Ejercicio resuelto de Biología · 2020

Explique qué es el ADN recombinante. Indique qué función tienen los enzimas de restricción. ¿Qué es una PCR? ¿Y una célula madre? [1 punto]

$\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{ADN}}\mathbf{\text{recombinante.}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{funci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{tienen}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{enzimas}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{restricci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n.}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{PCR?}}\mathbf{\text{¿Y}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lula}}\mathbf{\text{madre?}}\mathbf{\text{[1}}\mathbf{\text{punto]}}$

ADN recombinante es la molécula de ADN obtenida en el laboratorio uniendo fragmentos de procedencias distintas, con frecuencia de especies diferentes, que no se encontrarían juntos de forma natural. El caso típico es un plásmido bacteriano en el que se ha insertado un gen humano. Es posible porque la estructura química del ADN es la misma en todos los seres vivos y porque el código genético es prácticamente universal, de modo que el gen introducido se transcribe y se traduce en la célula receptora igual que en la de origen.

Las enzimas de restricción son endonucleasas que reconocen una secuencia corta y específica del ADN, normalmente palindrómica, 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, protegido por metilación. Su utilidad decisiva en el laboratorio es que muchas cortan de forma escalonada y dejan extremos monocatenarios complementarios, los llamados extremos cohesivos; si se corta el gen y el vector con la misma enzima, ambos quedan con extremos que se aparean espontáneamente, y basta una ADN ligasa para sellar la unión. Son, por tanto, las tijeras moleculares de la ingeniería genética.

La PCR o reacción en cadena de la polimerasa es una técnica que permite obtener millones de copias de un fragmento concreto de ADN a partir de una cantidad mínima de muestra, sin necesidad de células. Necesita el ADN molde, dos cebadores que delimitan la región que se quiere copiar, nucleótidos libres y una ADN polimerasa termoestable, la Taq polimerasa. El proceso es un ciclo de tres etapas —desnaturalización a unos $95{}^{\circ }\text{C}$, hibridación de los cebadores en torno a $55{}^{\circ }\text{C}$ y extensión a unos $72{}^{\circ }\text{C}$— que se repite treinta o cuarenta veces, de modo que el número de copias crece exponencialmente. Se emplea en el diagnóstico de enfermedades infecciosas y hereditarias, en identificación forense y en secuenciación.

Una célula madre es una célula no diferenciada que tiene dos propiedades a la vez: puede dividirse indefinidamente manteniéndose como célula madre —autorrenovación— y puede diferenciarse en tipos celulares especializados. Según su potencial se clasifican en totipotentes, capaces de originar un individuo completo, como el cigoto; pluripotentes, que pueden dar cualquier tipo celular de las tres hojas embrionarias pero no los anejos, como las embrionarias del blastocisto; y multipotentes, limitadas a un linaje, como las hematopoyéticas de la médula ósea. Su interés está en la medicina regenerativa, y de ahí la importancia de las células pluripotentes inducidas o iPS, obtenidas reprogramando células adultas del propio paciente, que evitan tanto el rechazo como el problema ético del uso de embriones.