INTRODUCCIÓN
Desde los comienzos de la historia la biotecnología ha sido utilizada por el hombre en actividades tales como la preparación del pan y de bebidas alcohólicas o para mejorar el rendimiento de cultivos y de animales domésticos.
Actualmente, la biotecnología esta compuesta por una gran variedad de técnicas derivadas de la investigación en biología celular y molecular, las cuales pueden ser utilizadas en cualquier industria que utilice microorganismos o células vegetales o animales.
En esta unidad se va a profundizar en el estudio de las técnicas de ingeniería genética poniendo de manifiesto la importancia que su uso tiene en la investigación, desarrollo y síntesis de nuevos fármacos, vacunas, métodos diagnósticos, etc.
Cuando estas técnicas se combinan con otras en las que participan hongos, bacterias y otros seres vivos se puede hablar de biotecnología. Así pues, el término biotecnología, en su sentido más amplio, se aplica al uso de organismos vivos o de compuestos obtenidos de organismos vivos para obtener productos de valor para el hombre.
La biotecnología como nuevo campo de conocimiento, se ha extendido desde principios de la década de los 70, considerándose como "la aplicación de organismos, sistemas y procesos biológicos en las industrias de productos y servicios". Sin embargo, cada vez se incluyen más disciplinas en el ámbito de la biotecnología, lo que impide precisar dónde comienza la biotecnología o cuáles son las biotecnologías, aunque todas tienden a cumplir dos de los objetivos más antiguos de la humanidad:
- controlar la reproducción, tanto humana como animal y vegetal.
- controlar procesos naturales que proporcionen alimentos y sustancias de interés para la especie humana.
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La biotecnología se relaciona con numerosas áreas científicas, pero como ciencia aplicada que es, posee su propio cuerpo de conocimiento con sus técnicas específicas. |
Una de las definiciones más precisas, es la dada por Steve Prentis: "El rasgo esencial de la biotecnología, es que utiliza y modifica microorganismos o células obtenidas de animales o plantas, pero excluye aquellas actividades que comportan plantas o animales completos".
Es la aplicación comercial de organismos vivos o sus productos, la cual involucra la manipulación deliberada de sus moléculas de DNA.
Por tanto, podemos decir que la biotecnología abarca desde la biotecnología tradicional, muy conocida y utilizada, hasta la biotecnología moderna, basada en la utilización de las nuevas técnicas del DNA recombinante (ingeniería genética), los anticuerpos monoclonales y los nuevos métodos de cultivo de células y tejidos.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Al finalizar el estudio de la unidad deberás ser capaz de:
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Analizar los objetivos y fundamentos de la biotecnología.
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Describir las principales líneas de investigación y aplicación de la biotecnología y su importancia en la vida cotidiana.
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Destacar el papel de los microorganismos en las industrias alimentarias, farmacéuticas y en la mejora del medio ambiente.
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Analizar algunas aplicaciones y límites de las manipulaciones genéticas en vegetales, en animales y en el ser humano y sus implicaciones éticas, valorando el interés de la investigación del genoma humano en la prevención de enfermedades hereditarias y entendiendo que el trabajo científico está, como cualquier actividad, sometido a consideraciones sociales y económicas.
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Analizar el carácter abierto de la Biología a través del estudio de algunas interpretaciones, hipótesis y predicciones científicas sobre conocimientos básicos de esta ciencia, valorando los cambios producidos a lo largo del tiempo y la influencia del contexto histórico.
ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN
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Explica las diferencias existentes entre una transformación, una transfección y una transgénesis.
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Una molécula lineal de ADN de 1000 pares de bases (pb) de longitud es digerida con las siguientes enzimas de restricción, obteniéndose los siguientes resultados
Enzimas de restricción
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Fragmentos de restricción
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400 pb, 600 pb |
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250 pb, 750 pb |
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250 pb, 350 pb, 350 pb |
Dibuja el mapa de restricción que se puede deducir de estos resultados.
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a) Describe qué tipo de técnicas será la más adecuada para clonar un gen.
b) Explica qué tipos de vectores de clonaje son los adecuados para transferir genes a células eucariotas y procariotas.
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El esquema que se representa corresponde a un gel de secuenciación por el método del didesoxi. ¿Cuál es la secuencia del ADN objeto de estudio?
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¿Qué diferencia existe en la utilización de Xanthomonas y Desulfovibrio en la extracción de petróleo?
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Explica por qué se utiliza una enzima vírica (la transcriptasa inversa) para introducir genes de células eucariotas en las bacterias.
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En algunas bodegas vinícolas se produce una gran acumulación de gases, por lo que es peligroso permanecer mucho tiempo en ellas, ya que puede ocasionar la muerte por asfixia. Explica qué proceso de los que está teniendo lugar es el responsable de la producción de gases (relaciona los contenidos de esta unidad con los de la 4).
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¿Cómo se puede diagnosticar una enfermedad causada por una inserción de material genético (fragmento de ADN) dentro de un gen?
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Las bacterias son utilizadas de forma generalizada para la obtención de productos transgénicos, pero no siempre es el medio ideal. Explica las ventajas e inconvenientes de su utilización como «fábricas» frente a otros organismos como levaduras o células del hámster chino.
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Explica qué técnica biotecnológica se está aplicando en el siguiente dibujo y cuál puede ser su utilidad.
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En la escena de un crimen se encontraron, entre las uñas de la víctima, unos pocos pelos. A los dos días se detuvo a un sospechoso de haber cometido dicho crimen. Se realizó, por orden del juez, la prueba del ADN y se obtuvo el perfilado de ADN que se muestra. ¿Es el sospechoso autor del crimen de que le acusan? Razona la respuesta. (Las columnas 2 y 4 se corresponden con los perfiles de la víctima, las columnas 1 y 5 corresponden al sospechoso. La columna 3 es el perfil obtenido de unos pocos pelos encontrados en las uñas de la víctima.)
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ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN INTERACTIVAS
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Biotecnología e ingeniería genética |
Un fragmento de ADN tiene la secuencia 3'-CCGCATAAG- 5'. Se ha secuenciado mediante la técnica del didesoxi.
a) ¿Cuántas bandas se observan en el gel?
b) ¿Cuántas bandas y de qué tamaño se encuentran para cada mezcla de reacción?
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Dos individuos normales tienen un hijo con el síndrome de Down (trisomía del par 21). Se realiza un análisis de RFLP con una sonda de cromosoma 21 en los tres individuos (padres e hijo) y el resultado del gel es el que se muestra en la figura.
¿Qué se puede concluir acerca del origen de la enfermedad del niño?
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Identifica los objetos biológicos que aparecen en el siguiente esquema mudo. ¿A qué biotecnología corresponde?
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Realiza un pequeño resumen sobre las ventajas y peligros, respecto al equilibrio ecológico, a la alimentación y a la salud humana, que se pueden derivar de la aplicación de las técnicas de ingeniería genética.
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Imagina que eres un científico al que le encargan que procure que no desaparezca una especie de planta en peligro de extinción. ¿Qué estrategias utilizarías?
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Actualmente los responsables del Proyecto Genoma Humano han logrado secuenciar todo el ADN humano. Explica qué es lo que se ha realizado. ¿Qué pasos se han de llevar a cabo ahora? ¿Qué ventajas puede aportar este proyecto? ¿Qué implicaciones sociales puede tener?
