Ejercicio resuelto de Biología · 2021

Defina los siguientes conceptos: ingeniería genética, célula hospedadora, vector de clonación. Mencione dos aplicaciones prácticas de la ingeniería genética y ponga un ejemplo de cada una de ellas. [1 punto]

$\textbf{Defina los siguientes conceptos: ingeniería genética, célula hospedadora, vector de clonación. Mencione dos aplicaciones prácticas de la ingeniería genética y ponga un ejemplo de cada una de ellas. [1 punto]}$

Ingeniería genética. Conjunto de técnicas que permiten manipular de forma deliberada y dirigida el material genético de un organismo: aislar un gen, cortarlo con enzimas de restricción, unirlo a otro ADN con una ligasa, introducirlo en una célula distinta, amplificarlo por PCR, secuenciarlo o editarlo con CRISPR. Se apoya en la tecnología del ADN recombinante y es posible porque el código genético es prácticamente universal.

Célula hospedadora. La célula en la que se introduce el ADN recombinante y que lo replica y lo expresa al multiplicarse. Ha de ser fácil de cultivar, de crecimiento rápido y capaz de incorporar ADN ajeno. La más utilizada es la bacteria $\textit{Escherichia coli}$; también se emplean levaduras como $\textit{Saccharomyces cerevisiae}$, que sí saben hacer modificaciones postraduccionales, y células vegetales o animales en cultivo cuando el producto lo requiere.

Vector de clonación. Molécula de ADN capaz de transportar el fragmento que se quiere clonar hasta el interior de la célula hospedadora y de replicarse dentro de ella con autonomía. Para servir como tal necesita un origen de replicación propio, algún punto de corte único para las enzimas de restricción y un marcador de selección —un gen de resistencia a un antibiótico, por ejemplo— que permita identificar las células que lo han incorporado. Los más usados son los plásmidos bacterianos; también los bacteriófagos, los cósmidos y, para fragmentos grandes, los cromosomas artificiales de bacteria y de levadura.

Dos aplicaciones prácticas:

Producción de proteínas de interés terapéutico por microorganismos. Ejemplo: la insulina humana. Se sintetiza el gen humano a partir de su ARN mensajero, se inserta en un plásmido, se introduce este en $\textit{Escherichia coli}$ y las bacterias transformadas se cultivan en fermentadores, de los que se extrae y purifica la hormona. Antes de 1982 la insulina se obtenía del páncreas de cerdos y vacas: era escasa, cara, ligeramente distinta de la humana y provocaba reacciones alérgicas. Por el mismo procedimiento se fabrican la hormona del crecimiento, los factores de coagulación y la vacuna de la hepatitis B.

Obtención de plantas transgénicas de interés agrícola. Ejemplo: el maíz Bt. Se introduce en el maíz, normalmente mediante el plásmido Ti de $\textit{Agrobacterium tumefaciens}$, un gen de la bacteria $\textit{Bacillus thuringiensis}$ que codifica una proteína tóxica para las larvas de determinados insectos. La planta la produce por sí misma y queda protegida frente a la plaga, con lo que se reduce mucho el empleo de insecticidas.

Valen igualmente el diagnóstico molecular mediante PCR y sondas de ADN, la identificación genética en medicina forense y la terapia génica.