Ejercicio resuelto de Biología · 2024

La ingeniería genética.

a) Diga qué se entiende por ingeniería genética.

b) Mencione las principales técnicas que conozca de uso actual en ingeniería genética y haga una breve explicación de cada una.

$\mathbf{\text{5.}}\mathbf{\text{La}}\mathbf{\text{ingenier}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{gen}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tica}}\mathbf{\text{(2}}\mathbf{\text{puntos)}}$

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Diga}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{entiende}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{ingenier}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{gen}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tica.}}$

La ingeniería genética es el conjunto de técnicas que permiten aislar, cortar, modificar y transferir fragmentos de ADN de un organismo a otro, con el fin de alterar de manera dirigida su información genética. Su base es la universalidad del código genético: un gen humano introducido en una bacteria se transcribe y se traduce en ella y produce la misma proteína.

Al organismo que ha recibido ADN ajeno y lo expresa se le llama transgénico, y al ADN resultante de unir fragmentos de procedencias distintas, ADN recombinante.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Mencione}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{principales}}\mathbf{\text{t}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{cnicas}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{conozca}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{uso}}\mathbf{\text{actual}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{ingenier}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{gen}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tica}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{haga}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{breve}}\mathbf{\text{explicaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{cada}}\mathbf{\text{una.}}$

Las enzimas de restricción son endonucleasas bacterianas que reconocen una secuencia palindrómica corta y cortan el ADN por ella. Muchas cortan de forma escalonada y dejan extremos cohesivos de cadena sencilla, capaces de aparearse con los de cualquier otro fragmento cortado con la misma enzima. Son las tijeras del proceso; la ADN ligasa es el pegamento, porque suelda los fragmentos y cierra el enlace fosfodiéster.

Los vectores son las moléculas que introducen el gen en la célula receptora. Los más usados son los plásmidos bacterianos, pequeños ADN circulares que se replican por su cuenta y que suelen llevar un gen de resistencia a un antibiótico para poder seleccionar después a las bacterias que lo han incorporado. También se emplean virus modificados y, en vegetales, el plásmido Ti de la bacteria Agrobacterium tumefaciens.

La reacción en cadena de la polimerasa o PCR amplifica in vitro una secuencia concreta de ADN hasta obtener millones de copias a partir de una muestra mínima. Se basa en ciclos repetidos de tres pasos: desnaturalización por calor, hibridación de dos cebadores que delimitan la región y extensión por una ADN polimerasa termoestable, la Taq polimerasa. Es la base del diagnóstico de enfermedades infecciosas y de la identificación genética.

La electroforesis en gel separa los fragmentos de ADN por tamaño: sometidos a un campo eléctrico, y como el ADN está cargado negativamente, migran hacia el ánodo, y los pequeños avanzan más deprisa a través de la malla del gel. Es la técnica con la que se comprueba el resultado de una digestión o de una PCR y con la que se obtiene la huella genética.

La secuenciación determina el orden exacto de los nucleótidos de un fragmento de ADN. El método clásico es el de Sanger, con didesoxinucleótidos que interrumpen la síntesis; hoy se emplean las técnicas de secuenciación masiva, que permitieron completar el Proyecto Genoma Humano.

Las sondas de ADN e hibridación permiten localizar un gen concreto: se usa un fragmento monocatenario marcado que se aparea por complementariedad con la secuencia buscada.

La edición genómica mediante CRISPR-Cas9 permite modificar un gen en su propio sitio dentro del genoma. Un ARN guía lleva la nucleasa Cas9 hasta la secuencia elegida, esta corta las dos hebras y la reparación posterior de la célula se aprovecha para inactivar el gen o para sustituirlo por una versión corregida.

La clonación de células y organismos, mediante transferencia del núcleo de una célula somática a un óvulo enucleado, y el cultivo de células madre completan el repertorio de técnicas de uso actual.