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MADRID /JUNIO 14. LOGSE / BIOLOGIA / BIOTECNOLOGÍA /OPCIÓN A /
ACTIVIDAD 1
a) 1.Mejorar la producción de biomasa (mayor tamaño de la vaca, el grano...)
Se consigue introduciendo genes que aumenten la eficacia en el aprovechamiento de
recursos nutricionales y la resistencia a las condiciones ambientales desfavorables.
2.Aumentar la resistencia a los agentes patógenos (hongos, virus, bacterias)
Se consigue introduciendo genes que sinteticen sustancias (fungicidas, bactericidas,
pesticidas..) que aumenten la capacidad de resistencia frente a parásitos (p.e. patatas con
gen para sintetizan una sustancia bactericida contra un bacilo específico).
3. Aumentar la resistencia a los cambios ambientales (heladas, sequías, granizo..)
Esto se consigue por el desarrollo de plantas y animales completos modificados
genéticamente, es decir transgénicos.
Se denominan transgénicos, los organismos incorporan en su genomas de forma estable
ADN clonado. Es decir organismos que se desarrollan a partir de una célula en la que se
ha introducido ADN de otro ser vivo.
Los pluricelulares derivan de esa primera célula y por tanto contienen el gen introducido
en todas las células.
b)
1. Obtención de proteínas humanas:
- Utilizando microorganismos (obtención de insulina)
- Utilizando animales y plantas transgénicos (obtención de enzimas, vacunas ,
interferones )
2. Chips de ADN
c)
1. Productos obtenidos a partir de la fermentación láctica (yogurt, cuajada, queso…)
2. Productos obtenidos a partir de la fermentación alcohólica (pan,vino,
cerveza..)
MADRID /JUNIO 13. LOGSE / BIOLOGIA / BIOTECNOLOGÍA /OPCIÓN B /
ACTIVIDAD 3
a)
VIH: Virus de Inmuno deficiencia Humana. Se denomina así al retrovirus que provoca
el sida
PCR: Reacción en cadena de la polimerasa. Técnica para clonar millones de veces un
segmento de ADN
OMG: Organismos genéticamente modificados. Aquellos organismos en que se han
introducidos genes de otros seres vivos (transgénicos) o de la misma especie
sustituyendo a una gen mutado (terapia génica)
b)
Plásmido: ADN circular doble hélice que se localiza en algunas bacterias
independientemente del cromosoma bacteriano, y que se duplica independientemente
del ADN bacteriano.
Son vectores naturales ya que suelen llevar genes que aportan propiedades
características sus huéspedes.
Los plásmidos son útiles porque:
- El ADN circular es más estable durante su aislamiento químico
- Se aíslan y manipulan fácilmente debido a su pequeño tamaño
- Poseen marcadores característicos (genes de resistencia a antibióticos)
haciendo más fácil la detección y selección de clones.
Viroide: Pequeños ARN circulares monocatenarios, con capacidad infecciosa.
Fago: Virus que parasitan bacterias
Prión: Son proteínas pequeñas con capacidad infecciosa (enfermedad de las vacas
locas, o encefalopatía espongiforme bovina).
Las enfermedades producidas por priones suelen ser mortales y se reciben el nombre
de “encefalopatías subagudas espongiformes transmisibles, por el aspecto esponjoso
que presenta el cerebro de los individuos afectados.
Se descubrió que en los individuos que padecen una encefalopatía , existe una
proteína similar a la infecciosa con la misma secuencia de aa pero distinta
corformación tridimensional.
El prión provoca un cambio conformacional en la proteína normal, transformándola en
infecciosa
El Proyecto genoma Humano: Surgió con el objetivo secuenciar y analizar
molecularmente la herencia genética humana, con el fin prioritario, de solucionar las
enfermedades de origen genético.
Se trata de realizar series de mapas de cada uno de los cromosomas humanos.
Implica dividir los cromosomas en pequeños fragmentos que puedan ser
caracterizados y posteriormente ordenados según su localización primitiva en el
cromosoma. El siguiente paso es determinar la secuencia de bases de cada uno de
ellos.
Después encontrar los genes que contienen , para finalmente desarrollar técnicas que
posibiliten el uso de esta información en estudios de biología humana y medicina.
Los mapas a realizar son de dos tipos:
a) mapas genético y físico: muestran la localización relativa de diferentes genes en
cada cromosoma.
Sirven para localizar enfermedades hereditarias en el mapa.
b)mapas de transcripción: muestran la secuencia de nucleótidos en la molécula de
ADN que constituye el cromosoma.
Conocida la secuencia de un gen hay que averiguar la función que realiza.
