Presupuestos

n términos de Kuhn, la explosión de las actividades biotecnológicas modernas (en especial las desarrolladas a partir del Proyecto Genoma Humano) es una revolución menor dentro de la iniciada por Darwin en 1859 al publicar El origen de las especies y Mendel en 1865 con sus reglas de la herencia; pero en términos sociales el desarrollo de las modernas biotecnologías (incluido el Proyecto Genoma Humano) tiene la capacidad para transformar nuestra sociedad y nuestros conceptos.

Se escucha por fin el trueno, algo después de que el rayo marcara la presencia de la tormenta; del mismo modo que Copérnico, Kepler y Galileo iniciaron la revolución científica en el siglo XVI pero su impacto completo -sobre el resto de la sociedad y sobre la imagen que la humanidad tenía de su posición en el cosmos- no se hizo evidente hasta después de Newton.

La norma parece haber perdido su capacidad de expresión y de interpretación de la realidad; se ha tornado incoherente como vínculo posibilitador de las relaciones entre los hombres y la naturaleza y de aquellos entre sí. Ello comporta un punto de tensión al revelarse que los que se creían acontecimientos naturales nunca han sido más que representaciones, producto de la actividad humana y, por lo tanto, manifestaciones de dimensión política. Supuestas bases científicas del ordenamiento jurídico son, en verdad, el producto de tendencias económicas, sociales y culturales.

Se debe advertir que la existencia misma del Proyecto Genoma Humano puede llevar a adoptar una visión excesivamente “atomista” de los seres humanos y de la vida misma[1]. Bajo el impacto de los nuevos descubrimientos sobre la genética humana, se podría llegar a definir al hombre en términos genéticos, si es que se encuentra algún gen que resulte ser exclusivamente humano y sin precedentes en los reinos animal y vegetal[2], desestimando el numen mismo de lo humano: el hombre es, también, el resultado de un sistema de creencias, la determinación de un núcleo de valores ….

La tarea de revisión propuesta ocurre: a) sin olvidar el compromiso de mediar entre las pretensiones de justicia de los hombres y la estructura formal de legitimidad de la teoría jurídica para mantener su efectividad representativa de la realidad, pero como advierte Vernengo “[L]a creación democrática de derecho no garantiza de por sí su legitimidad moral, así como no asegura dé solución justa a todo caso; (así tampoco) la creación de normas morales mediante procedimientos democráticos no garantiza que las reglas resultantes posean validez universal”[3]; y b) dentro de la comprensión de que ni los genes ni la naturaleza humana serán inmutables, pues la adquisición de los nuevos conocimientos alterará la expresión del hombre mismo[4].

Condiciones iniciales y de contorno

1^era.  Condición inicial.

¿Qué condición o cualidad otorga la calidad de viviente?

Se han conocido numerosas tentativas para explicar el carácter fundamental de lo viviente y diferenciarlo de lo inerte pero lo concluyente es que, dadas las características básicas del mundo relativo, debe asumirse que tanto la materia inerte como la viviente comparten los mismos elementos constitutivos: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre. Y, la química de los organismos vivos es, en esencia, la química de los compuestos que contienen carbono

Los seres vivos manifiestan dos procesos fundamentales -y diferenciadores de lo inerte-

·                    el metabolismo  por el cual transforma la materia y produce energía para su consumo,  posibilitando el desarrollo durante el ciclo vital

·                    la reproducción -que garantiza la perpetuación de la especie-  por vía sexual o división celular (asexual), los seres nuevos presentan las características combinadas de los progenitores, o constituyen la copia fiel de su antecesor, respectivamente. En cualquier caso, la reproducción tiene lugar sin la inmisión biológica de otros individuos sino de la propia variedad o género.

