Ejercicio resuelto de Biología · 2025

5.- Elija una de las dos propuestas (A o B) y responda a las preguntas planteadas:
5. A- Respecto a las técnicas de ingeniería genética y sus aplicaciones:
a) El término CRISPR hace referencia a determinadas secuencias de ADN distribuidas en el genoma de los organismos procariotas. Indique cuál es la función de dichas secuencias dentro de las células bacterianas (0,25 puntos).
b) Qué función tienen las proteínas Cas en el sistema CRISPR-Cas de las bacterias (0,25 puntos).
c) El sistema CRISPR-Cas ha sido adaptado y convertido en una nueva tecnología de ingeniería genética para ser utilizada en células eucariotas. Indique qué permite hacer esta nueva herramienta biotecnológica y mencione una aplicación de la misma en medicina (0,5 puntos).
d) En la tecnología del ADN recombinante se requiere el uso de enzimas de restricción. Defina "sitio de restricción" e indique en qué pasos del proceso de obtención de un fragmento de ADN tendrían que utilizarse enzimas de restricción (0,5 puntos).
e) Mencione dos aplicaciones de la tecnología del ADN recombinante en la industria farmacéutica y otras dos en agricultura (0,5 puntos).

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{funci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{secuencias}}\mathbf{\text{CRISPR}}\mathbf{\text{dentro}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lulas}}\mathbf{\text{bacterianas}}\mathbf{\text{(0,25}}\mathbf{\text{puntos).}}$

Las secuencias CRISPR son el archivo del sistema inmunitario bacteriano. Entre sus repeticiones la bacteria guarda fragmentos de ADN de los virus que la han infectado, de modo que si el mismo bacteriófago vuelve a atacar, la bacteria lo reconoce por complementariedad y lo destruye. Constituyen, pues, una memoria de infecciones previas.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{funci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{tienen}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{prote}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{nas}}\mathbf{\text{Cas}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{sistema}}\mathbf{\text{CRISPR-Cas}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{bacterias}}\mathbf{\text{(0,25}}\mathbf{\text{puntos).}}$

Las proteínas Cas son nucleasas. Guiadas por el ARN transcrito de las secuencias CRISPR, localizan el ADN vírico complementario y lo cortan, inactivando al virus. Algunas participan además en incorporar los nuevos fragmentos víricos al archivo CRISPR.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{permite}}\mathbf{\text{hacer}}\mathbf{\text{esta}}\mathbf{\text{nueva}}\mathbf{\text{herramienta}}\mathbf{\text{biotecnol}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{gica}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{mencione}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{aplicaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{misma}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{medicina}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos).}}$

Adaptado a células eucariotas, el sistema CRISPR-Cas permite editar el genoma con precisión: diseñando un ARN guía se dirige la nucleasa Cas9 a cualquier secuencia elegida, se corta el ADN por ese punto exacto y, al repararse, se inactiva un gen o se sustituye por una versión distinta.

En medicina se aplica, por ejemplo, a la terapia génica de enfermedades hereditarias monogénicas, como la anemia falciforme o la beta-talasemia, corrigiendo la mutación en las células del propio paciente. También se emplea para modificar linfocitos T en inmunoterapia frente al cáncer.

$\mathbf{\text{d)}}\mathbf{\text{Defina}}\mathbf{\text{«sitio}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{restricci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n»}}\mathbf{\text{e}}\mathbf{\text{indique}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{pasos}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{proceso}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{obtenci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{fragmento}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ADN}}\mathbf{\text{tendr}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{an}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{utilizarse}}\mathbf{\text{enzimas}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{restricci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos).}}$

Un sitio de restricción es la secuencia corta y específica de nucleótidos, generalmente palindrómica y de cuatro a ocho pares de bases, que una enzima de restricción reconoce y por la que corta la doble hélice.

En la obtención del fragmento hacen falta en dos pasos: primero para cortar el ADN de partida y liberar el fragmento de interés, y después para abrir el vector, el plásmido, por su sitio de restricción. Se usa la misma enzima en los dos casos, de manera que los extremos cohesivos generados sean complementarios y el fragmento pueda insertarse; la unión definitiva ya la hace la ADN ligasa.

$\mathbf{\text{e)}}\mathbf{\text{Mencione}}\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{aplicaciones}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{tecnolog}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{ADN}}\mathbf{\text{recombinante}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{industria}}\mathbf{\text{farmac}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{utica}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{otras}}\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{agricultura}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos).}}$

En la industria farmacéutica se emplea para producir insulina humana en bacterias transformadas y hormona del crecimiento humana; también para obtener vacunas recombinantes, como la de la hepatitis B, o factores de coagulación.

En agricultura se emplea para obtener plantas transgénicas resistentes a plagas, como el maíz Bt, que incorpora un gen de $\mathit{\text{Bacillus}}\mathit{\text{thuringiensis}}$, y plantas mejoradas nutricionalmente, como el arroz dorado, enriquecido en provitamina A. También son válidas las plantas tolerantes a herbicidas o a la sequía.