Retroalimentación

1.- Se puede generar una célula pancreática a partir del núcleo de una célula muscular porque en el núcleo de cada célula existe toda la información genética del individuo. La especialización de la célula no supone pérdida de información. La célula muscular tiene la información necesaria para transformarse en célula pancreática, en célula nerviosa o para dar lugar a un individuo entero.

2.- Aunque el ovocito anucleado procede de otra mujer (donante), ella no rechazará inmunológicamente las células pancreáticas transplantadas. Los antígenos que provocan el rechazo del trasplante son proteínas y, por lo tanto, codificadas en el ADN del núcleo. Si la información genética procede del paciente, las células pancreáticas que se obtendrán serán inmunológicamente idénticas a las del paciente.

3.- Las mitocondrias también poseen ADN y maquinaria bioquímica para traducirlo en proteínas. De hecho, algunos de los enzimas mitocondriales están codificados por este ADN. Por lo tanto, en efecto, al igual que ocurre en un proceso de clonación, las células pancreáticas no serán completamente idénticas (aunque en su mayoría) a las células del paciente.

Retroalimentación

a) Las plantas de maíz infestadas por larvas de Diabrotica virgifera, si tienen la modificación genética, atraerán más nematodos y, por lo tanto, disminuirá el número de larvas en las raíces. Así, los daños causados por las larvas serán menores en el maíz modificado genéticamente porque los nematodos eliminan las larvas.

b) Los pasos que hicieron los investigadores para obtener el plásmido recombinante de la figura fueron los siguientes:

• Aislar el gen que codifica la enzima que sintetiza el betacariofileno de células de orégano y cortarlo con endonucleasas (enzimas de restricción).
• Aislar el plásmidoo de una bacteria y cortarlo con endonucleasas (enzimas de restricción).
• Unir con ligasas el gen de la enzima del betacariofileno y el plásmido. 

El plásmido recombinante, para obtener una planta transgénica, debe introducirse en las células embrionarias o meristemáticas de maíz (células totipotentes). A partir de estas células se formará una planta de maíz que tendrá el gen E-betacariofileno en todas las células.

Retroalimentación

a. ¿Se puede considerar la planta bioluminiscente mencionada en el texto como un OMG? Justifica tu respuesta. (Calificación 0.5 puntos)

Sí, la planta mencionada se puede considerar un OMG (Organismo Modificado Genéticamente) porque se le ha insertado un gen procedente del hongo Neonothopanus nambi mediante técnicas de ingeniería genética. Este gen añadido codifica los elementos del sistema luciferina-luciferasa, permitiendo que la planta produzca bioluminiscencia, una característica que no es inherente a ella de forma natural.

b. Indica cómo se llaman las herramientas moleculares que permiten cortar y pegar fragmentos de ADN. (Calificación 0.5 puntos)

Las herramientas moleculares que permiten cortar fragmentos de ADN son las endonucleasas de restricción, y las que permiten pegar estos fragmentos son las ADN-ligasas.

c. Nombra dos moléculas o productos de interés médico obtenidos aplicando técnicas biotecnológicas. (Calificación 0.5 puntos)

Algunas moléculas o productos de interés médico obtenidos mediante técnicas biotecnológicas son: la insulina, la hormona de crecimiento, las vacunas, el factor VIII para el tratamiento de la hemofilia, etc.

d. Se ha descrito que algunas bacterias lácticas usadas tradicionalmente para elaborar queso Cabrales, como Lactobacillus rhamnosus, tienen una mutación que las hace resistentes a antibióticos. Estas bacterias deben dejar de ser utilizadas ya que pueden transferir de forma natural a otras bacterias, potencialmente patógenas, los genes de la resistencia a antibióticos. ¿Se puede considerar a estas bacterias resistentes a antibióticos como un OMG? Justifica tu respuesta. (Calificación 0.5 puntos)

No, estas bacterias resistentes a antibióticos no se consideran OMG porque las modificaciones que presentan surgen de forma natural y no son el resultado de la manipulación genética por parte del ser humano.

Retroalimentación

a. Explica, utilizando como ejemplo las bacterias del texto, qué es un organismo genéticamente modificado.

Un organismo genéticamente modificado o transgénico es aquel al que se le ha insertado algún gen de otro organismo, permitiéndole adquirir propiedades o funciones que no tenía previamente. En el caso del texto, a la bacteria Escherichia coli se le han insertado genes que le permiten sintetizar insulina, una hormona que originalmente no podían producir.

b. ¿Qué son las enzimas (o endonucleasas) de restricción? ¿Qué conexión tienen con lo expuesto en el texto en relación a la modificación genética?

