Ejercicio resuelto de Biología · 2020

7.- Francisco Martínez Mojica es un investigador español precursor de la técnica de edición genética CRISPR. Según sus palabras, “esta técnica es una tijera genética que permite editar el genoma, actuando como unas tijeras que son capaces de cortar y pegar cualquier secuencia del genoma para reparar y curar, en un futuro, enfermedades como algún tipo de cáncer”.
a. Defina Biotecnología y ADN recombinante. (Calificación máxima 0,5 puntos)
b. ¿Qué diferencia hay entre un organismo transgénico y otro en el que se haya utilizado la técnica CRISPR? (Calificación máxima 0,75 puntos)
c. ¿Qué relación existe entre la biorremediación y los organismos transgénicos? (Calificación máxima 0,75 puntos)

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Defina}}\mathbf{\text{Biotecnolog}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{ADN}}\mathbf{\text{recombinante.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

$\mathbf{\text{Biotecnolog}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}$: conjunto de técnicas que utilizan seres vivos, o partes de ellos —células, orgánulos, enzimas—, para obtener productos o servicios útiles al ser humano. Va desde la biotecnología tradicional (pan, vino, cerveza, queso, con levaduras y bacterias) hasta la moderna, basada en la ingeniería genética (insulina humana producida por bacterias, vacunas recombinantes, plantas resistentes a plagas).

$\mathbf{\text{ADN}}\mathbf{\text{recombinante}}$: molécula de ADN construida artificialmente en el laboratorio uniendo fragmentos de ADN de dos organismos distintos, que en la naturaleza nunca estarían juntos. Se obtiene cortando ambos ADN con las mismas $\mathbf{\text{enzimas}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{restricci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}$ —que dejan extremos cohesivos complementarios— y soldándolos después con la $\mathbf{\text{ADN-ligasa}}$. Ese ADN híbrido se introduce en una célula mediante un vector (plásmido, virus) para que lo replique y exprese.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{diferencia}}\mathbf{\text{hay}}\mathbf{\text{entre}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{organismo}}\mathbf{\text{transg}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{nico}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{otro}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{haya}}\mathbf{\text{utilizado}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{t}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{cnica}}\mathbf{\text{CRISPR?}}\mathbf{\text{[0,75}}\mathbf{\text{puntos]}}$

	Organismo transgénico	Edición con CRISPR Qué se hace	Se INSERTA en su genoma un gen ajeno, procedente de otra especie	Se CORTA el ADN en un punto elegido para inactivar, corregir o sustituir un gen propio ADN foráneo	Sí: el organismo acaba con ADN de otra especie	Normalmente no: el resultado puede ser indistinguible de una mutación natural Lugar de inserción	Suele ser azaroso, con lo que el efecto no es del todo previsible	Dirigido con precisión por el ARN guía a una secuencia concreta Herramientas	Enzimas de restricción, ligasa y un vector	El complejo Cas9 más un ARN guía complementario de la diana Ejemplo	Maíz Bt, que lleva un gen de $\mathit{\text{Bacillus}}\mathit{\text{thuringiensis}}$	Corregir en un embrión la mutación que causa una enfermedad hereditaria

En resumen: el transgénico $\mathbf{\text{a}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{ade}}$ información de otra especie; CRISPR $\mathbf{\text{edita}}$ la información que el organismo ya tiene, con la precisión de unas tijeras dirigidas. Por eso la legislación de muchos países los trata de forma distinta.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{relaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{existe}}\mathbf{\text{entre}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{biorremediaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{organismos}}\mathbf{\text{transg}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{nicos?}}\mathbf{\text{[0,75}}\mathbf{\text{puntos]}}$

La $\mathbf{\text{biorremediaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}$ es el uso de seres vivos —bacterias, hongos, plantas— para descontaminar un medio: degradar hidrocarburos de un vertido, retirar metales pesados de un suelo, depurar aguas residuales o, como en el texto de la primera pregunta del examen, tratar los residuos de cianuro de la minería del oro.

La relación con los transgénicos es que estos $\mathbf{\text{multiplican}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{eficacia}}$. Muchos microorganismos degradan contaminantes de forma natural, pero lo hacen despacio, solo con un tipo de sustancia o solo en condiciones muy concretas. Mediante ingeniería genética se les pueden introducir los genes de las enzimas adecuadas y obtener cepas que:

degradan contaminantes que ningún organismo natural ataca, o los degradan mucho más deprisa; reúnen en una sola bacteria rutas metabólicas que estaban repartidas en varias especies; toleran condiciones extremas de pH, salinidad o temperatura; o acumulan metales pesados en su interior para poder retirarlos después (fitorremediación, si son plantas).

El caso clásico es la $\mathit{\text{Pseudomonas}}$ «comedora de petróleo» de Chakrabarty, a la que se le juntaron plásmidos de degradación de varios hidrocarburos y que fue el primer organismo modificado genéticamente patentado.

El inconveniente es el mismo que en toda liberación de transgénicos al ambiente: hay que garantizar que la cepa no se disperse, no transfiera sus genes a otras bacterias y no desplace a la microbiota autóctona.