de la enfermedad es mucho mayor en los hombres que en las mujeres y, debido a que el gen anormal lo porta el cromosoma X, los hombres no lo trasmiten a sus hijos sino a todas sus hijas.
La presencia de un cromosoma X normal enmascara los efectos del cromosoma X con el gen anormal. De esta manera, casi todas las hijas de un hombre afectado por la enfermedad parecen normales, pero todas son portadoras del gen anormal y sus hijos tienen por lo tanto un 50% de probabilidades de recibir el gen defectuoso.
En la HERENCIA DOMINANTE LIGADA AL CROMOSOMA X, la presencia de un gen defectuoso aparece en las mujeres, incluso así también haya un cromosoma X normal presente. Dado que los hombres le pasan el cromosoma Y a sus hijos, los hombres afectados no tendrán hijos varones afectados, pero todas sus hijas sí resultarán afectadas. Los hijos o hijas de mujeres afectadas tendrán un 50% de probabilidades de contraer la enfermedad.

EJEMPLOS DE TRASTORNOS MONOGENÉTICOS
Autosómico recesivo:

• Deficiencia de ADA (a veces denominado "enfermedad del niño en una burbuja")
• Deficiencia de alfa-1-antitripsina (AAT)
• Fibrosis quística (FQ)
• Fenilcetonuria (FC)
• Anemia drepanocítica

Recesivo ligado al cromosoma X:

• Distrofia muscular de Duchenne
• Hemofilia A

Autosómico dominante:

• Hipercolesterolemia familiar
• Enfermedad de Huntington

Dominante ligado al cromosoma X:
Solamente muy pocas y muy raras enfermedades se clasifican como dominantes ligadas al cromosoma X. Una de ellas es el raquitismo hipofosfatémico, también denominado raquitismo resistente a la vitamina D.

TRASTORNOS CROMOSÓMICOS
En los trastornos cromosómicos, el defecto se debe a un exceso o falta de genes contenidos en todo un cromosoma o en un segmento de un cromosoma.
Los trastornos cromosómicos abarcan:

• Síndrome de Down
• Síndrome de Klinefelter
• Síndrome de Turner

TRASTORNOS MULTIFACTORIALES
Muchas de las enfermedades más comunes implican interacciones de algunos genes y el ambiente (por ejemplo, enfermedades en la madre y medicamentos). Éstas abarcan:

• Cáncer
• Cardiopatía coronaria
• Hipertensión
• Accidente cerebrovascular

TRASTORNOS MITOCONDRIALES LIGADOS AL ADN
Las mitocondrias son pequeños organismos presentes en la mayoría de las células del cuerpo y son responsables de la producción de energía dentro de éstas. Las mitocondrias contienen su propio ADN privado.
En los últimos años, se ha demostrado que más de 60 trastornos hereditarios resultan de cambios (mutaciones) en el ADN mitocondrial. Dado que las mitocondrias provienen sólo del óvulo, la mayoría de los trastornos relacionados con ellas se heredan únicamente de la madre.
Los trastornos mitocondriales pueden aparecer a cualquier edad y tienen una amplia variedad de síntomas y signos. Estos trastornos pueden causar:

• Ceguera
• Retraso en el desarrollo
• problemas gastrointestinales
• Hipoacusia
• Problemas del ritmo cardíaco
• Alteraciones metabólicas
• Baja estatura

¿Qué es la Biotecnología?

La biotecnología se refiere a toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos (Convention on Biological Diversity, Article 2. Use of Terms, United Nations. 1992).
La biotecnología es un área multidisciplinaria, que emplea la biología, química y procesos, con gran uso en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, ciencias forestales y medicina. Probablemente el primero que usó este término fue el ingeniero húngaro Karl Ereky, en 1919.
tiene su fundamento en la tecnología que estudia y aprovecha los mecanismos e interacciones biológicas de los seres vivos, en especial los unicelulares, mediante un amplio campo multidisciplinario. La biología y la microbiologia son las ciencias básicas de la biotecnología, ya que aportan las herramientas fundamentales para la comprensión de la mecánica microbiana en primera instancia. La biotecnología se usa ampliamente en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, medio ambiente y medicina. 

Aplicaciones

La biotecnología tiene aplicaciones en importantes áreas industriales, como la atención de la salud, con el desarrollo de nuevos enfoques para el tratamiento de enfermedades; la agricultura con el desarrollo de cultivos y alimentos mejorados; usos no alimentarios de los cultivos, por ejemplo plásticos biodegradables, aceites vegetales y biocombustibles; y cuidado medioambiental a través de la biorremediación, como el reciclaje, el tratamiento de residuos y la limpieza de sitios contaminados por actividades industriales. A este uso específico de plantas en la biotecnología se le llama biotecnología vegetal. Además se aplica en la genética para modificar ciertos organismos^. Las aplicaciones de la biotecnología son numerosas y suelen clasificarse en:

• Biotecnología roja: se aplica a la utilización de biotecnología en procesos médicos. Algunos ejemplos son la obtención de organismos para producir antibióticos, el desarrollo de vacunas más seguras y nuevos fármacos, los diagnósticos moleculares, las terapias regenerativas y el desarrollo de la ingeniería genética para curar enfermedades a través de la manipulación génica.

• Biotecnología blanca: también conocida como biotecnología industrial, es aquella aplicada a procesos industriales. Un ejemplo es la obtención de microorganismos para generar un producto químico o el uso de enzimas como catalizadores o Inhibidores enzimáticos industriales, ya sea para producir productos químicos valiosos o destruir contaminantes químicos peligrosos (por ejemplo utilizando oxidorreductasas). También se aplica a los usos de la biotecnología en la industria textil, en la creación de nuevos materiales, como plásticos biodegradables y en la producción de biocombustibles. Su principal objetivo es la creación de productos fácilmente degradables, que consuman menos energía y generen menos desechos durante su producción. La biotecnología blanca tiende a consumir menos recursos que los procesos tradicionales utilizados para producir bienes industriales.