Las enzimas de restricción son proteínas capaces de cortar el ADN en secuencias específicas. Su conexión con la modificación genética expuesta en el texto es que permiten aislar el gen de la insulina del ADN humano para luego poder transferirlo a la bacteria Escherichia coli, facilitando así su modificación genética para que pueda producir insulina.

c. ¿Qué son los plásmidos? ¿Qué conexión tienen con lo expuesto en el texto en relación a la modificación genética?

Los plásmidos son pequeñas moléculas de ADN circular presentes en el citoplasma de las bacterias. Su relación con la modificación genética es que son utilizados como vectores para insertar genes de interés, como el gen de la insulina, en la bacteria Escherichia coli, permitiendo así la producción de la proteína deseada.

d. La insulina es una proteína no glucosilada, esto es, compuesta únicamente por aminoácidos. ¿Por qué no se puede obtener una proteína recombinate glucosilada en bacterias? ¿Qué tipo de células se deberán utilizar para obtener proteínas recombinates glucosiladas?

Las bacterias no pueden producir proteínas glucosiladas porque no poseen el aparato de Golgi, que es el orgánulo celular donde se lleva a cabo la glucosilación de proteínas. Para obtener proteínas recombinantes glucosiladas, se deben utilizar células eucariotas, como las levaduras o las líneas celulares de mamíferos, que sí cuentan con el aparato de Golgi necesario para este proceso.

Retroalimentación

a) ¿Los genes de una planta transgénica cultivada pueden ser transferidos al genoma de una planta silvestre de modo natural? (0,25 puntos)

Sí, es posible en ciertos casos, pero con condiciones.

El proceso por el cual los genes de una planta transgénica podrían transferirse a una planta silvestre se denomina flujo génico. Esto puede suceder si:

• Ambas plantas (la transgénica y la silvestre) pertenecen a la misma especie o son especies emparentadas compatibles.

• Viven en una misma zona geográfica, lo que facilita la polinización cruzada (por viento o insectos).

• El gen introducido no compromete la viabilidad del híbrido resultante.

Este tipo de transferencia no es frecuente, pero es posible y está documentado en algunos cultivos como el maíz, la colza o el algodón. Por eso, en Europa se aplican medidas de bioseguridad y aislamiento para minimizar ese riesgo.

b) ¿Y al genoma de un consumidor de esa planta? (0,25 puntos)
No, los genes de una planta transgénica no pueden integrarse en el genoma de un consumidor.

Cuando ingerimos alimentos, sean transgénicos o no, el ADN presente en ellos se digiere en el aparato digestivo mediante enzimas como las nucleasas, que lo fragmentan en nucleótidos individuales.

Estos nucleótidos se usan luego para sintetizar nuestro propio ADN, pero no se integran directamente genes completos ni se insertan en nuestro genoma.

Además, no existen mecanismos celulares en el ser humano capaces de incorporar de forma natural genes vegetales al ADN de nuestras células somáticas o germinales por vía alimentaria.

Por tanto, el consumo de plantas transgénicas no altera genéticamente al consumidor.

c) ¿Qué es una planta transgénica? (0,5 puntos)

Una planta transgénica es aquella a la que se le ha introducido de manera artificial uno o más genes de otra especie, mediante técnicas de ingeniería genética, con el fin de dotarla de nuevas características que no posee de forma natural.

El gen introducido, llamado transgén, puede provenir de otra planta, un animal, un microorganismo o incluso un virus. Se inserta en el ADN de la planta receptora mediante métodos como:

• Agrobacterium tumefaciens (bacteria que transfiere ADN),

• Biobalística (cañón de genes),

• O técnicas más modernas como CRISPR-Cas9.

Las plantas transgénicas se utilizan para mejorar cultivos mediante características como:

• Resistencia a plagas o herbicidas,

• Mayor tolerancia a sequía o salinidad,

• Aumento del valor nutritivo (como el arroz dorado, enriquecido en vitamina A),

• Producción de compuestos de interés farmacéutico o industrial.

Estas tecnologías tienen ventajas agronómicas, pero también generan debates éticos, ecológicos y de seguridad alimentaria, motivo por el cual su uso está más regulado en regiones como la Unión Europea.

Retroalimentación

a) Explica el concepto de clon y de célula somática.
Un clon es un organismo genéticamente idéntico a otro, generado a partir de una sola célula original mediante reproducción asexual o técnicas de clonación artificial. En el caso descrito, el macaco "Retro" es un clon porque se ha desarrollado a partir del material genético nuclear de una única célula donante, sin intervención de fecundación.