Concomitantemente, los individuos (vivientes) se caracterizan por las cualidades de:

·                    temporalidad, con una historia comprendida entre su nacimiento y su muerte; pero la muerte individual  no es sinónimo de extinción definitiva;

o                   muerte, como cese de las funciones que permiten al individuo los procesos señalados, es una acepción aplicable a los seres pluricelulares, pues en sus restos biológicos continúa manteniéndose actividad biológica pero no de modo integrado a las funciones caracterizantes, sino de transformación.

o                   muerte, como desaparición del ser viviente, es una acepción aplicable a los seres unicelulares que desaparecen –en tanto unidades biológicas- al dividirse en la reproducción asexual para dar lugar a la existencia de las “copias” hijas

·                    mutabilidad por la interacción de su programa genético y el medio ambiente, la cual, a largo plazo y seguidas las numerosas reproducciones, ocasiona la evolución de la especie a la que pertenece

Estas características dejan fuera de la categoría de seres vivios –cualquiera sea su actividad biológica- a organizaciones parciales o marginales que no cumplen con los atributos enunciados.

2^da.  Condición inicial.

Antes los avances de las investigaciones y conocimientos que aportan las biotecnologías la tentación ha sido la de asociar a una molécula (la de ácido desoxirribonucleico) la fuente de la condición de viviente, a los genes que soporta el diseño del destino de los seres vivos (incluido el hombre) y ceñir -a partir de este dogma- las reglas de la conducta humana.

Concebir la complejidad de lo viviente y pensar la ética en un mundo determinista manifiesta una tensión profunda en el seno de la sociedad, la que a la vez pretende promover un saber objetivo y afirmar el ideal humanista de responsabilidad y libertad.

Se impone una ciencia que permita que la creatividad humana se vivencie como la expresión singular de un rasgo fundamental, común en todos los niveles de la naturaleza, una racionalidad que reconozca el papel primordial de las fluctuaciones y la inestabilidad en todos los niveles de observación[5] que ya no identifique ciencia y certidumbre, probabilidad e ignorancia. Con la incorporación de la inestabilidad, las leyes de la naturaleza cobrarán un nuevo sentido. En adelante expresarán posibilidades complejas, interconectadas; y mostrarán resultados que trascenderán los elementos constitutivos de su composición. 

Organismo viviente: ¿Entidad compleja o entidad compuesta?

Los genes están soportados sobre las moléculas de ADN. Estas moléculas están organizadas en cadenas de doble hélice formadas por el enlace de nucleótidos (los que también conforman el ARN, la molécula encargada de transcribir el mensaje genético del ADN y traducirlo a proteínas).

Los nucleótidos son moléculas complejas, formadas por un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos (que puede ser ribosa[6] o desoxirribosa[7]) y una base nitrogenada (que puede ser de dos tipos: purinas o pirimidinas)[8]. Los enlaces son posibles merced a las reacciones de condensación[9] que implican a los grupos hidroxilo de las subunidades de fosfato y de azúcar El esqueleto de la molécula de ADN[10] está dado por la secuencia fosfato-azúcar-fosfato de los nucleótidos[11] y su disposición en cada rama dependerá de los puentes de hidrogeno de su base nitrogenada -que está unida covalentemente al grupo fosfato y al azúcar- con la base nitrogenada del nucleótido complementario[12]. El ensamble, así logrado, mantendrá unidas a las dos ramas formando la doble cadena helicoidal, con gran variedad en la secuencia de bases y con una dirección (de 5´ a 3´), opuesta en cada rama, que son, así, antiparalelas.  Una secuencia de nucleótidos que permite la síntesis de una proteína constituye un gen -unidad de la herencia en un cromosoma-. Los genes están ubicados linealmente sobre la cadena de ADN y cada uno de ellos ocupa un lugar particular llamado locus, el que puede ser o no, continuo. El conjunto completo de genes asociados de un organismo es llamado genoma.

Ese código sin embargo no será el único responsable del resultado final. A este fenónemo llamado degeneración del código (expresión para describir los estados múltiples de los tripletes) que, de hecho, puede producir cierta ambigüedad en la lectura de los codones (unidad de información), debe agregarse la existencia de las secuencias no codificantes, y, en las eucariotes, las secuencias repetidas, las interacciones y las recombinaciones espontáneas entre los genes. Otro fenómeno verificado es el solapamiento de genes impresos sobre las mismas bases.

