12
INJINERITZA GENETLKOA J. AGIRRE eta J. LASARTE InJinerltza genctlko belela, relu laren geneek du ten i nforrnazioaren gain egi ndako ezein a ldaketa bera- riazko eta kontralati~ ulertzen da. lnjineritza genetlkoa (1.G.) genecn isolaketa, afdaketa, knnbi nazioa eta uga lkefar arduralzen da, haien ikerketa eta ~rnbetxuraka. injineritza honek bntikagintra irauliko duela uste da (entibioti- koak, enlsirnak , bitarninak , horrno- nak, Zxertoak, etab. 1, bakterin-pn- ~ulazio berriak snrtuko dituela, Idndaceen probetxamendua hobat u- ka, ingurugiroa polui tu derakelen hidrokarburoen dlsolbegerri tasuna eta vrozesarnendua erraztuko; zen- baíl eritasiin heredagaviren ore- bentzio era tratarnendi~rako ekarrr- ko dítuen aurrerapen handiak ahat fu gabe inala ere. Jakintsuek- uste dutenez ikerke- ta hauetan inbertitu diren diru-mi>' tzoak dira errentagarrienak dato- .?en iirteetan. Gaurregungo erizpide genetiko guzilek J.C. Mendei fraile agustin- darrak i larrek in egindako ikerkele- tan duie beraien abiapuntua, orain dik ere indarrean dauden bere leg¡ famaiuen argi talpenarek in bukatu ziren ikerketak hain zuzen. Aipatu lege horien baieztapena eta baita beren ondorio eia sa tbuespenak, or- ganismo eiikariotikoak animal iak /ein begetalak) erabiliz egin zen. Organismo hauen antolamendi~ biolo- giko knnp lexuak genearen izaera eia egitura kímikoaren eta bere jnkabidearen azterketa sakona zaiL dii egiten zilen. Arazo guzti hausk ebazteko behatrezko zen organismo sinpleagaak erabi l tzea (bakterioak eta biriisak, adibidez); bestalde, bak rerio eta birusek oso denbnra ldi mntrean elementu-kopuru izugarriaz bal iatreko aukera ematen digute:

INJINERITZA GENETLKOAaldizkari-txikia.elhuyar.eus/pdf/Elhuyar-39-09.pdf · INJINERITZA GENETLKOA J. AGIRRE eta J. LASARTE InJinerltza genctlko belela, relu laren geneek du ten i nforrnazioaren

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: INJINERITZA GENETLKOAaldizkari-txikia.elhuyar.eus/pdf/Elhuyar-39-09.pdf · INJINERITZA GENETLKOA J. AGIRRE eta J. LASARTE InJinerltza genctlko belela, relu laren geneek du ten i nforrnazioaren

INJINERITZA GENETLKOA

J. AGIRRE eta J. LASARTE

InJiner l tza genct lko belela, relu laren geneek du ten i nforrnazioaren gain egi ndako ezein a ldaketa bera- r iazko eta k o n t r a l a t i ~ uler tzen da. ln j iner i tza genetlkoa (1 .G.) genecn isolaketa, afdaketa, knnb i nazioa eta uga lkefar ardura lzen da, haien ikerketa eta ~ r n b e t x u r a k a .

i n j i ne r i t za honek bn t i kag in t ra i rau l i ko duela uste da (en t i b io t i - koak, enlsirnak , bitarninak , horrno- nak, Zxertoak, etab. 1 , bakterin-pn- ~ u l a z i o be r r i ak snrtuko d i tue la , Idndaceen probetxamendua hobat u- ka, ingurug i roa p o l u i t u derakelen hidrokarburoen d l so lbeger r i tasuna eta vrozesarnendua erraztuko; zen- ba í l er i tasi in h e r e d a g a v i r e n ore- bentzio era t ratarnendi~rako ekar r r - k o dítuen aur rerapen handiak ahat f u gabe inala ere.

Jakintsuek- uste dutenez ikerke- ta hauetan i n b e r t i t u d i ren diru-mi>'

tzoak dira errentagar r ienak dato- .?en iirteetan.

Gaurregungo erizpide genetiko guzilek J.C. Mendei f ra i le agustin- darrak i larrek in egindako ikerkele- t an du ie bera ien ab iapuntua, ora in dik ere indarrean dauden bere leg¡ famaiuen argi talpenarek i n bukatu z i ren ikerketak hain zuzen. Aipatu lege hor ien baieztapena eta bai ta beren ondor io eia sa tbuespenak, or- ganismo e i ikar io t ikoak animal iak /e in begeta lak) e r a b i l i z eg in zen. Organismo hauen antolamendi~ biolo- g i ko knnp lexuak genearen izaera e i a eg i tu ra k ímikoaren eta bere jnkabidearen azterketa sakona za iL d i i eg i ten zilen. Arazo guzt i hausk ebazteko behatrezko zen organismo sinpleagaak erabi l tzea (bakter ioak eta b i r i i sak , adib idez) ; bestalde, bak rer io eta b i rusek oso denbnra l d i mntrean elementu-kopuru i zugar r i az b a l iatreko aukera ematen digute:

Page 2: INJINERITZA GENETLKOAaldizkari-txikia.elhuyar.eus/pdf/Elhuyar-39-09.pdf · INJINERITZA GENETLKOA J. AGIRRE eta J. LASARTE InJinerltza genctlko belela, relu laren geneek du ten i nforrnazioaren

b a l d i n t t a r i k biobereneian 20 m i n i l t ~ ro In r da i teke bakte í io -be la i ina ld i ben-l bat .Harregatik ?era din Dobzhns- k#-k (1965) hain erabil ia i zan den DrosophyCa eil i i a r i b u r u r h i t 2 egi- tean"dagoensko ee da Genetikaren firg ghna, dagomeko Erregina Fundatzailea rsn ohoreako iluntasunera pasatua izan hit da".

l n j i ne r i t za Genetikoak Naturan ge r ta tu d i ren eta gertatzen jarrai- tren dlren fennmenoak kopiatzea besterik er d u egin. Fenomeno ha- taka batzuk izan d i r a eboluzio-pro- zesua eta ecpezie berr ren agerpena mugatu ete determinatu dutenak.

