iNGENIERÍA GENÉTICA
ORIENTACIONES PARA LA SELECTIVIDAD 2024
5. Técnicas de ingeniería genética y aplicaciones
5.1. Ingeniería genética: concepto
Conjunto de métodos y técnicas que permiten la manipulación y modificación del ADN. Es el pilar de la biotecnología moderna.
5.2. Herramientas y técnicas utilizadas en ingeniería genética
5.2.1. Enzimas de restricción: endonucleasas de restricción o restrictasas, como EcoRI, que dejan extremos cohesivos. Rompen el ADN en determinadas secuencias, palindrómicas.
5.2.2. Vectores de clonación: plásmidos y fagos
También se usan en c. proc. los cósmidos (que combinan las características del fago lambda con las de los plásmidos) y en c. eucar. veg. el VMT y el plásmido Ti de una bacteria productora de agallas en las plantas; en levaduras los cromosomas artificiales YAC y en c. eucar. animales, virus como el SV40 (un poliomavirus) o ciertos retrovirus.
5.2.3. Tecnología del ADN recombinante
El gran empuje científico producido dentro del campo de la biotecnología ha sido el
descubrimiento y desarrollo de la tecnología del ADN recombinante (ADN de interés unido al vector), que, con otros avances de la
biología molecular y celular, han constituido el fundamento de la biotecnología moderna.
5.2.4. Organismos modificados genéticamente (OMG), microorganismos recombinantes, plantas transgénicas y animales
transgénicos.
Los organismos modificados genéticamente (OMG), son organismos cuyo material
genético ha sido alterado de una manera que no ocurre naturalmente mediante la reproducción o
recombinación tradicional de genes. Esta modificación genética puede implicar la introducción,
eliminación o modificación de genes específicos, ya sea de la misma especie o de otra especie,
utilizando técnicas de ingeniería genética.
Microorganismos recombinantes:
1. Procariotas: bacterias E. coli con el gen de la insulina o el de la GH (hormona del crecimiento humana) para que produzcan estas importantes hormonas proteicas humanas para tratar la diabetes o el enanismo respectivamente.
2. Levaduras recombinantes: Las levaduras recombinantes se utilizan en la producción de
alimentos y bebidas, así como en la producción de productos químicos y biocombustibles.
Por ejemplo, se han creado levaduras recombinantes para producir etanol de manera más
eficiente.
3. Virus recombinantes: En la investigación médica, se utilizan virus recombinantes para
estudiar la función de genes específicos y para desarrollar vacunas contra enfermedades
virales. Por ejemplo, se han desarrollado vacunas recombinantes contra el virus del
papiloma humano (VPH) y el virus del Ébola utilizando técnicas de ingeniería genética en
virus.
Animales transgénicos: un ejemplo muy llamativo son los peces cebra fluorescentes por portar un gen de una medusa fluorescente:
Ejemplos de animales transgénicos: ratones modificados para estudiar enfermedades
humanas como el cáncer o la diabetes, vacas transgénicas que producen leche con proteínas
farmacéuticas, y cerdos modificados genéticamente para mejorar la calidad de la carne.
✔ Consideraciones éticas y de seguridad: La creación y el uso de animales transgénicos
plantean importantes consideraciones éticas y de seguridad. Es crucial garantizar el bienestar
de los animales utilizados en la investigación, así como evaluar los posibles riesgos para la
salud humana y el medio ambiente asociados con la liberación de estos animales
modificados genéticamente.
✔ Regulación: En muchos países, la creación y el uso de animales transgénicos están
regulados por agencias gubernamentales para garantizar su seguridad y adecuada utilización.
Estas regulaciones incluyen la evaluación de riesgos y la implementación de medidas de
bioseguridad.
Plantas transgénicas: se les introduce genes de otras especies. Surgen a partir de
la tecnología del ADN recombinante (maíz Bt; resistente al barrenador o taladro de la caña de azúcar, es la larva de una polilla; El maíz Bt es un tipo de maíz transgénico que produce una proteína de origen bacteriano. La proteína Cry, producida naturalmente por Bacillus thuringiensis es tóxica para las larvas de insectos barrenadores del tallo, que mueren al comer hojas o tallos de maíz Bt). Europa puede importar 116 transgénicos, pero de ellos solo puede cultivar uno, el maíz Bt. España es el país europeo con mayor superficie de cultivo del maíz Bt una variedad resistente a una plaga procedente de la América tropical muy presente en la Península Ibérica, razón por la que la apuesta de los agricultores españoles y portugueses por estas semillas sea muy fuerte (30% del total de maíz sembrado en España).