El  primer genoma cuya secuencia completa de nucleótidos fue conocida fue la del ADN del bacteriófago j X174, descubierto por Frederick Sanger, lo que le valió su segundo premio Nóbel, en 1980. Cuando comenzó, los enunciados básicos eran: 1) a cada triplete corresponde un aminoácido de la cadena correspondiente a cada proteína; 2) se sabía que el DNA del j X174 contenía 5.375 nucleótidos; 3) se sabía que este ADN codificaba para nueve proteínas, y también 4) se conocía el número de aminoácidos de cada una de ellas. Según el código de tripletes, la cantidad de ADN era insuficiente para codificar todas sus proteínas; las leyes básicas de la biología molecular parecían ser refutadas.  Sin embargo la teoría quedó confirmada por el hecho, desconocido hasta entonces, de la superposición de genes. En otras palabras las mismas regiones del ADN codifican para distintas proteínas pero usando diferentes pautas de lecturas. Gráficamente:

Luego de la iniciación, la traducción -que siempre se llevará a cabo por la lectura de un triplete o codón (tres bases) por vez- no trae problemas de especie, el código genético es universal y determina la relación que existe en el ámbito de la traducción entre series de nucleótidos o codones y los aminoácidos (vale siempre para el ADN citoplásmico). El flujo de información va del ADN al ARN mensajero y de allí, finalmente, a formar la proteína, con una importante diferencia entre las procariotas y las eucariotas[13]

Finalmente, durante el ínterin de su trascripción y traducción ocurrirán fenómenos que lo depurarán, ya que mucha de la información que contiene no es usada por el organismo. El engrosamiento o looping dejará atrás la información de nucleotidos que se considera inaplicable para la construcción de la proteína.

Factorías de proteínas. La elaboración de las reglas mendelianas, la comprensión creciente de las fuerzas de la evolución y el reconocimiento del rol de las mutaciones fueron el primer paso, más allá de las biotecnologías empíricas, que permitió la manipulación de las fuerzas de los organismos vivos para el desarrollo de sus atributos más provechosos. Hoy, en el ejido de la biología molecular materiales vivos funcionan como “fábricas”[14] de ácidos, solventes, aminoácidos, vitaminas, hormonas, alimentos, bebidas y antibióticos; tal versatilidad no puede, por supuesto, ser atribuida a ningún organismo natural, sino al trabajo de especialistas: microbiólogos, fitomejoradores, bioquímicos, genetistas. En la tarea se valen justamente de la molécula de ácido desoxirribonucleico (ADN).

Cuando se pretende que las “factorías” biotecnológicas (una célula) produzca un material específico, debe dársele la orden específica, esto es proveerle de los genes necesarios. Para ello se debe agregar a su ADN natural un complemento génico (previamente determinado y aislado), lo que es posible por medio de un vector o transportador[15].

§         los plásmidos[16] son usados como vectores dada la facilidad con que pueden ser “abiertos” y su corto mensaje natural, características que permiten la adición de genes extraños y aún entonces su reinserción en sus bacterias de origen donde se replicarán expresando las instrucciones añadidas;

§         los lambda[17] y los cósmidos también son usados como vectores, para lo cual deben ser preparados para poder clonar secuencias de ADN extraño más largas que los transportables por plásmidos (éstos, en tanto vectores, deben competir, en clara desventaja, durante su replicación con los más pequeños no cargados). La preparación del fago lambda se lleva a cabo mediante la supresión de la zona central de su ADN (allí residen genes que no son necesarios para infectar la célula, ni para multiplicarse dentro de ella) por el empleo de enzimas de restricción específicas para cierto tipo de cepas; en su lugar se inserta el ADN escogido del mismo largo -aproximadamente de unas 20.000 bases- que el ADN deleccionado.

Contando con el vehículo (o vector) se ha de preparar el “mensaje” a enviar para lo cual se ha madurado la técnica del ADN recombinante. Esta técnica reposa sobre la observación de la recombinación del ADN in-vivo durante la conjugación y la  transformación en el mundo de las bacterias

El ADNrecombinante ha sido la herramienta más sorprendente utilizada en microorganismos, vegetales, animales (incluidos los seres humanos) para producir o inhibir la producción de proteínas más o menos a ciegas.

Pero quizás el más conmocionante ha sido la transferencia de material nuclear, lo que confirmó la posibilidad de la reproducción clónica y la transgénica.

Transferencia de material nuclear de células somáticas. Conocida vulgarmente como “clonación”, debe diferenciarse de ella la aplicación de esta técnica con fines reproductivos

El 27 de febrero de 1997[18] se dio a conocer una experiencia  inédita en animales (a la sazón, mamíferos) que da cuenta de los adelantos de la ingeniería genética: el nacimiento de la oveja Dolly.

