Ejercicio resuelto de Microbiología y biotecnología · Biología

Pregunta 5. INGENIERÍA GENÉTICA Y BIOTECNOLOGÍA e INMUNOLOGÍA (2 puntos)

Opción 5.1. Conteste las siguientes cuestiones:

Cuestión 1. En relación con la ingeniería genética, explique qué es y para qué se utiliza:
A) Vector de clonación (0,5 puntos).
B) Enzima de restricción (0,5 puntos).

Cuestión 2. Explique en qué consiste la respuesta inmunitaria humoral, mencionando las moléculas y las células que participan en la misma y explicando su función (1 punto).

$\mathbf{\text{Cuesti}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{1.}}\mathbf{\text{A)}}\mathbf{\text{Vector}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{clonaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos).}}$

Un vector de clonación es una molécula de ADN capaz de replicarse de forma autónoma dentro de una célula hospedadora y que se emplea como vehículo para introducir en ella un fragmento de ADN ajeno y multiplicarlo. Los más utilizados son los plásmidos bacterianos, pequeñas moléculas de ADN circular extracromosómico, y también los bacteriófagos, los cósmidos y los cromosomas artificiales.

Para servir como vector, la molécula debe tener un origen de replicación propio, dianas únicas para enzimas de restricción donde insertar el ADN de interés y genes marcadores, habitualmente de resistencia a un antibiótico, que permitan seleccionar las células que lo han incorporado.

Se utiliza para transportar el gen deseado al interior de la célula hospedadora y conseguir, al multiplicarse esta, muchas copias idénticas de ese ADN, o bien su expresión para obtener la proteína que codifica, como ocurre en la producción de insulina humana en bacterias.

$\mathbf{\text{Cuesti}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{1.}}\mathbf{\text{B)}}\mathbf{\text{Enzima}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{restricci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos).}}$

Una enzima de restricción, o endonucleasa de restricción, es una proteína de origen bacteriano que reconoce una secuencia corta y específica de nucleótidos del ADN, llamada diana y frecuentemente palindrómica, e hidroliza en ese punto los enlaces fosfodiéster de la doble hélice.

En la bacteria cumple una función defensiva: degrada el ADN extraño, por ejemplo el de los virus que la infectan, mientras que su propio ADN queda protegido por metilación. De ahí su nombre, porque restringe la entrada de ADN ajeno.

Según cómo corten se distinguen las que rompen las dos hebras a distinta altura, dejando extremos monocatenarios complementarios o cohesivos, y las que cortan a la misma altura, dejando extremos romos.

En ingeniería genética se utilizan como tijeras moleculares: permiten fragmentar el ADN por puntos concretos y, sobre todo, cortar el gen de interés y el vector con la misma enzima, de modo que sus extremos cohesivos se aparean y la ADN ligasa sella la unión formando el ADN recombinante.

$\mathbf{\text{Cuesti}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{2.}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{consiste}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{respuesta}}\mathbf{\text{inmunitaria}}\mathbf{\text{humoral,}}\mathbf{\text{mencionando}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lulas}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{participan}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{misma}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{explicando}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{funci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{(1}}\mathbf{\text{punto).}}$

La respuesta inmunitaria humoral es la modalidad de inmunidad específica o adaptativa mediada por los anticuerpos disueltos en los líquidos corporales o humores, esto es, el plasma y la linfa. Resulta especialmente eficaz frente a los antígenos que se encuentran libres en el medio extracelular: bacterias, virus antes de penetrar en la célula y toxinas.

Las células que participan son, en primer lugar, los linfocitos B, que reconocen el antígeno mediante las inmunoglobulinas de su membrana. Al activarse proliferan por expansión clonal y se diferencian en células plasmáticas, que fabrican y secretan grandes cantidades de anticuerpos, y en células B de memoria, que persisten y permiten una respuesta más rápida e intensa en un segundo contacto. Colaboran con ellos los linfocitos T colaboradores, que tras reconocer el antígeno estimulan al linfocito B liberando interleucinas, y las células presentadoras de antígeno, macrófagos y células dendríticas, que captan el antígeno, lo procesan y lo muestran a los linfocitos T.

Las moléculas implicadas son el antígeno, que desencadena la respuesta; los anticuerpos o inmunoglobulinas, glucoproteínas en forma de Y con dos cadenas pesadas y dos ligeras unidas por puentes disulfuro, cuya región variable forma el centro de unión al antígeno; y las interleucinas y las proteínas del sistema del complemento, que amplifican la respuesta.

Los anticuerpos se unen al antígeno formando el complejo antígeno-anticuerpo y lo inactivan por neutralización de toxinas y virus, por precipitación y aglutinación, que facilitan su eliminación, por opsonización, que favorece la fagocitosis, y por activación del complemento, que lisa al microorganismo.

La respuesta humoral consiste, en definitiva, en la producción de anticuerpos específicos por las células plasmáticas derivadas de los linfocitos B, y deja establecida la memoria inmunológica en que se basan la inmunidad duradera y la vacunación.