Pneumonia pneumokozikoa, bakte- r i o bateK (pnei~rnokokoak) sortua da. 1928.ean Griffith-ek teta ikusi zuen, R motako pneumakoko b iz ien k i i l t i b o bat in jekrataen z i tzaienean saguei, saguek ez ziren h i l tzsn. Beroaz hi l dako S rnotako pneumoko- k o b i ru lentoak injekiatzen bazltzaiz k i e n ere ez z i ren h i l tzen. Ba ina b i k u l t l b a e n nahasketa bat i n j ek ta - zen, zenbait sagu hiltzen zen septi zemiak jota eta hauen odolean, k u l t i b o egokiak erab i f i z , R motake pneumokoko bi ru lentoak íso la z i tez- keen. Hau da, beroar h i l dako S

rnotako bakterioetan balen siibstan- t z ia bat R pneumokokokoei iransferi- tuz gero bírulento bi laka izen z i t i ie- nak.

e r o a g o , rlvery cta beste batzuk ondorio berd inak l o r t t i z i tuzten t*

v i t r o . 8 motakn pneumokoko baten AON-zati ba t l o r t u eta f i n k a t u zu- ten, eta ondoren A mataka pneumo- kcko-ku l t ibo batean barne ra tu zu- ten. Penboraldi baten andatik, B pneumokokrien azaugarr iak z i tuzten bak te r i o b e r r i a k agertu z i ren k u l - t iboan. Honen ondor io bera la , Avery-k herentt ialren euskarrfa ADN-a zela pentsatu zuen, bakterin batetik bestera k a r a k t c r e j o k i n bat tranferi tzeko ga i b a i t da. Honl Transfnrmazio genetiKoa deritzo. ( 1 . i r i i d i a ) .

ADN i $6) a t ua , dagozk ion genee- k i n l u r r e a n aiirki da i teke (zenbalt kasutan t i i r r a k u l t ibo-medio egok i e da ) , eta gene hauek ze lu la arrotz baten pareta zeharkatur honen kro- rnosornan erants) daitezke.

GPQUC~P-k i~rne-korro batek ln a lde ra t ten du hau: bakterinaren kramosomak korrearen antzeko egl t- r a z i rk 'u lar ra du, urne bakoi tzak

1. Irudia.

B beiaka jikatrcn du.

Page 3: INJINERITZA GENETLKOAaldizkari-txikia.elhuyar.eus/pdf/Elhuyar-39-09.pdf · INJINERITZA GENETLKOA J. AGIRRE eta J. LASARTE InJinerltza genctlko belela, relu laren geneek du ten i nforrnazioaren

gene baten papera jnkatiiko I i ike, bere eskutan beste b i time ( b i ge- ne) eramanaz. Oesegin den beste ko r ro batet ik ume bat dator , eta osorik dagcltn horretan s a r l l e n da, ald i berean beste ume bat lokialda luz.

l k c rke ta hauek erabatekoak iren r í r e n he ren t t i a ren o i n a r r i mo- leku lar ra ezagutu aha l izateka, ADN-ak herentzí mekanisrnoan joka- tzen Luen garrantzizko t e rsg ina a-tpimarrati iz eta p r i n t z i p i o ere lda- t ra i le bezaie etagutaraz iz .

Badira beste rnetodn b a i r u k ADU-zatiak bakter io bstetik besie baiera t r ans fe r i t t eko , na tu rak egu- nero erab i ltzen di iuenek . - TrsnsduKtioa. AQH-zntiak bakte-

rinfagn b a t i eransten za izk io , ets gero b i rusen ADN-arek in ba- tera bakter ioaren barnean sar- tren d i r a ( i r u d l e n B kasuab.

- Konjugazioa. [ i r u d i k o C kasua) , Sexu desberdineko b i bak te r i o apareatu eta b i rkonb inatzen di- r a .

Birkonblnaslo-mekanismo hauen eta beste ba tzu ren a n a l i s i a acko erabi f tzen da genet i k a motekii- larrean eta bak terlo-krornosomen mapa genetiko asn zehaztuak lan- tzta posible egin du. ( 2 . i r u d i a ) .

ADN-a i ke r tuz j a r r a i t w Ten, eta bere e g i t i ~ r o zehaztera i r i t s i dire: badi ra zenbe i t base ni Irogenodun (guanina, adenina, z i ios ina eta t imina) esp i ra l i t x u r a k o kaiea b i - koi t r batean zehar ordene tu ta dau- denak , bada deoxirri bosa izeneko azukrc pentagonal bat eta azkenik badira base hauen ar teko lo tura egiten diiten azido fosforiKoak, es- k a f leraren m a i l a k ocatzen di tuzte- "ak, hain zrizen ( 3 . irudía).