Sus objetivos no fueron explicitados pero las aplicaciones industriales (en ellas, las terapéuticas) podrán ser investigadas en las primeras décadas del siglo XXI.

Desde el siglo pasado se sabe que es posible clonar plantas a partir de una única célula tomada de alguna de sus partes (tallo, hoja, raíz, etc.). Sin embargo, salvar la distancia entre la clonación de plantas y la de animales iba a llevar su tiempo. No fue hasta 1967 que John Gurdon, destruyó con radiación ultravioleta el núcleo de huevos no fecundados de una especie de rana africana, Xenopus laevis, e inyectó en ellos núcleos de células intestinales (células ya diferenciadas) de la misma especie de rana. Logró de este modo desarrollar embriones, los cuales, sin embargo, morían sin superar el estadio de renacuajos. Los resultados de Gurdon fueron considerados como una indicación de que las células de tejido adulto conservan el genoma completo, pero con alteraciones importantes.

Los primeros métodos de transferencia nuclear en mamíferos fueron desarrollados en ratones y presentaron inesperadas dificultades, aparentemente relacionadas con el ciclo celular, que es de importancia crucial en la determinación de la compatibilidad entre el núcleo donante y el ovocito receptor. En lo que se refiere a ovejas y vacas, dos trabajos fueron particularmente relevantes. Durante la década de los ochenta, S. Willadsen, del Institute of Animal Physiology, en Cambridge, logró la producción de clones ovinos adultos fusionando células de un embrión temprano (que contenía de ocho a dieciséis células) con aproximadamente la mitad del citoplasma de un ovocito no fertilizado. Por su parte, N. First, de Madison University, en Wisconsin, tomando una célula de un embrión bovino de seis días de gestación, consiguió su fusión con el citoplasma de un ovocito anucleado, por medio de una descarga eléctrica. Obtuvo así clones viables de bovinos.

En marzo de 1996, K. Campbell, I. Wilmut y sus colegas del Roslin Institute introdujeron una novedad respecto de las experiencias anteriores. Tomaron las células de un embrión ovino de nueve días y, en lugar de fusionarlas inmediatamente con los ovocitos receptores, las cultivaron in vitro para hacerlas proliferar. Las células fueron posteriormente fusionadas con ovocitos enucleados, originando cinco embriones que se implantaron en los úteros de diferentes ovejas. De esta experiencia nacieron tres corderos que murieron en forma prematura y dos que crecieron normalmente[19].

En apretada síntesis la experiencia observó los siguientes pasos.

Ø       Se cultivaron in vitro células de la glándula mamaria – la ubre – de una oveja adulta de raza Finn Dorset que se encontraba en el último trimestre de preñez.

Ø       Las células fueron posteriormente fusionadas, mediante un shock eléctrico, con ovocitos (óvulos inmaduros) a los que previamente se les había extraído el núcleo (ovocitos enucleados), provenientes de una oveja de raza Scottish Blackface (blanca con cara negra).

Ø       Estos ovocitos, fertilizados de manera artificial, luego de ser activados con una suave descarga eléctrica, comenzaron a dividirse.

Ø       Cuando los embriones llegaron a poseer entre ocho y dieciséis células (estadio de mórula), se implantaron en el útero de otras ovejas Scottish Blackface.

Ø       Transcurridos 148 días nació un cordero de 6,6kg de peso, totalmente blanco, el primer vertebrado obtenido a partir de una célula tomada de un mamífero adulto.

Estudios moleculares demostraron que la dotación nuclear genética del cordero así procreado, era similar a la de la oveja de la cual se extrajeron las células de la glándula mamaria, y diferente a la de la oveja utilizada como gestante[20].