• Biotecnología verde: es la biotecnología aplicada a procesos agrícolas. Un ejemplo de ello es la obtención de plantas transgénicas capaces de crecer en condiciones ambientales desfavorables o plantas resistentes a plagas y enfermedades. Se espera que la biotecnología verde produzca soluciones más amigables con el medio ambiente que los métodos tradicionales de la agricultura industrial. Un ejemplo de esto es la ingeniería genética en plantas para expresar plaguicidas, con lo que se elimina la necesidad de la aplicación externa de los mismos, como es el caso del maíz Bt. La biotecnología se ha convertido en una herramienta en diversas estrategias ecológicas para mantener o aumentar sustancialmente recursos naturales como los bosques. En este sentido los estudios realizados con hongos de carácter micorrízico permiten implementar en campo plántulas de especies forestales con micorriza, las cuales presentaran una mayor resistencia y adaptabilidad que aquellas plántulas que no lo están.  

 

• Biotecnología azul: también llamada biotecnología marina, es un término utilizado para describir las aplicaciones de la biotecnología en ambientes marinos y acuáticos. Aún en una fase temprana de desarrollo, sus aplicaciones son prometedoras para la acuicultura, cuidados sanitarios, cosmética y productos alimentarios.

Alimentos Transgénicos

Los alimentos transgénicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado mediante ingeniería genética.Esto significa que estos alimentos han sido creados a partir de la introducción de genes exógenos ( otra especie) al codigo genetico original de dicho alimento.
La ingeniería genética se puede hacer con plantas, animales o microorganismos.
Históricamente, los granjeros producían cultivos y criaban animales para obtener especies con características deseables durante miles de años. Por ejemplo, ellos criaban perros desde poodles hasta gran danés y rosas desde las miniaturas con olor dulce hasta las rosas rojas sin olor y perecederas de hoy en día.
La cría selectiva con el tiempo creó estas amplias variaciones, pero el proceso dependía de la naturaleza para producir el gen deseado. Los humanos entonces optaron por aparear los animales o plantas individuales que portaban ese gen particular, con el fin de hacer que las características deseadas fueran más comunes o más pronunciadas.
La ingeniería genética le permite a los científicos acelerar este proceso pasando los genes deseados de una planta a otra o incluso de un animal a una planta y viceversa.

BENEFICIOS
Los "posibles" beneficios de los alimentos transgénicos son:

• Alimentos más nutritivos
• Alimentos más apetitosos
• Plantas resistentes a la sequía y a las enfermedades, que requieren menos recursos ambientales (agua, fertilizante, etc.)
• Disminución en el uso de pesticidas
• Aumento en el suministro de alimentos a un costo reducido y con una mayor durabilidad antes de la venta
• Crecimiento más rápido en plantas y animales
• Alimentos con características más apetecibles, como las papas (patatas) que absorben menos grasa al freírlas
• Alimentos medicinales que se podrían utilizar como vacunas u otros medicamentos

RIESGOS
Los posibles riesgos de los alimentos transgénicos pueden ser:

• Plantas y animales modificados que pueden tener cambios genéticos inesperados y dañinos
• Organismos modificados que se pueden cruzar con organismos naturales y los pueden superar, llevando a la extinción del organismo original u otros efectos ambientales impredecibles
• Plantas que pueden ser menos resistentes a algunas plagas y más susceptibles a otras

FUENTES ALIMENTICIAS

A través de la biotecnología, se han alterado genéticamente los tomates, las patatas (papas), la ahuyama o calabaza, el maíz y la soya (soja). Muchos más alimentos tienen ingredientes procesados con bioingeniería y se están desarrollando otros más. Para obtener mayor información, verifique en la página en Internet de la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (Food and Drug Administration, FDA).

EMPRESAS PRODUCTORAS

MONSANTO
Es una proveedora de productos químicos para la agricultura, en su mayoría herbicidas, venenos y transgénicos. Entre sus productos más conocidos se encuentran el glifosato bajo la marca Roundup y el maíz genéticamente modificado MON 810.
A lo largo de su historia, Monsanto ha ido evolucionando en sus negocios. En sus inicios en 1914, distribuía sacarina, para 1938 tenía negocios químicos en el sector de los plásticos y las resinas, en 1976 se adentrará en el negocio de los herbicidas y en 1981 se suma a la carrera biotecnológica. En el año 2000 contribuyó a descifrar el código genético del arroz, y anunció que la información obtenida en la investigación sería compartida con la comunidad científica mundial.
La compañía genera polémicas alrededor del mundo, debido a múltiples denuncias sobre perjuicios a la salud, impactos ambientales negativos y el desconocimiento acerca de los efectos que podría producir la alteración genética de los alimentos.



Referencias
Sudak N, Harvie J. Integrative strategies for planetary health. In: Rakel D, ed. Integrative Medicine. 2nd ed. Philadelphia, Pa: Saunders Elsevier;2007:chap 105.

Committee on Identifying and Assessing Unintended Effects of Genetically Engineered Foods on Human Health, National Research Council. Safety of genetically engineered foods: Approaches to assessing unintended health effects. National Academies Press. 2004.

Key S, Ma JK, Drake PM. Genetically modified plants and human health. J R Soc Med. 2008;101(6):290-298.