Procesos Fundamentales de la Biología Molecular y Aplicaciones Biotecnológicas

Procesos Centrales de la Biología Molecular

Replicación del ADN

La replicación es el proceso mediante el cual el ADN puede formar copias idénticas a sí mismo. Las cadenas de ADN representan un par de moldes complementarios. Cada cadena se puede separar de su complementaria y servir de molde para fabricar una nueva cadena complementaria. Enzimas especializadas separan las cadenas de ADN que servirán de molde. Las ADN polimerasas (o replicases) añaden nucleótidos complementarios a los de la cadena que sirve de molde. Como resultado, aparecen dos nuevas moléculas con dos cadenas: una original y la otra la nueva. Este proceso es semiconservativo.

Transcripción del ADN

La transcripción es el proceso mediante el cual la información que contiene el ADN se transmite en forma de ARNm. La información genética puede así salir del núcleo. Las cadenas de ADN se separan; la que se va a copiar es la cadena molde y la complementaria es la codificadora. Las ARN polimerasas van añadiendo nucleótidos a la nueva cadena de ARN, siguiendo la regla de complementariedad (Uracilo en lugar de Timina). Una vez transcrito, el ARNm se separa y las dos cadenas de ADN vuelven a unirse.

Traducción del ARNm (Síntesis de Proteínas)

La traducción es el proceso que hace posible fabricar una proteína en los ribosomas a partir del mensaje transcrito en el ARNm. El ARNm se une a los ribosomas por el extremo adecuado. La colocación del aminoácido correspondiente a cada codón en los ribosomas sucede gracias a la ayuda del ARNt. Sus moléculas son específicas para cada aminoácido y poseen una zona llamada anticodón, que se empareja con el codón del ARNm. Se va produciendo el enlace peptídico entre cada aminoácido y la proteína en crecimiento. El ribosoma se desplaza sobre el ARNm y los ARNt se van emparejando con los aminoácidos adecuados a cada codón del ARNm gracias a la complementariedad. Llega al ribosoma un ARNt cargado con un aminoácido y sale de él otro sin carga. El ribosoma sigue su desplazamiento sobre el ARNm hasta que llega a alguno de los codones de terminación. En ese punto, finaliza la síntesis de la proteína.

Técnicas y Aplicaciones Biotecnológicas

Clonación de ADN

La clonación de ADN consiste en introducir un fragmento de ADN de cualquier especie en un organismo huésped para lograr muchas copias de él. Se utiliza un vector, que es una molécula de ADN (como plásmidos o bacteriófagos). El ADN a clonar y el vector (por ejemplo, un plásmido) se cortan con la misma enzima de restricción (restrictasa). Se mezcla el ADN con los plásmidos abiertos en presencia de una ligasa, lo que genera ADN recombinante. Este ADN recombinante penetra en algunas bacterias, que quedan transformadas y, a menudo, se seleccionan por resistencia a un antibiótico.

Biotecnología: Uso y Aprovechamiento de Sistemas Biológicos

La biotecnología comprende conocimientos y técnicas que hacen posible el uso y aprovechamiento práctico de sistemas biológicos en la producción de bienes y servicios.

Áreas de Aplicación de la Biotecnología

• Ganadería y Agricultura: Se producen plantas y animales modificados genéticamente que tienen una considerable productividad y una resistencia elevada a las enfermedades.
• Alimentación y Salud: Se crean alimentos ricos en nutrientes o específicos para dietas (diabéticos, alérgicos) desde organismos modificados genéticamente. Se producen vacunas, antibióticos, hormonas, fármacos, etc.
• Energía y Medioambiente: Se produce biodiesel a partir de aceites vegetales y biogás por digestión microbiana de residuos.
• Industria: Uso de microorganismos y enzimas para reemplazar la síntesis química de productos, se mejora el tratamiento de materias primas y se produce, por ejemplo, plástico biodegradable.

Consideraciones Éticas en Biología (Bioética)

Bioética

La bioética es el conjunto de principios morales que regulan la actuación humana sobre la evolución y el desarrollo espontáneo de seres vivos. Genera debate en torno a diversas aplicaciones biotecnológicas:

• Alimentos Transgénicos: Su uso es controvertido debido a posibles riesgos para el medioambiente y la salud.
• Congelación de Embriones Humanos: Ha generado polémica la congelación, descongelación e inserción en el útero, sobre todo el posible uso de los embriones sobrantes.
• Reproducción Asistida y Diagnóstico Prenatal: Permiten detectar enfermedades en el feto, planteando cuestiones éticas sobre la selección y el destino de los embriones o fetos afectados.
• Células Madre y Clonación Terapéutica: El uso de células madre embrionarias y la posibilidad de clonación con fines terapéuticos son temas de intenso debate ético.