Durante el ciclo vital de una célula – con sus dos estadios, la interfase y la división –, la duplicación del ADN se lleva a cabo durante el período S (o sintético) de la interfase. El período que precede al S es el G1 (de gap, brecha), y el que le sucede, G2. EI ciclo de división celular sigue, entonces, los siguientes pasos: G1, S, G2, mitosis, y recomienza en G1. La duración del ciclo es regulada por su detención en un punto específico de G1. En ta1 caso, se dice que la célula se ha retirado del ciclo celular, y que se encuentra en el estado GO. Al reanudar el crecimiento, la célula retoma el período G1, en el cual el contenido de ADN es diploide, es decir, tiene el número normal de cromosomas – dos copias de cada uno – ; en el resto de los períodos, es mayor[21]. El ciclo vital de una célula muestra los cambios en el contenido de ADN durante los distintos períodos, en función del tiempo.

·          El período G1 corresponde a un contenido diploide de ADN (dos copias de cada cromosoma) y

·          El período  G2, a uno tetraploide (cuatro copias de cada cromosoma). La extensión de cada etapa del ciclo es propia de cada célula.

1.      Ovocito haploide

2.      Eliminación del núcleo  (por radiación o medios mecánicos como absorción por una pipeta) 

3.      Núcleo eliminado, el/ los ovocito/s está/n listo/s para ser transferido/s

A.      mórula

B.      mórula sin sus cubiertas

C.      Células (diploides) disgregadas

D.      Succión de una célula con una micropipeta

E.      Ruptura de la  célula y liberación del núcleo de la misma

F.       Preparación para la inyección

G.      Preparación para la inyección

H.      Introducción del núcleo/s en la/s célula/s enucleada/s.

I.        mórula desarrollada a partir  de la inyección

J.        Blastocisto desarrollado a partir  de la inyección.

Los pasos de D a H pueden reemplazarse por la fusión de ambas células.

Obviamente si se inyectan núcleos provenientes de células de un mismo origen todos los embriones desarrollados tendrán la misma información genética nuclear, pero debe recordarse que la información genética mitocondrial será la de la oveja donante del ovocito.

A partir del experimento denunciado por el equipo del Dr. Walnut del Instituto Roslin de Edinburgo (Escocia) se ha trabajado con la hipótesis de transferir a un huevo fecundado y previamente enucleado el material nuclear  de células somáticas, cuyo ADN habría recobrado la totipotencia perdida a partir de la quinta subdivisión celular del ovocito fecundado mediante la técnica de “empobrecimiento” al que se somete a la célula donante del material nuclear. La experiencia no ha podido ser suficientemente documentada y acreditada por falta de divulgación de los protocolos correspondientes, no obstante está perfectamente claro que el individuo resultante después de la gestación del cigoto alterado a pesar de desarrollar las características genéticas contenidas en el material transferido no posee una constitución genética idéntica al donante de tal material pues parte de su composición dependerá del ADN mitocondrial aportado exclusivamente por el gameto femenino  

En cualquier caso, Dolly no es una copia idéntica de la “madre” que donó el núcleo (no se olvide que el óvulo contiene ese pequeño ADN de la mitocondria). Aunque ambas comparten el mismo ADN nuclear, las instrucciones genéticas de Dolly no experimentaron exactamente el mismo tipo y combinación de estímulos que los de su "madre nuclear"[22]. Además, el ADN no contiene un programa unívoco de instrucciones, sino que es flexible, y la expresión genética en cada individuo queda matizada por multitud de factores, quedando “abierta” con una finalidad adaptativa clara (V.gr., el botón dorado acuático, sus hojas -genéticamente idénticas- crecen anchas, planas y lobuladas por encima del agua y, delgadas y finamente  divididas, por debajo del agua).

Un estudio llevado a cabo por investigadores del Instituto Whitehead indica que los animales clonados presentan anormalidades en la expresión genética, que se deben a irregularidades en el gen de impresión que se emplea para llevar a cabo la clonación. Considerando estos datos, la clonación terapéutica no tendría demasiada utilidad, ya que los genes impresores adquieren un papel clave en el desarrollo embrionario. El equipo de Rudolf Jaenisch y Ryuzo Yanagimachi, hipotizó por primera vez cómo los clones que parecen normales presentan graves anomalías que afectan a la expresión genética y que no se manifiesta en características externas. Estos resultados confirman las sospechas previas de que los clones no sólo son ineficientes, sino que también pueden ser inseguros[23].

