1. Conceptos Fundamentales de Genética
Definiciones Clave
Genoma: El genoma es el conjunto de instrucciones genéticas que se encuentra en una célula. En los seres humanos, el genoma consiste en 23 pares de cromosomas, que se encuentran en el núcleo, así como un pequeño cromosoma que se encuentra en las mitocondrias de las células.
Genotipo: Un genotipo es la colección de genes de un individuo. El término también puede referirse a los dos alelos heredados de un gen en particular.
Fenotipo: El fenotipo constituye los rasgos observables de un individuo, tales como la altura, el color de ojos y el grupo sanguíneo. La contribución genética al fenotipo se llama genotipo.
Genética: Es el campo de la biología que busca indagar y comprender la herencia biológica que se transmite de generación en generación, investigando sobre las características y aspectos fundamentales en este proceso de padre a hijo.
Gen: El gen es la unidad física básica de la herencia. Los genes se transmiten de los padres a la descendencia y contienen la información necesaria para precisar sus rasgos. Los genes están dispuestos, uno tras otro, en estructuras llamadas cromosomas.
2. Descubrimientos Históricos en Biología Molecular
¿Qué descubrieron James Watson y Francis Crick en 1953 que les valió el Premio Nobel de Medicina?
Watson y Crick descubrieron la peculiar forma de doble hélice, similar a una escalera de caracol, del ADN, formada por nucleótidos como si fueran escalones.
¿Cómo contribuyó Rosalind Franklin al descubrimiento de Watson y Crick?
En el King’s College de Londres, Rosalind Franklin obtuvo imágenes del ADN mediante cristalografía de rayos X, una idea que había sido planteada por Maurice Wilkins. Las imágenes de Franklin permitieron a James Watson y Francis Crick crear su famoso modelo de doble hélice.
¿Qué significan las siglas PCR?
La PCR, siglas en inglés de ‘Reacción en Cadena de la Polimerasa’ (Polymerase Chain Reaction), es una prueba de diagnóstico que permite detectar un fragmento del material genético de un patógeno.
¿En qué década se lanzó el Proyecto del Genoma Humano?
Los investigadores comenzaron a explorar la idea de mapear el genoma humano en 1980, y el proyecto se lanzó oficialmente en la década de 1990.
3. Biotecnología y Herramientas Genéticas
Cite tres ejemplos en los que se utilice la biotecnología tradicional.
Los principales elementos son los alimentos y productos derivados:
- Pan y productos de panadería.
- Yogur, leches fermentadas y quesos.
- Cerveza, vino y alcohol industrializado.
- Producción de antibióticos.
¿En qué década comienza la biotecnología moderna y en qué consiste?
La biotecnología moderna surgió hacia la década de los 80 y su herramienta principal es la ingeniería genética, que es la manipulación y transferencia de genes.
¿Qué es una enzima y cómo actúa?
Una enzima es un catalizador biológico. Es una proteína que acelera la velocidad de una reacción química específica en la célula. La enzima no se destruye durante la reacción y se utiliza una y otra vez.
¿Qué significa ADN recombinante?
Es una molécula de ADN que ha sido modificada para incluir genes de múltiples fuentes, ya sea mediante recombinación genética o mediante técnicas de laboratorio.
Explique el proceso de producción de ADN recombinante.
(Nota: El proceso completo no está detallado en el texto original, solo la definición. Se mantiene la estructura de la pregunta.)
¿Para qué se utilizan las enzimas de restricción?
Son un tipo de tijeras bioquímicas producidas por bacterias. Las enzimas de restricción se aíslan de las bacterias y se usan para cortar el ADN en el laboratorio en secuencias específicas.
¿Qué es un plásmido y en qué proceso se utiliza?
Un plásmido es lo que se utiliza como vector, ya que puede pasar fácilmente de una célula a otra. Se utiliza en el proceso de clonación de genes. En primer lugar, se debe aislar el gen que se va a copiar, al igual que los plásmidos que se van a utilizar como vectores, antes de insertarlos en una célula huésped.
Cite dos aplicaciones prácticas de la tecnología del ADN recombinante.
- En la producción de vacunas, dentro de la industria farmacéutica.
- En la creación de transgénicos, dentro de la industria agrícola y alimentaria.
4. Clonación y Organismos Modificados Genéticamente (OMG)
¿Qué diferencia existe entre la clonación reproductiva y la clonación terapéutica?
- La clonación reproductiva es una técnica que consiste en obtener una copia genéticamente idéntica de un ser vivo. Su objetivo es crear un individuo completo.
- La clonación terapéutica se basa en la creación de un embrión para producir células madre embrionarias con el objetivo de entender enfermedades y desarrollar nuevos tratamientos.
Estas clonaciones tienen objetivos distintos, al igual que el proceso para llevarlas a cabo.
Explique brevemente la técnica de clonación que se utilizó para clonar a la oveja Dolly.