Genaa katearen zat i baf berala kontsidera dai teke. Gene heutk,

2,Irudia; ADN-a bakterio-selula bate- tik bestera trmsferitzeko hiru metodo agertzen dira. A: ~ ~ I O A n , bakte- rioak desegiten dira , mate- sial genetikoa askatu eta zati txiki bat beste bakte- rio baten seirtzen da. B: TRANSüü'KZIOAn, zelula bat in fektatzen duten birusek mat~riaL genetikoa bakterio batetik bestera garraia dezakete . C : KOMIUGAZIOAn , material genetikoa bakterio batetik bestera zuzenem transferitzen da apareamen- du eta birkonbinazio sexua- lac.

krnrnosama bako i tzean k o p u r u des- berd i nean, ze lu laren b i s i t z a eta uga IketaraKo beharrezkoak diren pro le ina eta entzimak K o d i f i k a t i i eta prograrnatzeho eginkizuna dute. Organismo euker io t f ko zeluianiize- tan entzima hauetako zenbait nah i - taezkoak d i r a organismoak bere osotasunean garapen eta funtziona- rnendi~ egnkia eduk'i dezan.

Base nftrogenodunek katean du-

Page 4: INJINERITZA GENETLKOAaldizkari-txikia.elhuyar.eus/pdf/Elhuyar-39-09.pdf · INJINERITZA GENETLKOA J. AGIRRE eta J. LASARTE InJinerltza genctlko belela, relu laren geneek du ten i nforrnazioaren

3.Irudia: Nukleotidozko bi kateaz osaturiko DNA-molekula.

ten lelcuan ezein trtrkek , dagnk inn geneak kodifiKoti~riKa proteínaren aldaKeta ondorio benela dakar .

I.C.ak geneek rnanipufai i~, a lda tu egiien d i t u , X izplz edo b i t a r l k o kimiknz zuzenduZaKo rnutazio bider eratdatzen dltu. Gehien inte- resatren zaizkion baklerioak auke- ratztn ditu, eta ondoren ontzi han di tan kuliibatzen ditu, in teresatzG feion proteína, kantitate industria- letan lorizeko asrnoz.

Hnrrela , mutazio- eta sel&zio- -rniilrto baten bidez lortu ren indus Fria Ilr i kanertzializatzeko behar adina penizilina sortzeko gai ren Penici LZiwn Ch~ysogenwn zepa bat (penizi l ina, onde batek sortutako metabo l i to bat d a ) (4 . i rud ia ) .

tehen ikusi dugu bakterin ba- ten fenomeno naturala ( i n vivo eta

150 lILIGRll0

550 MIL 3 LRkW0 1

1115 1 13-0 10

E = wts 7-631 t WlS e - m t t UIS 49-133

E; 3

d. Irudia: Industrialki komertzializa- tzeko beher adina pen iz i l i - na sortz tko gai zen Pe'en<c.¿- LZfum fi~yñogerwn zepa bat lortzeko eragin behar izan zlren mutazio e t a selekzio- -rnultzoa. Lau ikertzaíle- -talde erradiazioez e t a substantzia kimikoz baliatu ziren mutazio hauek Lortze- ko.

Page 5: INJINERITZA GENETLKOAaldizkari-txikia.elhuyar.eus/pdf/Elhuyar-39-09.pdf · INJINERITZA GENETLKOA J. AGIRRE eta J. LASARTE InJinerltza genctlko belela, relu laren geneek du ten i nforrnazioaren

Elhuyar, 10,2,1984

i n vitro) , no la a lda tzen den genei i kok i bak te r i o homologo baten A D N ~ -2ati ba t esk i l ra tuz .

I .G.ak t ransformazio hauek in vitiro i uzendu nah i di tu, genorna (edo eduk i n genet iko) desberdina duten b a k t e r i o b e r r i a k lor ru aha l izateko, hauek, expresatzerakoan , ondorio p r a k t i k o r i k emango duten proteinak sor tuko d i l u z t e l a r i k ,

B igar ren fase batean, bakterine tan landare, an ima l i a e ta g i zak ien re lu la eukar io t ikoen geneak s a r t z e n ahalegindu da 1 .G.a, eta l o r t u ere zenbai t kasu tan jadets i du. Gehien erab i l tzen dena EschsrZck+h CoZi da, giza-hesteka ohlzko osrala r i a . Bakter ia b i r k o n b i n a t u hauer, h ibr idoak, kirnera hiits bezala izen da geni lzakeenak , cska l a b iotngr- koan oso u r r u n dauden esperien geneak dituzte.

Ikert i , nah i den genea, egoki deritzogun bakter ic ia rek in batera k u l tiho-rnedioan j a r i zen da. Geneak bakter ioan s a r t u behar du, eta bak t t r i oak ez du zapuztu behar. Bakterioaren genomara e ran ts i be- har du geneak, eta bere proteina bere t ia k o d í f i k a dezan beharrezka duen mater ia l a bak ter ioak eska in i - ko dio. A ld i berean, bak te r i o - ta t i - h t a n gene honek el u lakurneetara i ragan behar du, bak te r i oa ren ge- ne propioek eg i ten du ten beza laxe .

Bakter io eta zel i i la eukar io t iKo gehienek ingurunean i so la tu r i k aur - ki tzen d i ren AON- molekulaz jabe daitezke, ba ina oso propor tz io t x i - kian gertatzen da h a i ~ normalean.

