Biotecnologie, fattori genetici e selezione

La selezione è il fattore genetico che condiziona in modo determinante le fonti primarie di princìpi attivi, in particolare le piante coltivate e le biotecnologie.

In ambito biotecnologico, la selezione viene applicata per isolare quelle cellule che poi, trasferite in una coltura in vivo, servono a migliorare la produttività biotecnologica in termini di produzione di princìpi attivi ma anche bio - trasformativi.

La selezione può essere considerata come l'elemento genetico maggiormente sfruttato in ambito farmacognostico, per migliorare la qualità delle droghe; è un fattore di tipo endogeno, ma che prescinde da quella che è l'operazione dell'uomo, cosa che fondamentalmente appartiene anche all'ibridazione, e in misura minore alla poliploidia.
Alcuni esempi di fattori genetici utilizzati dalle biotecnologie, intese come risorse di princìpi attivi o di elementi bio - trasformativi, sono la selezione e la mutazione genica indotta; si tratta di due elementi biotecnologici che trovano riscontro, ad esempio, nella produzione di un principio attivo di particolare interesse come la penicillina. Si potrebbe parlare anche di molecole di tipo ormonale come l'insulina, in questo caso di derivazione umana. Come fare, però, ad ottenere questi tipi di prodotti complessi, da organismi coltivati in vitro (organismi in generale, non solo cellule vegetali, ma anche funghi e batteri)? Per determinare l'importanza dei fattori genetici nelle biotecnologie, possiamo considerare che queste, come fonte di princìpi attivi, utilizzano non solo cellule vegetali ma anche batteri e cellule di organismi eucarioti.

Le biotecnologie sono la natura trasportata in laboratorio, e rappresentano la capacità dell'uomo di manipolare questa natura a suo piacimento, come ha fatto con gli OGM (Organismi Geneticamente Modificati). Un organismo geneticamente modificato è un organismo che non appartiene alla natura, ma piuttosto alle biotecnologie.

L'utilizzo dei batteri e dei microrganismi per ottenere princìpi attivi rappresenta una strategia biotecnologica particolarmente utile per ricavarli con una maggiore resa e nel minor tempo possibile (princìpi attivi che in natura appartengono a quell'organismo, come nel caso di una muffa facente parte del genere Penicillium per la penicillina, oppure princìpi attivi che in natura non appartengono a quel microrganismo, ma che lo diventano in ambito biotecnologico perché nel suo DNA viene inserita una sequenza genica che codifica per la produzione degli enzimi coinvolti nella biogenesi di quel principio attivo).

Se si identifica una sequenza genica legata alla produzione di un determinato principio attivo, si può prendere quel frammento di DNA ed inserirlo, per esempio, in un batterio, il quale ha un ciclo ontogenetico enormemente più rapido rispetto a quello di un organismo eucariote. Una coltura batterica, infatti, raggiunge il picco di crescita nell'arco di 6/8 ore; ciò significa che in quel tempo gli organismi presenti all'interno del terreno di coltura hanno consumato la gran parte degli elementi nutritivi e consolidato il proprio ciclo biologico, subendo diverse divisioni cellulari, grazie ad un metabolismo nettamente più rapido rispetto quello di una cellula vegetale (che raggiunge la fase stazionaria dopo diversi giorni, a volte anche 20/30 giorni).

La produttività, dunque, in termini di qualità e quantità, è estremamente favorita da una coltura microbica. Il passaggio dalla teoria alla pratica sta tutto nella capacità o incapacità dell'operatore di individuare, o meno, sequenze genomiche particolari, per poi trasferirle nei batteri o in altri microrganismi. Il problema, in particolare, risiede nella difficoltà di codificare il codice genetico di una fonte vegetale e trasferirlo in un organismo con ciclo ontogenetico molto più rapido. Tuttavia, anche se questo si caratterizza come l'obiettivo principale o il più importante di certe industrie biotecnologiche nel settore farmaceutico, molte aziende si sono sviluppate nel'approfondire e migliorare colture in vitro di batteri, funghi o cellule vegetali, in modo da ottenere la massima produttività sfruttando fattori di tipo genetico, primo tra tutti la selezione. Se si coltiva in vitro un ceppo di Penicillium con lo scopo di ottimizzare la produzione di penicillina, ad esempio, si andranno via via a selezionare gli individui che ne producono di più.

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Farmacognosia

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