Ejercicio resuelto de Biología · 2021

Comente brevemente los conceptos: ingeniería genética y biotecnología, indicando el papel de la primera en el desarrollo de la segunda. Cite algún producto biotecnológico que se obtenga por intervención de la ingeniería genética y otro en la que esta no intervenga. [1,25 puntos]

$\mathbf{\text{Comente}}\mathbf{\text{brevemente}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{conceptos:}}\mathbf{\text{ingenier}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{gen}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tica}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{biotecnolog}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a,}}\mathbf{\text{indicando}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{papel}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{primera}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{desarrollo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{segunda.}}\mathbf{\text{Cite}}\mathbf{\text{alg}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{producto}}\mathbf{\text{biotecnol}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{gico}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{obtenga}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{intervenci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{ingenier}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{gen}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tica}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{otro}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{esta}}\mathbf{\text{no}}\mathbf{\text{intervenga.}}\mathbf{\text{[1,25}}\mathbf{\text{puntos]}}$

La INGENIERÍA GENÉTICA es el conjunto de técnicas que permiten manipular directamente el material genético de un organismo: aislar un gen, cortarlo, insertarlo en otra molécula de ADN, transferirlo a una célula distinta —incluso de otra especie— y conseguir que allí se exprese. Sus herramientas son las enzimas de restricción, que cortan el ADN en secuencias precisas dejando extremos cohesivos; la ADN ligasa, que sella las uniones; los vectores —plásmidos o virus— que transportan el gen; la transcriptasa inversa; la PCR; la secuenciación; y la edición dirigida con CRISPR-Cas9.

La BIOTECNOLOGÍA es el uso de organismos vivos, o de partes de ellos como células o enzimas, para obtener productos o servicios útiles para el ser humano. Es muchísimo más antigua: el pan, el vino, la cerveza, el queso y el yogur son biotecnología y se practican desde hace milenios, mucho antes de saberse que en ellos intervienen microorganismos.

EL PAPEL DE LA INGENIERÍA GENÉTICA en el desarrollo de la biotecnología es el de HERRAMIENTA que la ha transformado por completo. No es una alternativa a ella, sino una parte suya. La biotecnología tradicional solo podía aprovechar lo que los organismos ya sabían hacer de manera natural, y a lo sumo mejorarlo seleccionando cepas o provocando mutaciones al azar, un procedimiento lento y de resultados imprevisibles. La ingeniería genética permite DISEÑAR el organismo: dotar a una bacteria de un gen humano para que fabrique una proteína que jamás produciría, suprimir una ruta que estorba, aumentar el rendimiento de una fermentación o corregir un gen en su propio sitio. Con ella la biotecnología deja de ser empírica y pasa a ser diseño racional, y su alcance se extiende de la alimentación a la medicina, la agricultura y el medio ambiente. De ahí la distinción habitual entre biotecnología TRADICIONAL y MODERNA.

PRODUCTO OBTENIDO CON INTERVENCIÓN DE LA INGENIERÍA GENÉTICA: la INSULINA HUMANA RECOMBINANTE. El gen humano de la insulina se obtiene por retrotranscripción del ARN mensajero de las células beta del páncreas —lo que evita los intrones, que una bacteria no sabría eliminar— o se sintetiza químicamente. Ese gen y un plásmido bacteriano se cortan con la MISMA enzima de restricción, de modo que sus extremos cohesivos encajen, y la ADN ligasa sella la unión: se obtiene un plásmido recombinante. Introducido en Escherichia coli por transformación, y seleccionadas las bacterias que lo han incorporado gracias a un gen marcador de resistencia a un antibiótico, se cultivan en fermentadores industriales y producen insulina humana, que después se purifica. Sirve para tratar la diabetes mellitus, y frente a la insulina de cerdo o de vaca que se usaba antes tiene la ventaja de ser idéntica a la humana, ilimitada y muy pura.

PRODUCTO OBTENIDO SIN QUE INTERVENGA LA INGENIERÍA GENÉTICA: el YOGUR. Se elabora inoculando en leche pasteurizada dos bacterias lácticas, Lactobacillus delbrueckii subespecie bulgaricus y Streptococcus thermophilus, y manteniéndola a unos 42 grados. Las bacterias realizan la FERMENTACIÓN LÁCTICA, degradando la lactosa de la leche a ácido láctico:

${\text{C}}_6{\text{H}}_{12}{\text{O}}_6⟶2{\text{CH}}_3\text{-CHOH-COOH}$

El ácido láctico baja el pH hasta unos 4,5, y ese descenso precipita la caseína —lo que da al yogur su textura y su sabor— y a la vez conserva el alimento, porque impide el crecimiento de bacterias putrefactivas y patógenas. Aquí no se ha manipulado ningún genoma: se aprovecha tal cual la capacidad metabólica natural de dos bacterias. Igualmente valdrían el pan, el vino, la cerveza, el queso, el vinagre o la penicilina obtenida del hongo Penicillium.