I .G.ak bere laborategi hand ie- k i n b i ta r teko e ta rnekanismn ego- k i a k d i t u bak te r i n b i r k o n b i n a t u hauek kan t i t a te hand ian l o r t u aha l izateko. Horretarako entzima batzu- taz ba l iatzen da, mugaketako endo-

nukleasa der i tzenak hain ziizen: endoniik leesa haiiek ADN-a zat ika - tzen d i ~ t e , konbinatzea interesatzen za i g ~ i n genea g a r r a ia ttrko diiren bektoreak lo r i t i z . Bektore hauek plasrnido eta b a k t t r i o f a g o izenekin ezagu tzen d i r a , lehenengoak i r a n i k geh ien erabi l tzen d i renak .

Plasmidoak gehienba t bak terioe- tan aurk i tzen d i r e n organismriak d i r a , b i r u s a k ba ino e g i t u r a s in - pleagea d i ~ t e , eta ADNzko Katea b i k o i t z batez osatur ik daude, forma z I r k u I a r r e a n j a r r i a k . Plasmidoek 7elmla-genomaren r a t i t x i k i b a t bes ter ik ez dute osotzen, bak ter ioa rtrn kromosnmetat ik independienteak izanik. Plasrnido hauek bakter ioen ezaugar r i d i r e n zein i l ba t zu muga- tzen d i tuz te , bera iek i ssn i k a n t i b i o t ikoenganako j a r k i ko r tasun edo er res ic tcn tz ia Kod i f i ka tzen dutenak. E z a r ~ g a r r i h a i ~ ga r ran tz ia handikoa da I.G.an interesa du ien aukerak egiteko.

Mugaketako endonuk leasak o i n a r r i z k o Canabes d i r a ADN b i r - Konb inatza i lea lartzeko. Entz ima zel u l a r r a k d i r a , eta beren funtsez- ko eg ink izuna zel i i la defendattea da, kanrjot ik zelula-barnean s a r t u n a h i duen ADM a r ro t z ba ten a u r k a h a i n zuzen. Mota honetako 40-50 entzima ezagut ten d i r a , ze lu la des- berd ine ta t ík l o r t i~ak .

Naturan gertatzen den p lasmi - doen erab i l e ra ren a d i b i d e ba t ema- tekotan, hauxe aipaiuko dugu, i n - d i l c t r i an suposatu duen a u r r e r a k u n tza i suga r r i aga t i k : pe t ro l ioaren h i d r o k a t b v r o gehienak eta f u n tsez- k'oenak metabol izatu eta horretaz anderatzeko g a i den b a k t e r i o baten transformazioa. Eakter lo baten (PSEUMIMONA PUTIDA izenekoa ren ha i n luzen) zepa askok dute plasrnido b a t , h idrokarburo-mota b a k a r ba t l i se r i detakeen entzima k o d i f ika- tzen duena. Bakter io honen zepa

Page 6: INJINERITZA GENETLKOAaldizkari-txikia.elhuyar.eus/pdf/Elhuyar-39-09.pdf · INJINERITZA GENETLKOA J. AGIRRE eta J. LASARTE InJinerltza genctlko belela, relu laren geneek du ten i nforrnazioaren

desberdinaK Konbinatuz, giirutra- i z a n d e . Zepa berr l hauek patente iuz, eta nnski zepa hauek di luz ten tuak izan dira dagoeneko eia p e t o plasrnido desberdinef esker , petro- l loz pal ui tiltak'o uretan saioak lioaren i a hidrokarburo guzliak (salak'untzsk) eglr, dira ondorio anderatzekn edo degradatzeko ga i osn bFkainak tartur. ( 5 . Iru- den zepa berri b a t Iortu ahal d i a ) .

/ PLb&IOOA GURUTZAMEUDUA KRüUOSOllh I E l A PLASIIDOEU

0IRCOUBINhlIOl

5.Irudia: Petrolioaren hidrokarburo nagusienak metabolizatze ko gai den SUPERORGAHXSHüA. LYU P~ardom~na Put Zda zepa konbinatuz lor tzen da. e t a hauetako bakoitzak hidrokarburo desberdin bat metabolizatzen du: al- kanforra ( C M ) . oktanoa [OCT), xilenoa (XYL) eta naftalenoa (HAH). hain zuzen.

Saio berríetan eta birkonbina- zio-teknika berarek in posible egin da zelula baten ADN-tik datozen zat iak (geneak) besie espezie bate- ko zelula batean sartzea (6. iru- dia). Kultibo-medio egnlci batean batera jadzen dira interesatren z a i giin genea duen -4DN-a, mugake- ta-endonukleasa bat, eta plasrnido egdc iak . Endonuk leasal¿ ADN-a rat iKatu egiten du eta toki jakin batzutan mozten. Modu berean da- baka plasmidoa, toki analogo ba- tean. Giizt i honen ondorioz zatika-

tutako AOU-zaii Ibai, ligasa enizi- ma baten laguntzaz plasmidoari lotren zaie ebakitako tokian, ondo- ren plasrnidoak bere forma airk'u- l a r ra berresk uratzen duelarik .

