Replicación del ADN, Mutaciones, Ingeniería Genética y Biotecnología: Descifrando el Código de la Vida

La Replicación del ADN

La replicación del ADN es un proceso fundamental para la vida. Permite que la información genética se transmita de una célula a otra y de una generación a la siguiente. A continuación, se describe el proceso:

• Las uniones entre las parejas de nucleótidos complementarios se rompen y las dos cadenas de la doble hélice se separan, de la misma manera que lo hace una cremallera.
• Cada cadena sirve de molde para fabricar una nueva cadena complementaria, acoplando los nucleótidos correspondientes. Frente a una Adenina (A) solo encaja una Timina (T), y frente a una Citosina (C) solo una Guanina (G).

El resultado final de la replicación son dos moléculas de ADN que son una copia exacta de la molécula original y que, por tanto, contienen la misma información genética.

Mutaciones: Cambios en la Información Genética

La aparición de forma súbita y al azar de cambios en la información contenida en el ADN recibe el nombre de mutación. Las mutaciones se producen espontáneamente de forma natural, pero pueden ser estimuladas mediante algunos agentes mutagénicos, como:

• Radiaciones, como los rayos X.
• Sustancias químicas, como el ácido nitroso.

¿Se Heredan las Mutaciones?

• Si la mutación ocurre en una célula no reproductora, la mutación desaparecerá con la muerte de la célula o del organismo. Estas mutaciones pueden producir tumores.
• Si se produce en las células reproductoras, la mutación se transmitirá de generación en generación con la reproducción.

Ingeniería Genética

La ingeniería genética agrupa un conjunto de complejas técnicas que permiten retirar, modificar o agregar genes a una molécula de ADN.

Etapas de la Ingeniería Genética

1. Localizar el gen que se desea transferir.
2. Aislar el gen utilizando "tijeras moleculares".
3. Insertar el gen en otro segmento de ADN. El resultante es el ADN recombinante.
4. Introducir el ADN recombinado en la célula huésped.
5. Confirmar que la célula huésped es capaz de fabricar la proteína, por ejemplo, la insulina.
6. Clonar el gen para que las células se multipliquen y produzcan una gran cantidad de la proteína.

Organismos Transgénicos

Un organismo cuyo genoma se ha modificado mediante ingeniería genética se denomina organismo genéticamente modificado. Los organismos eucariotas que han sido modificados por ingeniería genética se denominan organismos transgénicos.

Producción de Organismos Transgénicos

• Primera etapa (transformación): Se introduce el gen deseado en el genoma de una célula del organismo que se desea modificar.
• Segunda etapa (regeneración): Se obtiene una planta o un animal a partir de la célula cuyo genoma se ha modificado mediante ingeniería genética. Esta segunda etapa requiere la utilización de técnicas de clonación de organismos.

Proyecto Genoma Humano (PGH)

El Proyecto Genoma Humano (PGH) comenzó a funcionar en 1990 bajo la dirección de James Watson. Sus objetivos principales eran:

• Elaborar mapas para identificar los genes existentes y determinar en qué cromosoma y en qué lugar de ese cromosoma se localiza cada uno de ellos.
• Determinar la secuencia exacta de nucleótidos.

Características del Genoma Humano

El PGH ha revelado que:

• El genoma humano contiene 3200 millones de pares de bases.
• Es casi el mismo para todas las personas. Solo el 1% nos diferencia a unas personas de otras.
• Contiene aproximadamente 25000 genes, y se desconoce la función de casi la mitad de ellos.

Aplicaciones del PGH

El PGH tiene diversas aplicaciones, como el diagnóstico de enfermedades hereditarias o la fabricación de medicamentos más eficaces y personalizados. Otras aplicaciones, como la terapia génica, están en desarrollo.

Aplicaciones y Riesgos de la Ingeniería Genética: Biotecnología

La utilización de los seres vivos con fines comerciales o industriales se conoce como biotecnología.

Aplicaciones en la Salud Humana

• Productos farmacéuticos como la insulina y la hormona del crecimiento.
• Alimentos con características especiales, como aquellos sin gluten.
• Órganos para trasplantes procedentes de animales transgénicos.

Aplicaciones en Agricultura y Ganadería

• Resistencia de los cultivos a determinadas plagas o a los herbicidas.
• Crecimiento más rápido de plantas y animales.

Riesgos de la Biotecnología

• Pérdida de diversidad genética.
• Salto accidental de los genes transferidos a otras especies silvestres.
• Efectos perjudiciales sobre la salud, como alergias.

Componentes Celulares y Procesos Metabólicos

• Aparato de Golgi: Modifica y transporta sustancias del retículo endoplasmático.
• Ribosomas: Fabrican proteínas.
• Centriolos: Regulan el intercambio de cromosomas durante la división celular.
• Respiración celular: Las células eucariotas utilizan oxígeno para liberar la energía que contienen los compuestos orgánicos. Sucede en las mitocondrias.
• Fermentación: Proceso que permite liberar la energía contenida en los compuestos orgánicos en ausencia de oxígeno.

Tipos de Células Madre

• Totipotentes: Capaces de generar todos los tipos de células.
• Pluripotentes: Pueden producir la mayor parte de las células y tejidos.
• Multipotentes: Pueden generar solo algunos tipos de células.