Los alimentos transgénicos son aquellos que para su producción se utiliza la ingeniería
genética, incluyendo organismos genéticamente modificados o productos derivados de los mismos.
Ejemplo: La soja transgénica se utiliza principalmente para la alimentación animal, pero también se puede encontrar en algunos productos alimenticios procesados, como la lecitina de soja, empleada en la industria alimenticia como emulsionante: La lecitina de soja ayuda a mezclar y mantener unidos ingredientes que normalmente no se mezclan, como el aceite y el agua. Esto la hace esencial para una amplia gama de productos alimenticios, como:
- Mayonesa: La lecitina de soja ayuda a mantener la mayonesa suave y cremosa.
- Salsas de aliño: La lecitina de soja ayuda a evitar que las salsas de aliño.
Es importante tener en cuenta:
- La normativa sobre organismos genéticamente modificados (OGMs) en España y la Unión Europea es estricta y compleja.
- Cualquier nuevo organismo transgénico que se quiera comercializar debe pasar por un riguroso proceso de evaluación de riesgos antes de ser aprobado.
- Existe un debate público y social sobre el uso de transgénicos en la alimentación, con opiniones a favor y en contra.
5.2.5. Terapia génica: concepto
5.2.6. Técnica de PCR: concepto y aplicaciones
5.2.7. Sistema CRISPR-Cas: concepto y aplicaciones
6. Importancia y repercusiones de la biotecnología
6.1. Biotecnología: concepto
6.2. Aplicaciones de la biotecnología
6.2.1. Aplicaciones en salud, agricultura, medio ambiente, nuevos materiales, industria alimentaria.
6.2.2. El papel destacado de los microorganismos.
12. El alumnado debe conocer los conceptos de biotecnología y de ingeniería genética, así como el concepto y la utilidad de las enzimas de
restricción, de los vectores de clonación (conocer los tipos: plásmidos y fagos) y del ADN recombinante.
13. Se deben explicar los conceptos de organismos modificados genéticamente (OMG), microorganismos recombinantes, plantas
transgénicas y animales transgénicos.
14. Es conveniente explicar ejemplos válidos de los OMG en medicina (utilización de animales modificados genéticamente como modelos de
enfermedades humanas o desarrollo de terapias), en la industria farmacéutica (utilización de microorganismos recombinantes para la
síntesis de antibióticos, hormonas como la insulina o la hormona de crecimiento, vacunas recombinantes), en el medio ambiente
(bacterias, cianobacterias y plantas modificadas capaces de eliminar hidrocarburos y pesticidas), y en la agricultura (producción de
bioinsecticidas, plantas transgénicas resistentes a insectos, a enfermedades microbianas, o a herbicidas, y con características
mejoradas).
15. El alumnado debe conocer el concepto de terapia génica, así como el concepto y la utilidad de la técnica CRISPR-Cas. No se exigirá el
conocimiento pormenorizado de esta técnica.
16. Se debe conocer el fundamento de la técnica de la PCR y sus posibles aplicaciones. Se debe incidir en el conocimiento de técnicas y
conceptos relacionados con la PCR como: cebador (primer o sonda), hibridación de los ácidos nucleicos, ADN polimerasa (Taq
polimerasa), desnaturalización del ADN, separación de los fragmentos de ADN por electroforesis y marcador de peso molecular.
17. El alumnado debe conocer el concepto de biorremediación y ejemplos sobre la utilización de microorganismos en la mejora del medio
ambiente (uso de microorganismos en la eliminación de mareas negras; depuración de aguas residuales y compostaje; control de plagas)
y en diferentes tipos de industrias, como la farmacéutica (por ejemplo, la síntesis de antibióticos, hormonas, interferón, vacunas, etc…) y
la alimentaria (procesos de elaboración de pan, cerveza, vino, yogur y queso).