ADN eta plasrnidoen nahasketa hau Schertchiu CoZi-z osatuiako kuL tibo-medio batean sarizen dira. CoEi honen pareta iragazkor egiten da kal tz ío klorurozko disoluzia dl- lu i tu batez eta honi esker denbora- -spe baten ondoren senbait plasmi- do bakteri-zelulara erantsiak ge-

Page 7: INJINERITZA GENETLKOAaldizkari-txikia.elhuyar.eus/pdf/Elhuyar-39-09.pdf · INJINERITZA GENETLKOA J. AGIRRE eta J. LASARTE InJinerltza genctlko belela, relu laren geneek du ten i nforrnazioaren

6.Irudia: Plasmidoak beste organismo baten ADW zatiltatume- kin nahastsn d i r a , Zenbait plasmido m a r e k i n nahasten dira. Barriro kul t lbatzen d ira .E.Cot i pa batekin eta C o Z i hauetako zenbaitzuk plasmido birkonbinatzailea bere barnera sartzen duts. Ondo- rengo kultiboetan, antibiotikoak erantsiz, bakte- r io hauek ADN birkonbinatzailea ez dutenengandik bereiz d a i t e x k t .

Page 8: INJINERITZA GENETLKOAaldizkari-txikia.elhuyar.eus/pdf/Elhuyar-39-09.pdf · INJINERITZA GENETLKOA J. AGIRRE eta J. LASARTE InJinerltza genctlko belela, relu laren geneek du ten i nforrnazioaren

ra tzen d i ra .

Geneari edo ADN-zaiiari pasaía- ri edo b i d a i a r i der i tzo, plasrnidoa- ri bek tore, eta plasmidoa garraia- tzen duen Skhgriehia Coli -ri o s t a l g ri .

Plasmido hauen zenbai t genek pro te inak, entzirnak kod i f ika tzen dituzte, Entr ima hauek an t i b in t i - koenganako j a r k ikor tasuna damaio- te bere jabe d i r e n zelule i . Ezau- g a r r i hauetaz b a l l a t u r i k interesa- tzen zeigun gene b i r k o n b i n s t u a duen plasrnidoa daramaten E-Col i - -ak separa dai tezke ersaztasun 0502.

Ondoren C o Z i hauek ontzi h a n d i 2 tan k u l t i b a t z c n d i r a , kul t ibn-medio egokiekin, eta hemtndík atera aha4 ízango d i r a gene b ida las iak , b a k t ~ r i oa ren ze l u l a-mekan isrnoak' prabe- txa tuz kod l f ika tzeko aukera izango duen pro te ina, ent r ima edo horrne- na.

I .G.ak Medikuntzaren erernuan ere b a d i t u bere a p l i k a z i o p r a k t i - koak. Gizak ian b i m i l a baino geh ic go d i r a ezagutren d i ren e r i t asun genetikoak. Er i tasun hauetan gene a k a s t u n bat heredatzen da, eta gene hdnek kodif ikatzen duen pro- te inaren agerpenak sortzen du g f z a gorputzean er i tasuna.

Er i tasun hauetako zenbai ten tratamenduan aurreCFo experíentzie- tan erab i l i tako elernentu berberak erab i l tzen d i ra . Teknika zai lagoa da halere, ebatz i behatreKo ara- zoaK gehiago. Adibidez, entzima egdc ien bidez, haziera-hormonaven eraketa Kodi f i ka t ren duen genea icalatzea l o r t u da d a g k ion ADN-tik. Ondoren gene h a u plasmido baten erants i eta azkenik C o l i baz i io ba- ten barnean sartzen da, honen ge- nornan lotua geratzen de la r i k . Ge- roago COZ; hau ontsi hand i tan k u l - t i ba tuz eguneroKo p r a k t i k a r a k o be- har adineko kan t i t a tean i o r t u da haziera-hormona. In tsu l inarek'in on -

dor io berdir i tsuak jadets i d i ra , e ta ín ter fc ron eta bcste hormona batzuk ere b i d e berd ina j a r r a i t i i k o dutela uste da.

Zenba i ten ustez ar r i sku ts i l bela l a jotzen den axperimentua, oso laborategi g u t x i t a n b a k a r r i k egi ten dena, Draiada dei tua da 17. i r u - d i a l . Gizaki , an ima l i a edo begeta- la ren zc lu la bateko genoma muga- ta-entzima askoren ek in tza jasateko egoeran ja r tzen da, p lasmido ego- k i en ar l r rean. ADU-ak za t i ka tuak geratzen d i r a , eta gene bako i i t a plasmido b a t i e rants ia , ~ n d o r e n CoZit: osatutako ku l t ibo-mtd in ba- tean be ra ien barnean sartzen d i r a eta beren genoman lo tuak geratzen d i r a . Horrela organismo baten ge- neak b i l t e g i r a t u e ta sa i lka tzea lor- tzen da.

A ipa tu exper ien tz ia ho r i poien- t z i a l k i ar r i sku tsua kontsideratzen da zeren gene arr iskutsuak Ipatogz n o & ) , begetalak t e l n animal iak , i solatuak gera bait daitezke. Bera ien patngeniz i tatea une hnnetarai no osotesunean ad ie raz te r i k izan ez badute ere, hemendik a i l r re ra posi- b l e izango l i tza teke gene hauek be ra en a r r i s k i ~ a agertzea .