El análisis sirvió para discernir si los problemas de los clones venían dados por aberraciones en las células donantes o en el procedimiento de clonación[24]. A pesar de la inestabilidad, muchos embriones sobrevivieron a la edad adulta, lo que sugiere que el desarrollo de los mamíferos tolera la regulación genética aberrante. Teniendo en cuenta estos resultados, la falta de expresión en los genes impresos hace que la clonación terapéutica adquiera poca relevancia, ya que los genes impresos tienen un papel clave en el desarrollo del embrión.

Animales transgénicos. Normalmente, en los organismos superiores animales o vegetales la información genética se transmite por mecanismos de reproducción sexual ; es lo que se conoce como transmisión genética vertical. Sin embargo, hace ya unos veinte años se logró obtener los primeros ratones transgénicos mediante transferencia génica por inyección directa de ADN extraño en un cigoto obtenido por fecundación in vitro ; es decir, se trataba de una transmisión genética horizontal, también llamada transgénesis.

A partir de las experiencias de Gordon, Ruddle y colaboradores iniciadas en 1980 en las que inyectaron ADN de ratón en uno de los pronúcleos de un cigoto de la misma especie, se inició una nueva era en la manipulación genética de embriones de mamíferos. Al año siguiente, Gordon y Ruddle[25] demostraban la integración y transmisión estable a través de la línea germinal de genes inyectados en pronúcleos de cigotos de ratón obtenidos por fecundación in vitro. Eran los primeros ratones transgénicos. El paso siguiente consistió en probar que también se podían obtener ratones transgénicos que incorporaran en su genoma un gen (transgen) de otra especie. Así, Palmiter y sus colaboradores[26] obtuvieron ratones transgénicos gigantes al inyectar en el pronúcleo de un cigoto el gen de la rata que codifica para la hormona del crecimiento. Incluso, se obtuvieron también ratones transgénicos gigantes cuando el transgen introducido era el gen humano que codifica para la hormona de crecimiento.

Las técnicas de obtención de animales transgénicos son:

§         Transfección de células totipotentes

La introducción de una nueva información genética (el transgén) dentro del genoma de un organismo puede presentar algunos problemas en relación a dónde y cuándo expresar el transgén:

El ideal sería poder dirigir con total precisión el lugar de integración del transgén. Así, por ejemplo, en 1999 se obtuvieron en el Roslin Institute de Edinburgo las ovejas transgénicas "Cupid" y "Diana" a partir de la clonación de cultivos celulares modificados mediante recombinación homóloga ("gene targeting").

Plantas transgénicas. No menos espectacular y de incidencia actual mucho más amplia  ha sido la manipulación del ADN de cereales mediante el bombardeo de micro proyectiles. Por medio de esta técnica se han obtenido plantas transgénicas en monocotiledóneas como maíz, arroz, trigo, avena y cana de azúcar, además de varias dicotiledóneas: soja, tabaco, algodón. La aceleración de partículas pesadas (tungsteno u oro) recubiertas de ADN puede usarse para transportar genes dentro de células y tejidos vegetales.

El bombardeo con micro proyectiles desnudos también ha sido utilizado para producir heridas en las células y favorecer la posterior transferencia de genes mediada por A. tumefaciens, incrementándose en al menos 100 veces la obtención de células recombinantes en meristemos de tabaco y girasol, respecto a las técnicas comunes.

Las ventajas de este método le dan un potencial de aplicabilidad general:

(i)     técnicamente es fácil de manejar;

(ii)   un disparo puede producir múltiples integraciones;

(iii)  las células pueden sobrevivir a la introducción de una partícula, e incluso de varias;

(iv) los genes que recubren la partícula recuperan su actividad biológica;

(v)  las células diana pueden ser de diversos tipos, tales como polen, cultivos celulares, órganos y meristemos;

(vi) las partículas también alcanzan capas celulares mas profundas.

Finalmente, las moléculas de ADN también resultan atractivas porque pueden diseñarse átomo a átomo, confiriendo así el control necesario para crear puertas que funcionen de acuerdo con los requerimientos de una aplicación. Parece razonable pronosticar que la técnica híbrida, que conjuga microcircuitos semiconductores y moléculas biológicas, pasará bastante pronto del dominio de la fantasía científica a las aplicaciones comerciales. La pantallas de cristal líquido ofrecen un espléndido ejemplo del sistema híbrido que ha triunfado. Casi todos los ordenadores portátiles de nuestros días se basan en pantallas de cristal líquido, que combinan dispositivos semiconductores con moléculas orgánicas para controlar la intensidad de la imagen en la pantalla. Son varias las moléculas biológicas que se podrían utilizar con vistas a su utilización en componentes informáticos, pero de todas ellas, es una proteína bacteriana, la bacteriorrodopsina la que suscita mayor interés.

