Ejercicio resuelto de Biología · 2023

A menudo aparecen en la prensa noticias referentes a ingeniería genética:

a) Explique en qué consiste la ingeniería genética. [0,25 puntos]

b) Explique qué es un plásmido. [0,25 puntos]

c) Explique cómo actúan las enzimas de restricción. [0,25 puntos]

d) Ponga un ejemplo de una aplicación práctica de la ingeniería genética. [0,25 puntos]

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{consiste}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{ingenier}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{gen}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tica.}}\mathbf{\text{[0,25}}\mathbf{\text{puntos]}}$

La ingeniería genética es el conjunto de técnicas que permiten manipular de forma deliberada y dirigida el material genético de un organismo: aislar un gen, cortarlo, unirlo a otro ADN, introducirlo en una célula distinta, amplificarlo, secuenciarlo o editarlo.

Su base es la tecnología del ADN recombinante, que combina en una misma molécula fragmentos de ADN de procedencias distintas, y que es posible porque el código genético es universal: un gen humano introducido en una bacteria se transcribe y se traduce en ella igual que en nosotros.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{pl}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{smido.}}\mathbf{\text{[0,25}}\mathbf{\text{puntos]}}$

Un plásmido es una molécula de ADN bicatenario y circular presente en muchas bacterias, independiente del cromosoma bacteriano y mucho más pequeña que él, con su propio origen de replicación, de modo que se copia con autonomía.

Contiene genes accesorios que no son imprescindibles para la bacteria pero que le dan ventajas en determinados ambientes, como los de resistencia a antibióticos, y puede transferirse de una bacteria a otra por conjugación.

En ingeniería genética es el vector de clonación más utilizado: en él se inserta el gen que se quiere clonar y él lo introduce y lo replica dentro de la célula huésped. Sus genes de resistencia sirven además de marcador para seleccionar las bacterias que lo han incorporado.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mo}}\mathbf{\text{act}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{an}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{enzimas}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{restricci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n.}}\mathbf{\text{[0,25}}\mathbf{\text{puntos]}}$

Son endonucleasas que reconocen una secuencia corta y específica del ADN, normalmente de cuatro a ocho pares de bases y con estructura palindrómica —se lee igual en las dos hebras en sentido $5^{\mathrm{\prime }}\to 3^{\mathrm{\prime }}$—, y cortan la doble hélice siempre por el mismo punto dentro de ella.

Proceden de las bacterias, donde constituyen un mecanismo de defensa frente a los virus: degradan el ADN vírico y respetan el propio, que está protegido por metilación.

Su utilidad decisiva es que muchas cortan de forma escalonada y dejan extremos monocatenarios complementarios, los llamados extremos cohesivos o pegajosos. Si se corta el gen y el vector con la misma enzima, ambos quedan con extremos complementarios que se aparean espontáneamente, y basta una ADN ligasa para sellar la unión y obtener el ADN recombinante.

$\mathbf{\text{d)}}\mathbf{\text{Ponga}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{ejemplo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{aplicaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{pr}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{ctica}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{ingenier}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{gen}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tica.}}\mathbf{\text{[0,25}}\mathbf{\text{puntos]}}$

La producción de insulina humana por bacterias. El gen humano de la insulina se inserta en un plásmido y este se introduce en $\mathit{\text{Escherichia}}\mathit{\text{coli}}$, que pasa a fabricar la proteína en fermentadores industriales. Después se purifica.

Antes de 1982 la insulina se extraía del páncreas de cerdos y vacas: era escasa, cara, ligeramente distinta de la humana y provocaba reacciones alérgicas. La recombinante es idéntica a la nuestra, se obtiene en cantidad ilimitada y sin riesgo de contagio.

Valen igualmente otros ejemplos: la hormona del crecimiento, la vacuna de la hepatitis B, el maíz Bt resistente a insectos, el arroz dorado, las pruebas de diagnóstico por PCR o la terapia génica.