Ugaztunen relulen i n j i n e r i t z a konplexuagea da naski. Teknikak berdintsua izaten d a r r a i , nah i du- gun genea barne ra tu behar d u g i ~ , nndoren p u r i f i k a t u , eta segidan bakter ioetan uga la raz i ugat tunen te1 u ie tan (g izak ienak izan da i tez- ke, hai n zuzen) . Besta lde b e h a r r e ~ koa da genea expresatzea, hau da , kodi f iKazioa ge r la tu r interesa- tzen za igun proteína sortzea . GI za- k i a r i dagmkionez h a u izan dai teke e r i t asun genetikaen tratamenduan a r o b e r r i baten hasiera.

Kasu jak i nen batean a r rakas ta l o r t u da , ete genea expresatzera i r i t s í da. Globina kod i f i ka tzen duen giza genearekin sa io eta l a n asko egin d i r a . Globina hemoglobi- naren z a t i bat da, eta bere airsen-

Page 9: INJINERITZA GENETLKOAaldizkari-txikia.elhuyar.eus/pdf/Elhuyar-39-09.pdf · INJINERITZA GENETLKOA J. AGIRRE eta J. LASARTE InJinerltza genctlko belela, relu laren geneek du ten i nforrnazioaren

fziak talasernia sortzen du. Talase- m i a odol-er i tasun bat da, pronosti- ko nahíko txarra duena, g a i ~ a r e n b iz i - i raupena ez b a i t da urle asko t an luzaiuko, eta e r i tasunaren tra- tamendu b a k a r r a transfusioak dlra oraingaz. E r i tasun heredagarria da eta Medi tervaneoaren Ekia Idean b i z i den popu!azioan ageslzen da.

Cehen a ipatutako metodoak era- bi l iz , eta arazo becezi hon i egoki- tuz l o r t u da 'g i za gene hau sagu- -zelu la batzutara barneratzea. Bide hau j a r r a i t v z M&in CiTine, uniber - ts i ta te amer ikar batean hernatologfa ko i rakas le zena, Israel eta I t a - l i a - r a joan ren, wi tasuna jasaten zuten S1 eta 16 u r te tako b f emaku- metk'o tratattera.

1 Gaisocn hezu-muinetik odala

"o 00 atera zuten, odolaren osagal eri- t ~ o p o i e t i k o a bereziki, eta aldez

Q O0 a u r r e t i k 6-globina k o d i f i k a t r e n duen gene normala bere genoman

o 0, b a t u t e l a f rogatu tako Co l i - ku t t i bo batean inkuba tu zuten. Ondoten kul- t ibo honetako zelulak gaisoen ndo- lean injektatu zituzten, g i zak ien

odol-zeluletako batzuk BgEobinaren genea barneratua izango t u ten es- ran tza rek in , ondoren norma lk i u g e du eta hemoglobina nnrrnal bat ke- difika razaten

7.Irudia: Draiada delakoaren sxperimentua. Organismo baten ADN-totala (a), rnugaketa-entzimen ekíntzaren ondo- rioz zatikatu egiten da (b). Onda- ren zati hauek bektore egoki bate- t i k datorren ADN-arekin birkonbina tzen dira (cl; birkonbinatzaileak, E-COZ<-ko medio baten lotzen d i r a

O berriro ere ( d ) . Escherichia CoZi- -aren zelulak mantenuzko substrak- t u baten hedatzen d i r a ondoren ( e ) , zelula hartzaile bakoitzak kolonia bat sor dczan I f ) . Experi- mentvak arrakastarik baldin badu, ondori oa organ i smoer en gene guz- tíen indibidualizazioa da.

Page 10: INJINERITZA GENETLKOAaldizkari-txikia.elhuyar.eus/pdf/Elhuyar-39-09.pdf · INJINERITZA GENETLKOA J. AGIRRE eta J. LASARTE InJinerltza genctlko belela, relu laren geneek du ten i nforrnazioaren

Aurreko grizt i a teor ia ten, oso pa l i t a , ba ina exper ientz iak porrot eg in rucn, eta k r i t i K a oso go- gerraK jaso zi tuen beste Fker lar ien a ldet ik . Exper ientz ia ga ra i z aurre- t i k egin zuela eontside~atu zuten, aldez a u r r e t i k saguan egindako expet ient r ie tan genea e2 b a i l zen gogobeiez expresatu. l kerke ta ha- tarako zi tuen diru-laguntza guzt iak kendu zizkioten baina Uníbertsiiateko bere postuan jarraitu zuen.

Hala ere bazen bere alde atera zenik, Bere lankideek 2era r i n t e n , "krifikatzeta dutenek gaits honek ukitutako 15 urtetako a Z a b m n ht iaango batute, q Z a n es Lukete era b s ~ e a n hi ta eginga; gaCsoak opor- tunitate bat behar du, t x i k t e m deta ere". Cline e r i t a s i ~ n a jasaten zuten m i laka gaisoek laguntzeko I r r i k a - ran zegoen. Dena dela beneta ikn hobakuntza bat izateko probabi l ¡ la - teak oso m u r r i t r a k t i r e n .

lkerketa hauek ha lnbat arazo konpontzeko aukera eman dute, di- r e l a fermazeutikoak (hormonen s in- tesia, adib) , cdota nekazar i tza- koak ( landareen garapena i nolakn o n g a r r i r i k gabe), edo mediKoaK (metabalismoaren sortzetik'n akatcen konponketa, adibidez). Ba ina arpa- tutaka aurreraKuniza guzti hor ien ondoan, b a d i r a cre ba lo ra tu be- harrek'o zenbalt a r r isKu: be ldu r ra er da oraingoz gaur regvngo a r r í s - ktl errea l bategat i k , gerora begira etnr daitezkeen ustezko ar r i skuenga tik b a i z i k .

