Ejercicio resuelto de Biología · 2024

PREGUNTA 7. BIOTECNOLOGÍA



$\begin{array}{l}{5}^{\mathrm{\prime }}\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{C}\mathrm{G}\mathrm{C}\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{G}\mathrm{T}\mathrm{T}\mathrm{A}\mathrm{C}\mathrm{G}\mathrm{A}\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{T}\mathrm{C}\mathrm{C}\mathrm{A}\mathrm{A}\mathrm{A}\mathrm{A}\mathrm{C}\mathrm{G}\mathrm{G}\mathrm{G}\mathrm{G}{3}^{\mathrm{\prime }}\\ 3^{\mathrm{\prime }}\mathrm{T}\mathrm{A}\mathrm{G}\mathrm{C}\mathrm{G}\mathrm{T}\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{A}\mathrm{C}\mathrm{A}\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{G}\mathrm{C}\mathrm{T}\mathrm{T}\mathrm{A}\mathrm{A}\mathrm{G}\mathrm{G}\mathrm{T}\mathrm{T}\mathrm{T}\mathrm{T}\mathrm{G}\mathrm{C}\mathrm{C}\mathrm{C}\mathrm{C}{5}^{\mathrm{\prime }}\end{array}$

7.1. En la figura 8 se muestra la secuencia de corte del enzima EcoRI. Indique cuáles serían los fragmentos resultantes de digerir con EcoRI el fragmento de ADN mostrado en la figura 9.
7.2. A) Indique un ejemplo de la aplicación de la biotecnología en: salud, producción animal, agricultura y medio ambiente.
B) Cite las dos principales ventajas y desventajas de la utilización de organismos modificados genéticamente en agricultura.

$\mathbf{\text{7.1.}}\mathbf{\text{En}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{figura}}\mathbf{\text{8}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{muestra}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{secuencia}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{corte}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{enzima}}\mathbf{\text{EcoRI.}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{les}}\mathbf{\text{ser}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{an}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{fragmentos}}\mathbf{\text{resultantes}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{digerir}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{EcoRI}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{fragmento}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ADN}}\mathbf{\text{mostrado}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{figura}}\mathbf{\text{9.}}$

La EcoRI es una enzima de restricción que reconoce la secuencia palindrómica GAATTC y corta entre la guanina y la adenina en las dos hebras.

Lo primero es localizar esa secuencia en el fragmento. Aparece una sola vez, y se marca aquí entre paréntesis:

$\begin{array}{l}\text{5’}-\text{ATCGCATATGTTAC (GAATTC) CAAAACGGGG}-\text{3’}\\ \text{3’}-\text{TAGCGTATACAATG (CTTAAG) GTTTTGCCCC}-\text{5’}\end{array}$

Al cortar entre la G y la A de cada hebra, y teniendo en cuenta que las dos hebras son antiparalelas y que por eso los dos cortes no caen enfrentados sino desplazados cuatro bases, se obtienen dos fragmentos:

$\begin{array}{l}\mathbf{\text{Fragmento}}\mathbf{\text{1:}}\\ \text{5’}-\text{ATCGCATATGTTACG}-\text{3’}\\ \text{3’}-\text{TAGCGTATACAATGCTTAA}-\text{5’}\end{array}$

$\begin{array}{l}\mathbf{\text{Fragmento}}\mathbf{\text{2:}}\\ \text{5’}-\text{AATTCCAAAACGGGG}-\text{3’}\\ \text{3’}-\text{GGTTTTGCCCC}-\text{5’}\end{array}$

Lo característico del resultado es que el corte no es limpio. En cada fragmento una de las hebras sobresale cuatro nucleótidos respecto de la otra, y esa cola es siempre la misma, 5'-AATT: son los llamados extremos cohesivos o pegajosos.

Su interés biotecnológico es justamente ese. Como cualquier fragmento cortado con EcoRI, proceda del organismo que proceda, presenta la misma cola, dos fragmentos cualesquiera pueden aparearse por complementariedad, y basta la ADN ligasa para soldarlos de forma covalente. En eso se basa la obtención de ADN recombinante: se corta con la misma enzima el gen de interés y el plásmido que va a servir de vector, y sus extremos encajan.

$\mathbf{\text{7.2.}}\mathbf{\text{A)}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{ejemplo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{aplicaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{biotecnolog}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{en:}}\mathbf{\text{salud,}}\mathbf{\text{producci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{animal,}}\mathbf{\text{agricultura}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{medio}}\mathbf{\text{ambiente.}}$

$\acute{\text{A}}\text{mbito}$	$\text{Ejemplo}$ Salud	Obtención de insulina humana mediante bacterias a las que se ha introducido el gen humano correspondiente; también las vacunas recombinantes y la terapia génica Producción animal	Mejora de razas por selección asistida con marcadores genéticos; obtención de animales transgénicos que producen proteínas de interés en su leche Agricultura	Cultivo de plantas transgénicas resistentes a plagas, como el maíz Bt, o enriquecidas en un nutriente, como el arroz dorado con provitamina A Medio ambiente	Biorremediación: empleo de bacterias que degradan hidrocarburos para limpiar vertidos de petróleo, y depuración de aguas residuales mediante lodos activos

$\mathbf{\text{7.2.}}\mathbf{\text{B)}}\mathbf{\text{Cite}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{principales}}\mathbf{\text{ventajas}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{desventajas}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{utilizaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{organismos}}\mathbf{\text{modificados}}\mathbf{\text{gen}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{ticamente}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{agricultura.}}$

Las dos ventajas principales son:

• El aumento de la producción y la reducción de las pérdidas. Los cultivos resistentes a plagas, a herbicidas, a la sequía o a la salinidad rinden más y permiten aprovechar terrenos donde antes no era posible cultivar, lo que ayuda a atender la demanda de alimentos.

• La mejora de la calidad del producto y la disminución del uso de plaguicidas. Se pueden obtener alimentos enriquecidos en vitaminas o en aminoácidos esenciales, o con menos sustancias alergénicas, y las plantas que se defienden solas de los insectos necesitan menos tratamientos químicos.

Las dos desventajas principales son:

• El riesgo ecológico. Los genes introducidos pueden pasar por polinización a variedades silvestres emparentadas, y la presión constante sobre las plagas puede seleccionar insectos resistentes a la toxina o malas hierbas resistentes al herbicida. A ello se añade la pérdida de biodiversidad agrícola cuando unas pocas variedades desplazan a las tradicionales.

• Los problemas socioeconómicos y la incertidumbre sobre sus efectos a largo plazo. Las semillas están patentadas por unas pocas empresas, lo que crea dependencia en los agricultores, y no se conocen con seguridad las consecuencias que el consumo prolongado pueda tener sobre la salud, motivo por el que la legislación exige su evaluación y su etiquetado.