Una célula somática es cualquier célula del cuerpo de un organismo multicelular que no forma parte de las células germinales (óvulos o espermatozoides). Las células somáticas poseen el genoma completo del organismo y son diploides en la mayoría de los animales, es decir, contienen dos copias de cada cromosoma. En la clonación de Retro, el núcleo de una célula somática fue transferido a un óvulo sin núcleo para reprogramarlo y desarrollar un nuevo individuo.

b) En relación con la evolución, ¿qué inconveniente presentaría un grupo de macacos obtenidos así?
El principal inconveniente evolutivo de un grupo de macacos clonados es la ausencia de variabilidad genética. Todos los individuos serían genéticamente idénticos, lo que los hace más vulnerables a enfermedades, cambios ambientales o presiones selectivas. En la naturaleza, la variación genética es esencial para la selección natural y la adaptación de las especies. Sin ella, el grupo no podría evolucionar eficazmente ante nuevas condiciones, lo que comprometería su supervivencia a largo plazo.

c) ¿Qué impacto podría tener un agente mutagénico sobre este grupo?
Un agente mutagénico es una sustancia o factor que puede alterar el ADN, provocando mutaciones. En un grupo de macacos clonados, una mutación provocada por un agente mutagénico podría tener un impacto especialmente grave, ya que todos comparten el mismo material genético. Si la mutación afecta a un gen esencial o provoca una enfermedad genética, todos los individuos del grupo tendrían la misma susceptibilidad, lo que podría conducir a una afectación generalizada o incluso a la desaparición del grupo. La falta de diversidad genética impide que haya individuos resistentes que puedan sobrevivir y transmitir genes funcionales.

Retroalimentación

1. Explica cómo se puede obtener un anticuerpo humano en una planta y define tres herramientas moleculares necesarias para este proceso.

Para obtener un anticuerpo humano en una planta transgénica es necesario seguir estos pasos:

• Aislamiento del gen humano que codifica para el anticuerpo deseado desde una célula humana.

• Inserción de ese gen en el genoma de la planta (por ejemplo, alfalfa), generando así una planta transgénica capaz de sintetizar el anticuerpo de interés.

Las herramientas moleculares esenciales para este proceso son:

• Enzimas de restricción o endonucleasas de restricción: Son proteínas que reconocen secuencias específicas de nucleótidos en el ADN y realizan cortes precisos. Permiten aislar el fragmento de ADN que contiene el gen del anticuerpo.

• ADN-ligasas: Son enzimas que unen los extremos de los fragmentos de ADN, facilitando la inserción del gen humano en un vector y luego en el genoma de la planta.

• Vectores génicos o vectores de clonación: Son moléculas de ADN (como plásmidos o fagos víricos) que se utilizan para transportar y transferir el gen humano hasta las células vegetales durante el proceso de transformación. Los vectores pueden replicarse dentro de la célula hospedadora.

• ADN recombinante. ADN creado de forma artificial enel laboratorio a partir de la unión de fragmentos de ADN procedente de organismos distintos.

2. Describe una molécula de anticuerpo (IgG) indicando cómo son las cadenas de aminoácidos, las uniones entre ellas y las regiones de los extremos amino y carboxilo.

Una molécula de anticuerpo tipo IgG tiene la siguiente estructura:

• Compuesta por cuatro cadenas polipeptídicas: dos cadenas pesadas (H) y dos cadenas ligeras (L), unidas formando una estructura en forma de “Y”.

• Las uniones entre las cadenas se realizan principalmente mediante puentes disulfuro (enlaces covalentes entre residuos de cisteína en las cadenas).

• Región variable / Región de unión al antígeno (paratopo): Tanto en las cadenas pesadas como ligeras, el extremo amino-terminal (N-terminal) presenta una secuencia variable, encargada de reconocer específicamente al antígeno.

• Región constante: El extremo carboxilo-terminal (C-terminal) de cada cadena constituye la región constante, responsable de las funciones efectoras del anticuerpo, como la activación del sistema inmune.

3. Las siglas CRISPR-Cas describen los dos elementos principales que constituyen este sistema. Indica qué elemento es referido por las siglas CRISPR y cuál por las siglas Cas.

• CRISPR hace referencia a las secuencias específicas de ADN (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, en español Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente Interespaciadas) que se encuentran en el genoma de bacterias y contienen fragmentos de ADN exógeno de virus o plásmidos.

• Cas se refiere a las proteínas nucleasas (CRISPR-associated proteins), cuya función es cortar el ADN de origen exógeno en posiciones señaladas por las secuencias CRISPR, actuando como defensa molecular frente a infecciones.