R. PoZZack amerikar z ientz ig i to - nak, l a n eg i t en zucn laborategian zere jakin z i~en : SV40 birus k'ant- r igenoaren AQN-a CoZE baz i i a ba- tean In jektatzea pentsatzen 2utela. Gizakiarentzat rn inb iz iar lk sartzeka a r r i s k u r i k eduki ez arren, l a r r i tu eg in zen CoGi honek g i rak iaren hez tea kolonizatuko ote zuen beldurrez. Eta honen ondot i k exper icntz iak geraraztea I o r t u tuen.

Gai guzt i hauek aztertzeko ame-

r i K a r z ien tz i l a í i ek zenbait azter- t z a i le eurnpar ren laguntzaz Aci lo- mar-en (Ca l i fa rn ia) bildu ziren. Eztabaida gogorrak eduki ziiuzten, baizuk a r r i s k u t s u b e r a l a jo t ren z l ren exper ientx isk bertan behera uztea ere propnsatzen zutetar iK. bzkeneen lanean j a r r a i tzea erabaki zuten, bal na behar bezala prestatE tako laborategietan eg in beharra regotn, lsolamcnduzko neur r i zorra- tzek cza r r i z e ta ongl kon t ro la tu r i - ko mater ia l b io log ikoa erab i l i t . Exper ienrziak a r r i skutsuagaak i z a i go z i re la uste zen laborategietan a rdu rak handiagook z i ren, nosk i.

Normalean erab i l tzen den baz l l o eda bakter ioa Scherichia CoZi da eta batzuren urietan zientt i l a r i a k aro bihur tc i amen d i r a normalean giza- kian h a b i t a t u edo b i z i den o rgan is rno bat aukeraizeagat ik, ga inera zenbai t kasutan ek in tza paiogenoa duena. Badira ere aurkako e r i t z i a dutenak, eta hauek l i r a teke be- r a i e n ar razo iak : E-Cott-rl buruz da goen i nformazlo-kant i tate haíidiak ka IKulaezineko ba I ioa damaiore; besta lde, laborategi heuetan e r a b i i t ren den C0ZLak a ldaki lntza genet i ko ba t jasan di~cnez aso nekez ha- karr ík b i z i da¡ teke giza-hestean. Gainera, ezken akats genet ikoak d i t ~ ~ x t e n zepa b e r r i a k l o r tu dira, labora teg i -g i rn t ik kanpo e r i n b f r i daitezkeenak inn la ere.

Berehala hasi z i ren pol i k a r i a k ararna sariegia zela erabak i guz- t i ak z ien i z i l a r i en eskuetan s n i t i k uziekn esanaz. Eztabaidek a u r r e r a j a r r a i t u zuten eia lege bat aurkez- tu ?en i ke r la r i ek bere I,G.ko pro- jek tuali erakunde j a k i n baten aur rean aurkeztu zitzaten, projek- t u hauek anartuak izateko.

ZientziEariaK ratituak daude gaiaren aur rean, energia nuklearrg r e n gaian gertatzen den modu be- tswan .

BadFra opt imistak, badira pesf- rnistak ere. Asken hauen a r t e s n

Page 11: INJINERITZA GENETLKOAaldizkari-txikia.elhuyar.eus/pdf/Elhuyar-39-09.pdf · INJINERITZA GENETLKOA J. AGIRRE eta J. LASARTE InJinerltza genctlko belela, relu laren geneek du ten i nforrnazioaren

Charyuff daukagu, ikerketa hauetan a i i t i n d a r i dena. lkeerlari honen galdera da, ea eskub ider ik d i igun jakinmfn hutsez mif i e i ka urtetaKo ebolvzio n a t u r a l jakintsua atzerae- zinezko modu batez al daeraz teko. Erantzuna S. Cohen zientz i l a r i a k ernaten dFo, punta-puntako i k e r l a - r i a hau ere: "ebotuzio jakintau hau da konbinazio genetikoen bidea peste bukonikaa, astalzafarreria edo birue- la, su@ horia, poliomielitisa, min- b i a h , etabar utez diekigum".

Argudior iK gogorrena gure km- t ro let lk ihes egin dezakeen germen bat sortzea da o r a i n d i k ere. B. Da- vi+& d ioenez, germeq hauengan- dik zol duraren baten be ldur rez daudenaK e2 dak i te urte asko d i re- l a germenak erab i l tzen hasi zenetik lnalaka hondamandirik ge r ta tu ga- be, eta bestalde z a l l a dela mikro- b ia batentzat patogeno iza tere i r i s - tea.

Cal i fo rn iako Uniberts i tateKn ira kesle denSinahe&nep iKe r la r i a da jaera orekati iena era ikuspegi a r g i e na erak'usten duen gizona. lkerke: tak' ja r ra i tzearen a ldekoa da, be- ra ietan iKusten d i i uen posibi l i ta te handiengat ik, ba ina d i tuzten a r r i s k u potentz ia lek ere gogoan dauzlia. Laborategika Coti baz i ln b i r konb i - netu batek sor dtzakeen epidemi leherkaiaren pos ib i l i t a t e a r i ez d i o garrantz ia gehíeg i r ik ematen, eta @san beharra dago mota h o n e t a h is t r ipu h a n d i r i k ez dela oraindiK 9erfaZu inoiz, ror ioner.

