Ejercicio resuelto de Microbiología y biotecnología · Biología

La biotecnología aplicada a la inmunología ha permitido el diseño de biosensores y pruebas diagnósticas de alta sensibilidad, para detectar trazas mínimas de patógenos en el organismo, lo cual es vital en la detección temprana de enfermedades y genera un beneficio directo para la salud pública y la medicina personalizada.

a) ¿Qué tipo de biotecnología emplearías para limpiar suelos y aguas contaminadas? Razona la respuesta. [0,4 puntos]

b) ¿Qué papel juega la biotecnología verde en el desarrollo de la agricultura sostenible? [0,4 puntos]

c) ¿Qué implicaciones puede tener la clonación en la biodiversidad y la conservación de especies en peligro de extinción? [0,2 puntos]

d) ¿En qué consiste la memoria inmunológica? [0,4 puntos]

e) Imagina que pruebas por primera vez unas gambas, y después de un tiempo decides repetir la experiencia, solo que en esta segunda ocasión manifiestas síntomas típicos de una alergia alimentaria. Explica por qué la primera vez no presentaste síntomas, y razona si podrías experimentar una reacción alérgica si las volvieras a consumir por tercera vez. [0,6 puntos]

$\textbf{a) ¿Qué tipo de biotecnología emplearías para limpiar suelos y aguas contaminadas? Razona la respuesta. [0,4 puntos]}$

La $\textbf{biotecnología gris}$ o medioambiental, que aplica microorganismos y plantas a la protección y recuperación del medio.

La técnica concreta es la $\textbf{biorremediación}$: se emplean bacterias y hongos capaces de degradar el contaminante —hidrocarburos, pesticidas, disolventes— y transformarlo en sustancias inocuas, o plantas que acumulan metales pesados del suelo (fitorremediación). Es preferible a los métodos fisicoquímicos porque resulta más barata, actúa sobre el terreno y no genera residuos secundarios.

$\textbf{b) ¿Qué papel juega la biotecnología verde en el desarrollo de la agricultura sostenible? [0,4 puntos]}$

La biotecnología verde es la aplicada a la agricultura, y contribuye a la sostenibilidad de varias formas: obtiene plantas transgénicas resistentes a plagas, lo que reduce el uso de insecticidas; plantas tolerantes a la sequía o a la salinidad, que permiten cultivar terrenos difíciles y ahorrar agua; variedades con mayor rendimiento o mejor valor nutritivo, como el arroz dorado enriquecido en provitamina A; y técnicas de cultivo in vitro y micropropagación para multiplicar plantas sanas y conservar variedades locales.

El resultado es una producción mayor con menos superficie, menos agroquímicos y menos consumo de agua, aunque exige evaluar sus riesgos ambientales y su regulación.

$\textbf{c) ¿Qué implicaciones puede tener la clonación en la biodiversidad y la conservación de especies en peligro de extinción? [0,2 puntos]}$

Permite recuperar ejemplares de especies con muy pocos individuos, o incluso extinguidas, a partir de material genético conservado, y aumentar así el tamaño de sus poblaciones. Ahora bien, los clones son genéticamente idénticos, de modo que la clonación no aporta variabilidad: una población clonada tiene escasa capacidad de adaptación y es muy vulnerable ante enfermedades o cambios ambientales. Es, por tanto, una herramienta de apoyo, no un sustituto de la conservación de los hábitats.

$\textbf{d) ¿En qué consiste la memoria inmunológica? [0,4 puntos]}$

Es la capacidad del sistema inmunitario específico de reconocer un antígeno con el que ya ha tenido contacto y responder frente a él de forma más rápida e intensa.

Durante el primer contacto —respuesta primaria— los linfocitos B y T que reconocen al antígeno se multiplican y, además de las células efectoras, generan $\textbf{linfocitos de memoria}$ de vida muy larga. Si el antígeno reaparece, esas células lo reconocen de inmediato y desencadenan la respuesta secundaria: periodo de latencia mucho más corto, mayor concentración de anticuerpos, de mayor afinidad y más duraderos. En esa memoria se basa la eficacia de las vacunas.

$\textbf{e) Imagina que pruebas por primera vez unas gambas, y después de un tiempo decides repetir la experiencia, solo que en esta segunda ocasión manifiestas síntomas típicos de una alergia alimentaria. Explica por qué la primera vez no presentaste síntomas, y razona si podrías experimentar una reacción alérgica si las volvieras a consumir por tercera vez. [0,6 puntos]}$

La primera vez no hubo síntomas porque ese contacto fue la fase de $\textbf{sensibilización}$: las proteínas de la gamba actuaron como alérgeno y provocaron una respuesta primaria en la que se produjeron anticuerpos $\textbf{IgE}$ específicos. Esas IgE se fijaron por su fracción constante a la membrana de los mastocitos y los basófilos, dejándolos preparados, pero sin desencadenar todavía ninguna reacción.

En el segundo contacto el alérgeno se unió directamente a las IgE ya ancladas y provocó la $\textbf{degranulación}$ de esas células, que liberaron histamina y otros mediadores responsables de los síntomas: picor, urticaria, hinchazón, dificultad respiratoria.

En un tercer consumo la reacción volvería a producirse, y previsiblemente con la misma intensidad o mayor, porque la memoria inmunológica persiste y cada exposición mantiene o incrementa el nivel de IgE específicas. Por eso el tratamiento consiste en evitar el alimento, y conviene tener presente que una reacción alérgica puede agravarse hasta un choque anafiláctico.