Para clonar a Dolly se siguió el siguiente proceso:
- Se extrajeron células epiteliales de la glándula mamaria de una oveja Finn Dorset y se cultivaron in vitro.
- Se extrajeron ovocitos de una oveja Scottish Blackface y se les quitó el núcleo.
- Se extrajeron los núcleos de las células epiteliales cultivadas y se introdujeron en los ovocitos (Transferencia Nuclear).
¿En qué década se clonó a la oveja Dolly?
Dolly fue clonada el 5 de julio de 1996 (década de los 90).
5. Estructura y Función de los Ácidos Nucleicos
¿Cuáles son las bases nitrogenadas de la cadena de ADN?
Las bases nitrogenadas son la Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) y Timina (T).
¿Y las del ARN?
Las bases nitrogenadas son la Adenina (A), Uracilo (U), Citosina (C) y Guanina (G).
¿Cuál es la función del ARN mensajero?
El ARN mensajero (ARNm) cumple la función de llevar la información sobre la secuencia de aminoácidos de la proteína desde el ADN, lugar donde está inscrita, hasta el ribosoma, lugar en el que se sintetizan las proteínas de la célula.
¿En qué consiste la transcripción y la traducción de la información genética?
- La Transcripción es un proceso mediante el cual una célula crea una copia de ARN de un trozo o pieza de ADN.
- La Traducción de la información genética es el proceso de traducir la secuencia de una molécula de ARN mensajero a una secuencia de aminoácidos durante la síntesis de proteínas. En el código genético se describe la relación entre la secuencia de pares de bases en un gen y la secuencia correspondiente de aminoácidos que codifican.
6. Impacto de los Organismos Modificados Genéticamente (OMG)
Cite tres posibles peligros que puede tener la creación de organismos modificados genéticamente.
- El desarrollo de alergias.
- La resistencia a los antibióticos.
- La pérdida o modificación del valor nutricional de los alimentos.
Cite tres posibles beneficios que puede tener la creación de organismos modificados genéticamente.
- Reducir el riesgo de malas cosechas.
- Mayor resistencia a las plagas.
- Resistencia a condiciones ambientales adversas (heladas, calor extremo o sequía).
¿Cuáles son los dos cultivos transgénicos más extendidos en el mundo?
En la actualidad, la práctica totalidad de la superficie sembrada con transgénicos en el mundo está ocupada por cuatro cultivos, en su mayor parte destinados a la producción de piensos compuestos para la ganadería intensiva y otros usos industriales:
- Soja (60% del total de cultivos MG).
- Maíz (23%).
- Algodón (11%).
- Colza (6%).
7. Control Biológico y Enzimas
¿En qué consiste el control biológico en agricultura? Cite un ejemplo.
El control biológico es un método de control de plagas, enfermedades y malezas que consiste en usar organismos vivos con el objetivo de controlar las poblaciones de otro organismo.
Ejemplos de control biológico en plantas:
- Alelopatía.
- Plaguicidas botánicos.
- Cultivos trampa.
- Competidores.
¿Qué dos características importantes presentan las enzimas y qué las hacen tan útiles?
Las dos características importantes son:
- Están activas a baja temperatura (alrededor de 37ºC).
- Su especificidad, ya que cada enzima cataliza un solo tipo de reacción, actuando sobre un único sustrato o sobre un grupo muy reducido de ellos.
Son tan útiles porque son capaces de acelerar las reacciones químicas celulares.
8. Historia de la Vacunación
¿Cuál fue la primera vacuna que se produjo, quién la creó, en qué década y a partir de qué animal?
Edward Jenner (1749-1823), el “padre de las vacunas”, descubrió la vacuna contra la viruela.
El 14 de mayo de 1796, Edward Jenner tomó material de una lesión pustular de viruela de vacas (cowpox virus), obtenido de la mano de la ordeñadora Sarah Nelmes, y lo inoculó en el brazo de James Phipps, niño de 8 años. La vacuna se desarrolló a partir de un virus de origen animal (vacas).
¿En qué años se vacunó masivamente a la población contra la poliomielitis?
La vacunación masiva a la población contra la poliomielitis comenzó a partir de 1952.
¿Qué resultados tuvo esta vacunación?
La evolución de la poliomielitis en nuestro país sufrió un cambio radical desde la introducción de la vacuna antipoliomielítica oral. Las cifras anuales de casos descendieron vertiginosamente, desapareciendo por completo la elevación estacional de la curva de incidencia. (Nota: El texto original detalla las fases de prueba, concluyendo que la vacuna oral con dos dosis resultó en 0 casos en niños vacunados en la fase final.)
¿En qué años se dio por erradicada la viruela en el mundo?
Se confirmó la erradicación en 1979 y en 1980 la Organización Mundial de la Salud (OMS) lo declaró oficialmente.