Ejercicio resuelto de Biología · 2025

La biotecnología utiliza sistemas biológicos para crear o modificar procesos o productos para fines específicos. Una aplicación importante de la biotecnología es introducir mejoras en la medicina y, más concretamente, en la terapia génica, cuyo objetivo es corregir un gen defectuoso o reemplazarlo por otro sano. Investigadores del Reeve-Irvine Research Center, EEUU, han desarrollado una terapia basada en la inyección de fibrina de salmón y de ARN inhibidor de la acción del gen PTEN (phosphatase and tensin homolog) que permite la regeneración de axones tras una lesión en la médula espinal (Revista Genética Médica).

a) Explique brevemente en qué consiste la terapia génica. (0,6 puntos)

b) Un gen defectuoso puede generarse a partir de una mutación. Explique brevemente en qué consiste una mutación e indique dos tipos. (0,6 puntos)

c) Indique si una modificación en un único nucleótido de un gen siempre tiene como consecuencia la síntesis de una proteína defectuosa. Razone la respuesta. (0,8 puntos)

$\textbf{a) Explique brevemente en qué consiste la terapia génica. (0,6 puntos)}$

La terapia génica consiste en introducir material genético en las células de un paciente para tratar o prevenir una enfermedad. Lo que se busca es corregir un gen defectuoso, sustituirlo por una copia sana, aportar un gen nuevo que compense su fallo o, como en el caso del texto, silenciar la expresión de un gen cuya actividad resulta perjudicial.

El gen terapéutico no entra solo: hace falta un vector que lo transporte hasta el interior de la célula y hasta el núcleo, y lo habitual es emplear virus modificados a los que se ha retirado su capacidad patógena —retrovirus, adenovirus, lentivirus— o vectores no virales como los liposomas. Según dónde se actúe se distinguen dos modalidades: la terapia somática, que modifica células no reproductoras del paciente y cuyo efecto no se transmite a la descendencia, y la germinal, que sí se heredaría y está prohibida en humanos.

En el trabajo que cita el enunciado no se sustituye ningún gen: se inyecta un ARN inhibidor que impide la expresión del gen PTEN, con lo que se levanta el freno que ese gen impone al crecimiento de los axones y estos pueden regenerarse.

$\textbf{b) Un gen defectuoso puede generarse a partir de una mutación. Explique brevemente en qué consiste una mutación e indique dos tipos. (0,6 puntos)}$

Una mutación es una alteración permanente y heredable del material genético, es decir, un cambio en la secuencia o en la cantidad de ADN de una célula que se transmite a las células hijas. Puede ser espontánea, por errores de la replicación o daños químicos del propio ADN, o inducida por un agente mutágeno.

Según la extensión de lo que cambia se distinguen tres tipos, de los que basta citar dos:

$\text{Tipo}$	$\text{En qué consiste}$
Génica o puntual	Afecta a la secuencia de nucleótidos de un gen: sustitución, inserción o deleción de una o pocas bases
Cromosómica	Cambia la estructura de un cromosoma: deleción, duplicación, inversión o translocación de un fragmento
Genómica	Cambia el número de cromosomas: aneuploidías y poliploidías

$\textbf{c) Indique si una modificación en un único nucleótido de un gen siempre tiene como consecuencia la síntesis de una proteína defectuosa. Razone la respuesta. (0,8 puntos)}$

No, no siempre. Hay varias razones por las que el cambio de una sola base puede quedar sin consecuencias apreciables.

La primera es la degeneración del código genético: casi todos los aminoácidos están codificados por varios codones, que suelen diferenciarse solo en la tercera base. Si el cambio afecta a esa tercera posición, el codón nuevo sigue codificando el mismo aminoácido y la proteína es exactamente la misma: es una mutación silenciosa.

La segunda es que el nucleótido cambiado puede caer fuera de la parte que se traduce: en un intrón, en una región no codificante o en un extremo no traducido del gen, y entonces el ARN maduro no lo lleva.

La tercera es que, aun cambiando el aminoácido, la proteína puede seguir funcionando. Si el nuevo aminoácido tiene propiedades químicas parecidas al antiguo y no ocupa una posición crítica —no está en el centro activo ni en una zona clave del plegamiento—, la mutación es conservativa y la actividad se mantiene.

Ahora bien, sí puede ser grave. Si el aminoácido sustituido es esencial, la proteína pierde su función, como ocurre en la anemia falciforme, donde un solo cambio en la cadena beta de la hemoglobina deforma el glóbulo rojo. Y si la sustitución convierte un codón con sentido en uno de parada, la proteína se trunca y suele quedar inservible.

En conclusión, el efecto depende de dónde caiga el cambio y de qué aminoácido se altere, no del número de nucleótidos afectados.