Ejercicio resuelto de Biología · 2023

Responda a las siguientes cuestiones:

A. Describa el concepto de ADN recombinante y de enzima de restricción. [1 punto]

B. En relación con la biotecnología: [1 punto]

1. ¿Qué solución propondría para reducir la contaminación causada por un vertido de petróleo en la costa?

2. Cite dos aplicaciones del empleo de microorganismos en la industria farmacéutica.

$\textbf{A. Describa el concepto de ADN recombinante y de enzima de restricción. [1 punto]}$

Se llama ADN recombinante a la molécula de ADN obtenida artificialmente en el laboratorio uniendo fragmentos procedentes de organismos distintos, que en la naturaleza nunca habrían coincidido en la misma molécula. El caso típico es el de un vector —un plásmido bacteriano o el genoma de un virus— en el que se ha insertado el gen que interesa multiplicar o expresar. Al introducirlo en una célula hospedadora, esta lo replica junto con su propio material y, si el gen se expresa, fabrica la proteína correspondiente; así se obtienen la insulina o la hormona del crecimiento humanas.

Una enzima de restricción o endonucleasa de restricción es una enzima bacteriana capaz de cortar la doble hélice del ADN por una secuencia concreta de cuatro a ocho nucleótidos, llamada diana o secuencia de reconocimiento y casi siempre palindrómica. En la bacteria constituye un mecanismo de defensa que trocea el ADN de los virus que la infectan, mientras que el suyo propio queda protegido por metilación. Su utilidad en el laboratorio radica en que muchas de ellas cortan las dos hebras de forma desplazada y dejan extremos monocatenarios complementarios, los extremos cohesivos o pegajosos, que permiten empalmar el fragmento con cualquier otro cortado por la misma enzima; la ADN ligasa sella después la unión.

$\textbf{B. 1. ¿Qué solución propondría para reducir la contaminación causada por un vertido de petróleo en la costa? [1 punto]}$

Se propondría una biorremediación, es decir, el empleo de microorganismos capaces de degradar los hidrocarburos y transformarlos en sustancias inocuas.

En la práctica se combinan dos actuaciones. La primera es la bioestimulación: se aportan a la zona contaminada los nutrientes que allí escasean, sobre todo nitrógeno y fósforo, para que las bacterias degradadoras que ya existen de forma natural en el agua de mar se multipliquen y aceleren su trabajo. La segunda es la bioaumentación: se siembran cultivos de bacterias con una elevada capacidad para oxidar hidrocarburos, como diversas especies del género $\textit{Pseudomonas}$; a este género pertenece la primera bacteria modificada genéticamente que se patentó, capaz de degradar a la vez varios componentes del crudo gracias a que reúne en un solo microorganismo plásmidos procedentes de cepas distintas.

$\textbf{B. 2. Cite dos aplicaciones del empleo de microorganismos en la industria farmacéutica. [1 punto]}$

La primera es la obtención de proteínas humanas de uso terapéutico mediante bacterias transgénicas. Se inserta el gen humano en un plásmido, se introduce en $\textit{Escherichia coli}$ y el cultivo la fabrica en grandes cantidades. Así se producen hoy la insulina para el tratamiento de la diabetes, la hormona del crecimiento, la eritropoyetina o los factores de coagulación, con la ventaja de que la molécula obtenida es idéntica a la humana y no procede de donantes ni de animales.

La segunda es la producción de antibióticos a partir del metabolismo secundario de hongos y bacterias: la penicilina se obtiene del hongo $\textit{Penicillium}$ y la estreptomicina, la tetraciclina o la eritromicina, de bacterias del género $\textit{Streptomyces}$. Cabe citar también la fabricación de vacunas recombinantes, como la de la hepatitis B, obtenida haciendo expresar a una levadura el antígeno de superficie del virus.