Sinshemier bere gagoetan murg i l- tzen da eta bere uster benetazko arriskua ebolurio-prozesuaren alda ketaii dat za ; oreresu honetan rehar langa genetiko bai e r a i k i da zel i~- la Drnkar iot íko eta eukar in i ikoen artean. Azken te1 u l a hauek oso mekanisrnd genetika konp lexu baten jabe d i ra , eta so r fu berri d i r e n +clula h i b r i d a edn b i rkonb inat i ie i meanFsmb hau t ransfer i tzean, ebz l u ~ i o a n i zugd r r i zko t ~ i ~ k a n t a a k etorr iko l i r a l eke bere ustcz . Prokar ío

ta hauek l o r t u aha l i7ango tu ten erag inkor iasun b io log lko handiago- r i k konpet idore bezala, e ta pa res i - to bezala ere bai aspa ld i ko ebolu- zlo-joeraK ha i i ts iz .

Argudio hauek ez d i r a esKuerk'l anar tuak izan. B.Ba~is-ek e-r d u langa gcnet lko h a u onertzcn eta bere ustez b l zelu le- ta lde hauen a r tean ADN-a etcngabe e l ka r t r t l ka tri da ebolu t ioan zehar. Rak ter iaak ADN-a i ngurunet i k h e r dezakeela azpirnarratzen d u eta era berean hesteko E-Col<-k bere genornara Eotu dezaka h i l d a k o g i r a zelulen ADN-a .

Horrega t i k pentsotzen da laboro tegian eg indako b i r konb inaz lo guzt i hauek eboluzio na tu ra lean ere sor- t u aha l i zan d i re ta , b iz i tzeko auke ra g u t x i du2en zel ulak sorreraziz. E r a berean, laborategiek gaur regun d i tuz ten l an -ba ld in t tek in eukar io- ta/pr&ar iota b i rkonb inonte hauek b iz i - i rau teko p o s i b i l i tata g u t x i di- tur te.

Bada ga inera Kantutan hartzeka beste faktore g a r r a n t z i t s u bat: ADN-a birKonbinatzeko telcnika, mundu guzt ia ren eskuetan dagoen j a k i n d u r i a eta teknologia da. Worr? g a t i k ezagutza haueK erab i lera t x a r r a emango dieten pertsona, e l ka r te edo nazioren esku eror da i- tezkeela da a r i i s k u nagus ia , gerra b io logíkoar i has iera emana2 modu honetan.

Guzti honengat ik, i kerketa ha- tan a r i i zen d i r e n r i e n t z i l a r i a k za- l an i za hand iak dituzte, eta beren erantzuk izunaren b e l d u r dira, bere ga ra iean energia nhuk l ea r ra ren eia bonba atornikoaven aurk i kun - I zan parte h a r t u r u t e n Opennheimer eta beste jak in tsuen antzera. -

Chargaff-ek horregat iK zera dio: ''Nire betounazd* edo a g k n n i ~ e aurrekoa Ezan da NatuPaPen w k a fmrruka auntsttzaCZea h h e n aZdiz aurrere e m n duma, e i e n t z k aeko-

Page 12: INJINERITZA GENETLKOAaldizkari-txikia.elhuyar.eus/pdf/Elhuyar-39-09.pdf · INJINERITZA GENETLKOA J. AGIRRE eta J. LASARTE InJinerltza genctlko belela, relu laren geneek du ten i nforrnazioaren

tzen ~Cdaritaapeon. Et~rkizunak mada- boten auprean geundeta koñbsntziturik rikatuko gai tu ho~regatik". egoteko. Oratn, apo gmetikoun Bar-

tzen mi garen hunetan, eapero dut Amaiera betala hona hemen ilpork ez &@La HEroshima-koa bezatako

SZnsheLwe~-en beldi~r eta buruhaus- hondmendik behurko beste mazo han- teak : 'VWZ~oshUiw-ko aro atomikoa ha- d i eta Zori boten aurpea* gaudela e i aenean inork ez euen bests ezerm konbentziteeko". bsharrik izan amzo handi eta Za~ri

GENEA: Herentzkaren funtsezko unitatea da. Kromosomaren barnsan leku jakin bat dauka. eta azido deoxirribonukLeikoaren zat i bate2 osatua dago.

GEHOMA: Organismo baten gene guztien multzoa.

EllKARIüTA: Huna ongi antdlaturik dusn organismo edo zelula. bere rnintz eta guz- ti .

PROKARIQTA: Hun antolaturik ez duen organismo edo zelula.

K U E U A : Organismo honetafi zelulak bi zigoto desherdínetik datoz, Aorregatik zelula-sail eda luinu bakoitzak genoma desbardina du.

Etimologia: Mitologian, kimera, Tifoiaren eta Equidna sugegorriaren andore! goa da, Lehoiaren burua, ahuntzaren gorputza e t a augearen isatsa zuen ale- giazko animalia hau, ahoari sua zeriola deskribatu izan da.

IIPTeWERCMA: Animeli zslulak zenbait birusen ekintzaren aurka, eta ekintza honi erantzun bazala, ~ortutako proteina bat da. Proteina honek, birvsaren eraso berriaren aurkako jmrkikortasuna damaio ze lulari . Gaurregm proteina hau injinerutza ganetikot sortzen da, e ta birusengatiko eritasunen eta minbiz ie ren tratamsnduan gatrantzia handia du.