ADN, Replicación, Mutaciones y Aplicaciones Biotecnológicas: Conceptos Clave

Características del ADN

• Complementariedad de sus bases: A-T y G-C.
• La doble hélice es una estructura estable.
• Las dos cadenas son antiparalelas.
• Información genética codificada por el orden en el que se unen los nucleótidos (secuencia de nucleótidos).
• Diferencia entre personas en la secuencia de nucleótidos de su ADN.

Replicación del ADN

• Desenrollamiento y separación de las cadenas.
• Ordenación de complementarios: A-T y G-C.
• Unión de nucleótidos por enzimas ADN polimerasas.
• Sigue hasta tener dos moléculas de ADN idénticas.
• Proceso semiconservador (1 cadena reutilizada).

Mutaciones

Son cambios en el material genético que se producen al azar.

Tipos de Mutaciones

Cromosómicas

Afectan al número o estructura de los cromosomas y producen graves consecuencias a los individuos que las poseen.

Génicas

Son cambios en la secuencia de nucleótidos del ADN.

• Sustitución de una base por otra.
• Inserción o pérdida de uno o varios nucleótidos de la secuencia original.

Clasificación según las células afectadas

• Mutaciones somáticas: Se producen por mitosis.
• Mutaciones germinales: Se producen por meiosis (heredables).

Anemia Falciforme

• Origen: Mutaciones.
• Causa: Hemoglobina que deforma los glóbulos rojos.

Modificación Genética de Plantas y Animales

Proceso en Plantas

Ya se aplica a varios cultivos como maíz, soja, algodón, arroz, tabaco, colza, alfalfa, caña de azúcar o patata, y en otros se continúa investigando. Tiene el mismo proceso que la penicilina, pero las bacterias infectan las células vegetales que se encuentran en plantas.

Aplicaciones en Veterinaria

• Estudio en animales de enfermedades humanas.
• Obtención de órganos compatibles para trasplantes en personas.
• Mejora de la resistencia a enfermedades: crecimiento más rápido.
• Aumento de producción de leche o producción de proteínas humanas de interés industrial o farmacéutico en la leche.

Producción de Insulina

Antes se obtenía a partir de extractos de animales, como el cerdo, pero eran perjudiciales al ser una insulina diferente a la humana.

1. Extracción del gen mediante enzimas del páncreas (célula).
2. El gen se lleva a un plásmido bacteriano.
3. Selección de bacterias que contienen el gen de la insulina insertado en su ADN.
4. Se reproducen las bacterias en fermentadores y en condiciones favorables para que produzcan millones de bacterias idénticas.
5. Las bacterias producen insulina y la secretan al medio de cultivo.
6. La insulina se recoge y se purifica para su comercialización.

Las Enzimas

Son proteínas que actúan como catalizadores, acelerando las reacciones químicas que tienen lugar en las células. Las enzimas pueden romper una molécula (sustrato) en otras más pequeñas o unir moléculas pequeñas en una más grande.

Características de las Enzimas

• Las enzimas son específicas.
• Poseen un sitio de unión para el sustrato denominado centro activo.
• Su actividad puede verse afectada por la temperatura y el pH del medio.

Ejemplos de Cultivos Transgénicos

• Maíz resistente a la plaga del taladro.
• Soja resistente a herbicidas.
• Arroz enriquecido con beta-caroteno, precursor de la vitamina A (arroz dorado).

Hemoglobina

Es una proteína localizada en los glóbulos rojos y es responsable del transporte de oxígeno por la sangre.

Anemia Falciforme

Es una enfermedad originada por una mutación en un único nucleótido del gen que produce la hemoglobina.