Actualmente, en algunos laboratorios han construido prototipos de dispositivos de procesamiento en paralelo, elementos de almacenamiento volumétrico y redes neuronales que se basan en esta proteína. La bacteriorrodopsina (BOD) exhibe insólitas propiedades al ser expuesta a la luz. La BOD, que se encuentra en la membrana de Halobacterium salinarium, permite el crecimiento de la bacteria cuando la concentración de oxígeno es insuficiente para mantener al microorganismo. Al incidir la luz sobre ella, la proteína modifica su estructura y transporta un protón a través de la membrana, aportando así energía para alimentar el metabolismo celular[27]. Esta aptitud sería la usada para lograr la respuesta positiva a la diagramación deseada.

Por otro lado, ya el 11 de noviembre de 1994 un artículo en Science[28] describía la "Computación Molecular da Soluciones a Problemas Combinatorios". Esta fue la primera vez que se implementó una computadora basada en ADN, y el título quiere decir que un problema que requiere buscar varias posibles soluciones (un problema combinatorio) fue resuelto con moléculas (ADN). Aún con su respectiva complejidad, las operaciones biológicas y matemáticas tienen algunas similitudes: La muy compleja estructura de un ser viviente es el resultado de aplicar operaciones simples a la información inicial codificada en una secuencia de ADN (genes). Todos los problemas matemáticos complejos se pueden reducir a operaciones simples como la suma y la resta[29]

Por las mismas razones por las que el ADN fue supuestamente seleccionado para los organismos vivientes como material genético, el ser estable y predecible en reacciones, las cadenas de ADN también pueden ser usadas para codificar información para sistemas matemáticos. 

El ADN es un soporte lógico versátil, aún no muy bien comprendido del que se han acumulado datos importantes e innúmeras aplicaciones.

El Consorcio Internacional, integrado por 20 grupos de diferentes países y por otro lado la empresa privada Celera, hizo público el 12 de febrero del 2001, el mapa provisional del genoma humano que aporta una extraordinaria información acerca de las bases genéticas del ser humano[30].

► El Consorcio Internacional calcula que el genoma humano contiene 31.780 genes codificadores de proteínas, hasta la fecha ha descubierto 22.000. Celera afirma tener indicios de la existencia de 26.000 genes y cree que la cifra total sería de 38.000.

► De los 300.000 clones de partida fueron válidos 30.000 clones  que representan un total de 3.200 Megabases. Estos resultados alcanzados en octubre del 2000, representan el 90% del genoma y son los que se han publicado. El 10% restante se pretende completar en el año 2002. La secuencia obtenida es de enorme trascendencia y son muchos y variados los puntos de interés pudiendo destacarse algunos datos:

► El ser humano tiene solo el doble de genes que la mosca del vinagre, un tercio más que el gusano común y apenas 5.000 genes más que la planta Arabidopsis. El ADN humano es al menos en un 98% idéntico al de los chimpancés y otros primates.

► 3200 millones de pares de bases forman genes, repartidos entre los 23 pares de cromosomas. Los cromosomas más densos (con más genes codificadores de proteínas) son el 17, 19 y el 22. Los cromosomas X, Y, 4, 18 y 123 son los más áridos.

► El equipo de Celera Genomics utilizó para secuenciar el genoma humano muestras de ADN de tres mujeres y dos hombres (un afroamericano, un chino, un asiático, un hispanomexicano y un caucasiano). El equipo de Celera utilizo DNA perteneciente a doce personas. Cada persona comparte un 99,99 por ciento del mismo código genético con el resto de los seres humanos. Sólo 1.250 letras separan una persona de otra.

► Hasta ahora se han encontrado 223 genes humanos que resultan  similares a los genes bacterianos.

► Sólo un 5 % del genoma codifica proteínas. El 25% del genoma humano está casi desierto, existiendo largos espacios libres entre un gen y otro.

