Ejercicio resuelto de Biología · 2021

Comente brevemente los conceptos de ingeniería genética y biotecnología, indicando el papel de la primera en el desarrollo de la segunda. Explique una aplicación de la ingeniería genética en la obtención de un producto de interés para la humanidad. [1 punto]

$\mathbf{\text{Comente}}\mathbf{\text{brevemente}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{conceptos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ingenier}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{gen}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tica}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{biotecnolog}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a,}}\mathbf{\text{indicando}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{papel}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{primera}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{desarrollo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{segunda.}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{aplicaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{ingenier}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{gen}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tica}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{obtenci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{producto}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{inter}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{s}}\mathbf{\text{para}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{humanidad.}}\mathbf{\text{[1}}\mathbf{\text{punto]}}$

La biotecnología es el uso de seres vivos, de sus células o de sus moléculas para obtener productos o servicios de interés para el ser humano. Es tan antigua como la agricultura: fabricar pan, vino, cerveza o queso mediante fermentaciones, obtener antibióticos de hongos o depurar aguas con microorganismos son biotecnología, y ninguna de esas prácticas manipula directamente el ADN.

La ingeniería genética es el conjunto de técnicas que permiten modificar de forma deliberada y dirigida el material genético de un organismo: aislar un gen, cortarlo con enzimas de restricción, unirlo a un vector con una ligasa, introducirlo en otra célula, amplificarlo por PCR, secuenciarlo o editarlo con CRISPR. Nació en los años setenta del siglo XX.

La relación entre ambas es de contenido a herramienta: la ingeniería genética no es un fin en sí misma, sino el instrumento más potente de que hoy dispone la biotecnología. Toda la ingeniería genética es biotecnología, pero no toda la biotecnología es ingeniería genética.

Su papel en el desarrollo de la segunda ha sido decisivo. Hasta su aparición, la biotecnología solo podía aprovechar lo que el organismo ya sabía hacer, y la única forma de mejorarlo era la selección artificial, lenta y a ciegas. Con la ingeniería genética el organismo pasa a diseñarse a medida: se le introduce el gen del producto que interesa, se le suprime el de un carácter indeseable o se sobreexpresa una ruta metabólica. Eso permitió fabricar sustancias que ningún organismo producía de forma natural, salvar la barrera entre especies y aumentar los rendimientos en varios órdenes de magnitud. Es lo que distingue a la biotecnología moderna de la tradicional.

Aplicación: la obtención de insulina humana.

El procedimiento es el siguiente. Se aísla el gen humano de la insulina —en la práctica se sintetiza a partir del ARN mensajero mediante transcriptasa inversa, para que no lleve intrones, que la bacteria no sabría eliminar. Se corta un plásmido bacteriano con la misma enzima de restricción, de modo que ambos queden con extremos cohesivos complementarios, y se unen con una ADN ligasa: se obtiene así un plásmido recombinante. Ese plásmido se introduce en $\mathit{\text{Escherichia}}\mathit{\text{coli}}$, y las bacterias que lo han incorporado se seleccionan gracias a su gen de resistencia a un antibiótico. Las bacterias transformadas se cultivan en fermentadores industriales, donde se multiplican y expresan el gen, y por último la insulina se extrae y se purifica.

Su importancia es grande. Antes de 1982, la insulina se extraía del páncreas de cerdos y vacas: hacían falta decenas de páncreas para tratar a un solo enfermo durante un año, la producción dependía de los mataderos, el producto era ligeramente distinto del humano y provocaba reacciones alérgicas y resistencias. La insulina recombinante es idéntica a la humana, se produce en cantidad ilimitada, es más barata y no conlleva riesgo de transmitir enfermedades animales.