Biotecnología e ingeniería genética: conceptos, clonación y aplicaciones

Resumen

El documento explica los conceptos básicos de la biotecnología y la ingeniería genética, los pasos para clonar un gen con enzimas de restricción y ligasas, y el papel de levaduras y bacterias lácticas en la fermentación del vino y del queso. También aborda el ADN recombinante, los organismos modificados genéticamente y sus aplicaciones en agricultura, farmacia y alimentación.

Puntos clave

La biotecnología usa organismos vivos o sus propiedades en procesos tecnológicos o industriales.
La ingeniería genética modifica el material genético de un organismo para cambiar sus características.
Para clonar un gen se digiere el ADN con endonucleasas de restricción y se une el inserto al vector mediante ligasas.
En la fabricación del vino, Saccharomyces cerevisiae realiza una fermentación alcohólica que produce etanol y CO2.
En la fabricación del queso, bacterias lácticas como Lactobacillus realizan una fermentación láctica que produce ácido láctico.
Un vector de clonación es una molécula de ADN que se replica de forma autónoma dentro de una célula huésped.

Ponte a prueba

Biotecnología: conceptos, técnicas y aplicaciones

1) Conceptos básicos y pasos en clonación genética

a) Definiciones

Biotecnología: es el uso de células u organismos vivos, o de algunas de sus propiedades, en procesos tecnológicos o industriales; por ejemplo: en la fermentación del mosto.

Ingeniería genética: es el conjunto de técnicas usadas para cambiar las características de un organismo modificando su material genético; por ejemplo: la producción de insulina con Escherichia coli.

b) Pasos principales en la clonación de un gen

Lo primero que hay que hacer es preparar el gen que vamos a clonar. Para ello se utilizan unas enzimas específicas que son las endonucleasas de restricción. A continuación se preparan los vectores de clonación. Una vez preparado el vector, se une el gen que queremos clonar, al que se le llama inserto, con el vector de clonación mediante enzimas ligasas.

Preparación del gen a clonar (inserto).
Digestión con endonucleasas de restricción.
Preparación del vector de clonación.
Unión del inserto y del vector mediante ligasas.
Replicación del ADN en el huésped elegido.
Transferencia del ADN.
Propagación del cultivo y selección de los clones recombinantes.

2) Fermentaciones y microorganismos implicados

a) Fabricación del vino

En la fabricación del vino intervienen levaduras (Saccharomyces cerevisiae), que llevan a cabo una fermentación alcohólica. Los productos generados son etanol y CO2.

b) Fabricación del queso

En la fabricación del queso intervienen bacterias lácticas (p. ej. Lactobacillus), que llevan a cabo una fermentación láctica. El producto generado es el ácido láctico.

c) Diferencias entre ambas fermentaciones

El proceso de fabricación del queso (la fermentación láctica) se debe a que el producto final excretado al medio por las bacterias es ácido láctico, mientras que en la fermentación alcohólica las levaduras excretan alcohol (etanol).

3) Tecnología del ADN recombinante y organismos modificados

a) ADN recombinante

La tecnología del ADN recombinante trata de insertar un gen seleccionado en un vector de clonación, para introducirlo en una célula que actúa como huésped y en la que se fabrica una proteína codificada por el ADN del gen insertado.

b) Vector de clonación

Vector de clonación: molécula de ADN capaz de replicarse de forma autónoma dentro de una célula huésped, que se utiliza para insertar la secuencia de ADN exógeno.

c) OMG (organismos modificados genéticamente)

OMG, organismos cuyo material genético se ha alterado artificialmente. Dos aplicaciones: producción de insulina humana en bacterias recombinantes y vacunas. Una inconveniencia: problemas ambientales por posibles hibridaciones con bacterias, plantas o animales silvestres.

4) Aplicaciones por sectores

a) Aplicaciones agropecuarias

Producción de plantas transgénicas.
Producción de biofertilizantes.
Producción de insecticidas biológicos.

b) Industria farmacéutica

Producción de vacunas.
Producción de antibióticos.
Búsqueda y desarrollo de nuevos fármacos.

c) Industria alimentaria

Producción de cerveza.
Producción de vino.
Producción de pan.

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Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre biotecnología e ingeniería genética?

La biotecnología utiliza células u organismos vivos, o algunas de sus propiedades, en procesos tecnológicos o industriales. La ingeniería genética es el conjunto de técnicas que cambian las características de un organismo modificando su material genético.

¿Qué diferencia hay entre la fermentación alcohólica y la láctica?

En la fermentación alcohólica, las levaduras excretan etanol. En la fermentación láctica, las bacterias excretan ácido láctico, que es el proceso que se da en la fabricación del queso.

¿Qué es un vector de clonación?

Es una molécula de ADN capaz de replicarse de forma autónoma dentro de una célula huésped y que se utiliza para insertar secuencias de ADN exógeno.