Manipulación Genética y Biotecnología: Fundamentos y Aplicaciones

Ingeniería Genética: Conceptos y Procedimientos

La ingeniería genética es el conjunto de técnicas que permiten manipular el material genético.

Etapas de la Ingeniería Genética

1. Se localiza el gen que se quiere manipular.
2. Se aísla el gen.
3. Se une el gen a una molécula de ADN transportador (vector).
4. Se introduce el ADN recombinante en una célula.

Aplicaciones de la Ingeniería Genética

• Investigación biológica.
• Investigación policial y pruebas de paternidad.

El Genoma: Definición y Objetivos

Se denomina genoma al conjunto de genes de un organismo.

Significado del Estudio del Genoma

Implica:

• Averiguar la secuencia completa de bases nitrogenadas del ADN.
• Localizar y situar todos los genes en los cromosomas.
• Comprender las relaciones entre los genes.
• Descubrir e identificar genes antes desconocidos.

Biotecnología: Definición y Alcance

La biotecnología es un campo de aplicación de la biología que utiliza organismos vivos en beneficio humano.

Biotecnología Tradicional

Incluye la producción de:

• Pan.
• Productos lácteos.
• Bebidas alcohólicas.
• Vacunas y antibióticos.
• Productos químicos.
• Conservación del medio ambiente.

Clonación: Obtención de Copias Genéticas

La clonación consiste en obtener varias copias de un gen o en conseguir organismos genéticamente iguales.

Pasos del Proceso de Clonación

1. Se fragmenta el ADN con enzimas de restricción y se aísla el gen.
2. Se obtiene un vector bacteriano.
3. Se forma un ADN recombinante con la participación de una enzima ligasa.
4. Se introduce en la célula hospedadora.
5. Se selecciona el clon deseado y se producen las células.

Clonación de una Oveja (Ejemplo)

1. Se extrae el óvulo inmaduro y se elimina su núcleo.
2. Se sustituye el núcleo del óvulo por el de una célula somática de otra oveja.
3. Se implanta el embrión obtenido en una tercera oveja.
4. La oveja que nace es idéntica a la donadora del núcleo.

Proceso de Modificación en Plantas

Para obtener plantas resistentes a insectos:

1. Se corta el ADN y se selecciona el fragmento que porta el gen para la síntesis de una sustancia insecticida.
2. Se introduce el ADN de la bacteria en la célula vegetal.
3. Se inserta el material genético de la bacteria en el ADN de la planta.
4. Se cultivan las plantas en el laboratorio.
5. Se obtienen plantas resistentes al insecto.

Peces Transgénicos (Carpas y Salmones)

Para llevar a cabo la fecundación, los peces liberan sus células sexuales al agua. Los embriones reciben una microinyección de ADN con la información deseada. Los peces transgénicos han insertado ADN extraño en el suyo propio.

Aplicaciones Industriales y Médicas

Producción de Insulina Humana

1. Se extrae el plásmido de una bacteria.
2. Se aísla el gen que codifica la insulina humana.
3. Se introduce el gen en el plásmido.
4. Se introduce el plásmido modificado en una bacteria.
5. Las bacterias se reproducen con rapidez.
6. Estas bacterias producen insulina humana.
7. La insulina se emplea para tratar la diabetes.

Prevención de Enfermedades (Terapia Génica Precoz)

1. Se realiza un cultivo celular con el óvulo fecundado.
2. Se introduce en el cultivo un vector con el gen sano.
3. Se obtiene un cultivo transformado.
4. Se extrae el núcleo de la célula corregida y se introduce en un óvulo sin núcleo.

Terapia Génica (Aplicación Pulmonar)

La terapia génica implica:

1. Se inserta el gen humano en virus del resfriado común.
2. Se realiza un cultivo de los virus.
3. Los virus se introducen en un inhalador.
4. La información genética de los virus se incorpora a la de las células pulmonares, que adquieren el gen normal.

Utilización de Transgénicos en Agricultura

Para obtener plátanos que sirvan como vacunas:

1. Se seleccionan y se extraen ciertos genes bacterianos.
2. Se introduce en células de una planta.
3. Se integran los genes de la bacteria en el núcleo celular.
4. Se realizan cultivos en laboratorio.
5. Se obtienen plátanos que sirven como vacunas.