► Se calcula que existen unas 250-300.000 proteínas distintas. Por tanto cada gen podría estar implicado por término medio en la síntesis de unas diez proteínas.

► Algo más del 35% del genoma contiene secuencias repetidas. Lo que se conoce como DNA basura.

► Se han identificado un número muy elevado de pequeñas variaciones en los genes que se conocen como polimorfismos nucleótidos únicos, SNP de su acrónimo inglés. Celera ha encontrado 2,1 millones de SNP en el genoma y el Consorcio 1,4 millones. La mayoría de estos polimorfismos no tienen un efecto clínico concreto pero de ellos depende, por ejemplo, el que una persona sea sensible o no a un determinado fármaco y la predisposición a sufrir una determinada enfermedad.  

En definitiva, la molécula de ADN todo lo que proporciona es una cadena larga de diagramas binarios, por lo demás poco informativa.

Hasta ahora, casi todos los desarrollos se han fundado en el crudo sistema del ensayo y error: los millares de productos químicos se prueban para descubrir cuál es su fuerza interactiva con las máquinas moleculares para corregir sus defectos. Para superar esto, es necesario entender cada proteína: el proteoma. humano. Aunque el esqueleto del proteoma está allí en el genoma -cada gen codifica para una proteína- su plegamiento y doblamiento es aún un misterio.

El conocimiento de los contenidos de la famosa molécula constituye una invaluable adquisición científica y tecnológica (especialmente porque aún se desconoce el 90 % de la importancia de ese contenido). Pero además porque permite re-situar al objeto de conocimiento de la ciencia fuera de los planteos simplistas de las aprehensiones reducionistas. Ver en el ADN más que una molécula es despreciar su riqueza.

Lograr dirigir el movimiento atómico dentro de la molécula de ADN  permite generar sistemáticamente cada molécula al menos dos estados, cada uno puede representar, ora 0, ora 1. Esta fue la hipótesis de la que se partió y los éxitos aunque modestos de apariencia han sido rotundos.

Las moléculas biológicas confieren así el control necesario para crear puertas que funcionen de acuerdo con los requerimientos de una aplicación. Parece razonable pronosticar que la técnica híbrida, que conjuga microcircuitos semiconductores y moléculas biológicas, pasará bastante pronto del dominio de la fantasía científica a las aplicaciones comerciales.

Una cadena de ADN se programa para forzar moléculas en áreas muy específicas dejando que uniones covalentes se formen sólo en áreas muy específicas. Las formas resultantes se pueden manipular para permitir el control posicional y la fabricación de nanoestructuras.

La nanotecnología requiere de auto reproducción, algo que podría ser resumido sencillamente en la siguiente orden: “haga otro igual a mi, entonces todo el mundo haga más de sí mismo, haga esto un millón de veces y luego finalice”.

Ya el 11 de noviembre de 1994 un artículo en Science[31] describía la "Computación Molecular da Soluciones a Problemas Combinatorios". Esta fue la primera vez que se implementó una computadora basada en ADN, y el título quiere decir que un problema que requiere buscar varias posibles soluciones (un problema combinatorio) fue resuelto con moléculas (ADN). Aún con su respectiva complejidad, las operaciones biológicas y matemáticas tienen algunas similitudes: La muy compleja estructura de un ser viviente es el resultado de aplicar operaciones simples a la información inicial codificada en una secuencia de ADN (genes). Todos los problemas matemáticos complejos se pueden reducir a operaciones simples como la suma y la resta[32]

Actualmente, en algunos laboratorios han construido prototipos de dispositivos de procesamiento en paralelo, elementos de almacenamiento volumétrico y redes neuronales que se basan en la bacteriorrodopsina (BOD), la que exhibe insólitas propiedades al ser expuesta a la luz. La BOD, que se encuentra en la membrana de Halobacterium salinarium, permite el crecimiento de la bacteria cuando la concentración de oxígeno es insuficiente para mantener al microorganismo. Al incidir la luz sobre ella, la proteína modifica su estructura y transporta un protón a través de la membrana, aportando así energía para alimentar el metabolismo celular[33]. Esta aptitud sería la usada para lograr la respuesta positiva a la diagramación deseada.