Ejercicio resuelto de Biología · 2026

SEGUNDA PREGUNTA (2,0 puntos)
INGENIERÍA GENÉTICA Y BIOTECNOLOGÍA. BIOMOLÉCULAS.
Un grupo de investigación del centro BioGipuzkoa que estudia enfermedades neurodegenerativas ha obtenido en el laboratorio una planta tomatera, Solanum lycopersicum, que produce levodopa, también denominado L-DOPA. Este compuesto se utiliza como fármaco para tratar la enfermedad de Parkinson. Alternativamente, para la obtención de L-DOPA se pueden usar cepas bacterianas modificadas, como las de las especies Escherichia coli y Ralstonia solanacearum. En este caso, se suelen emplear plásmidos que contienen resistencia a antibióticos como vectores para la incorporación de genes.



a) ¿Qué hay que hacer para que una planta, como la tomatera que se nombra en el texto, pueda sintetizar una molécula que no está en su genoma? Describe brevemente el proceso, utilizando un esquema o dibujo. ¿Cómo se denomina la técnica utilizada? (1,0 p.).
b) La figura muestra la estructura química de la L-DOPA (L-3,4 dihidroxifenilalanina). ¿A qué grupo de biomoléculas puede pertenecer dicha molécula? Razona tu respuesta (0,2 p.).
c) ¿Qué es un vector? ¿Qué ventajas ofrece el uso como vectores de plásmidos con resistencia a antibióticos? ¿Qué consecuencias no deseadas puede tener? (0,8 p.)

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{hay}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{hacer}}\mathbf{\text{para}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{planta,}}\mathbf{\text{como}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{tomatera}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{nombra}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{texto,}}\mathbf{\text{pueda}}\mathbf{\text{sintetizar}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{cula}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{no}}\mathbf{\text{est}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{genoma?}}\mathbf{\text{Describe}}\mathbf{\text{brevemente}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{proceso,}}\mathbf{\text{utilizando}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{esquema}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{dibujo.}}\mathbf{\text{¿C}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mo}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{denomina}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{t}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{cnica}}\mathbf{\text{utilizada?}}\mathbf{\text{(1,0}}\mathbf{\text{p.).}}$

Una célula solo puede fabricar aquello para lo que tiene información genética. Si la tomatera no sintetiza L-DOPA es porque le falta el gen (o los genes) que codifican las enzimas de esa ruta, de modo que hay que introducírselos desde otro organismo que sí los tenga.



El proceso sigue estos pasos:

i) Se localiza y se aísla el gen de interés, cortándolo con enzimas de restricción, que reconocen secuencias concretas y dejan extremos cohesivos.

ii) Se inserta ese gen en un vector, normalmente el plásmido Ti de la bacteria del suelo Agrobacterium tumefaciens, cortado con las mismas enzimas y unido después con la ADN-ligasa. El resultado es una molécula de ADN recombinante.

iii) Se introduce el vector en la bacteria y esta infecta células vegetales, transfiriéndoles el fragmento de ADN, que se integra en el genoma de la planta.

iv) Se seleccionan las células que han incorporado el gen, gracias a un marcador que lleva el propio vector.

v) A partir de esas células se regenera, por cultivo in vitro, una planta completa que ya lleva el gen en todas sus células y es capaz de sintetizar L-DOPA.

La técnica se denomina tecnología del ADN recombinante o ingeniería genética, y la planta obtenida es una planta transgénica, es decir, un organismo modificado genéticamente.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{La}}\mathbf{\text{figura}}\mathbf{\text{muestra}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{estructura}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{mica}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{L-DOPA}}\mathbf{\text{(L-3,4}}\mathbf{\text{dihidroxifenilalanina).}}\mathbf{\text{¿A}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{grupo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{biomol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{puede}}\mathbf{\text{pertenecer}}\mathbf{\text{dicha}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{cula?}}\mathbf{\text{Razona}}\mathbf{\text{tu}}\mathbf{\text{respuesta}}\mathbf{\text{(0,2}}\mathbf{\text{p.).}}$

En la estructura que muestra la figura se reconocen, unidos a un mismo carbono, un grupo carboxilo y un grupo amino:

$-\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}\text{y}-\mathrm{N}{\mathrm{H}}_2$

Esa es exactamente la definición de un aminoácido: un grupo ácido y un grupo amino sobre el carbono $\alpha$, más una cadena lateral, que aquí es un anillo aromático con dos hidroxilos.

La L-DOPA es un aminoácido, en concreto un derivado de la tirosina, de modo que pertenece al grupo de las biomoléculas orgánicas nitrogenadas que forman las proteínas.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{vector?}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{ventajas}}\mathbf{\text{ofrece}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{uso}}\mathbf{\text{como}}\mathbf{\text{vectores}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{pl}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{smidos}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{resistencia}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{antibi}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{ticos?}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{consecuencias}}\mathbf{\text{no}}\mathbf{\text{deseadas}}\mathbf{\text{puede}}\mathbf{\text{tener?}}\mathbf{\text{(0,8}}\mathbf{\text{p.)}}$

Un vector es una molécula de ADN capaz de replicarse de forma autónoma dentro de una célula huésped y de transportar hasta ella un fragmento de ADN ajeno. Los más usados son los plásmidos bacterianos, pero también sirven virus y bacteriófagos o cromosomas artificiales.

La ventaja de que el plásmido lleve un gen de resistencia a un antibiótico es que permite seleccionar sin esfuerzo las células transformadas: basta cultivar todas las células en un medio con ese antibiótico, y solo sobreviven las que han incorporado el plásmido. El gen de resistencia funciona, por tanto, como marcador de selección.

La consecuencia no deseada es que esos genes de resistencia pueden pasar a otras bacterias del ambiente, incluidas las patógenas, porque las bacterias intercambian plásmidos con facilidad mediante conjugación. Eso contribuye a agravar el problema de las resistencias a los antibióticos, que es hoy uno de los mayores riesgos sanitarios. Por eso la tendencia actual es sustituir estos marcadores por otros que no impliquen resistencias.