Aunque el objetivo final es diseñar mejores estrategias para luchar contra
enfermedades de tipo hereditario, sin embargo el conocimiento del genoma humano,
también implica algunos riesgos:
*Psicológicos: detectar en individuos genes mutantes causantes de enfermedades
graves (p.e. cáncer de mama) lo que no siempre implica que se vaya a padecer,
genera temor y ansiedad en los pacientes.
*Familiares: El resultado de las pruebas puede afectar a varios miembros de la familia
y generar sentimientos de culpa y ansiedad.
*Comerciales: Empresas sacan al mercado pruebas diagnósticas a costos elevados
sin tener un grado de fiabilidad alto, o sin informar de la utilización que se haga de esa
información.
*Sociales: Discriminatoria, si indican diferencias en el individuo, ya sean estas
positivas o negativas.
*Compañías de seguros: No aseguran a individuos que presenten factores de riesgo o
portadores de mutaciones.
Por los motivos expuestos anteriormente , se está cuestionando el proyecto
“diversidad del genoma humano” cuyo objetivo es el estudio de las variaciones
genéticas entre diversos grupos o etnias en todo el mundo.
Este proyecto podría aportar una valiosa información sobre adaptación, pero existe el
riesgo de que la información pueda ser usada por colectivos de carácter xenófobo
para apoyar sus ideas.
También el proyecto puede degenerar en una carrera para patentar líneas celulares
humanas portadoras de determinados genes.
MADRID /SEPTIEMBRE 11. LOGSE / BIOLOGIA / IOTECNOLOGÍA /OPCIÓN
B / ACTIVIDAD 4
4.- Con relación a las aplicaciones de la biotecnología, indique:
a) ¿Qué es la Ingeniería genética? (0,5 puntos).
b) ¿Qué es un organismo transgénico? (0,5 puntos).
c) Cite dos ejemplos de aplicaciones biotecnológicas (1 punto).
a) Conjunto de técnicas que permiten manipular el genoma de un ser vivo. /
Alteración artificial del genoma de un ser vivo modificando directamente el ADN.
b) Organismos a los cuales se les ha incorporado genes (ADN) externos a sus
genomas.
c) Producción de antibióticos. Ejemplos de especies de bacterias
(Streptomyces) y de hongos implicados (Penicillium)
Producción industrial de vacunas y sueros y su importancia para disminuir la incidencia
de enfermedades infecciosas.
Producción de otras sustancias: Hormonas (Insulina, hormona del
crecimiento, hormonas esteroídicas); algunos factores de coagulación sanguínea;
enzimas utilizados en fármacos.
MADRID /SEPTIEMBRE 09. LOGSE / BIOLOGIA / BIOTECNOLOGÍA
/OPCIÓN B / ACTIVIDAD 5
OPCIÓN B
5.- Referente a la Ingeniería Genética:
a) Explique qué es un ADN recombinante y cuál es la función de las
enzimas de restricción (0,5 puntos).
b) Indique las etapas necesarias para producir clonación génica (1 punto).
c) ¿Qué es una planta transgénica? Cite una de sus aplicaciones (0,5
puntos).
a) un ADN recombinante, que es un fragmento de ADN construido
artificialmente con segmentos no homólogos, incluso de diferentes organismos.
El proceso consiste en cortar fragmentos determinados de ADN, unirlos con
otros (también seleccionados) y proceder a introducir el ADN obtenido en una
célula en la que se copie numerosas veces.
En el proceso son necesarios:
- Un “Vector” de clonación: Es un fragmento de ADN que posea un punto de
iniciación de replicación reconocible por una célula que replique el conjunto.
Los vectores más empleados son los plásmidos y los virus.
- Enzimas de restricción: cortan el ADN por lugares específicos y conocidos de
entre 4y 8 pares de bases palindrómicas de forma escalonada por lo que dejan
colas de una sola hebra, denominados extremos cohesivos, puesto que se
pueden unir facilmente a otros segmentos o a vectores de clonación que
también posean extremos cohesivos, por ser sus secuencias complementarias.
- ADN ligasas: Unen los fragmentos producidos por las enzimas de restricción
b) Los pasos para construir una molécula de ADN recombinante son:
- Se somete tanto el ADN vector, como el ADN que contiene el gen
que se quiere añadir, a la acción de una enzima de restricción, (p.e.
EcoR1) que dará lugar a fragmentos de extremos cohesivos. Los
fragmentos pueden separarse por electroforesis.
- Al mezclar los fragmentos del vector( p.e. un plásmido), con los del
ADN que se quiere clonar y con la enzima ligasa, se forma ADN
recombinante, en nuestro (ejemplo un plásmido quimera).
- La molécula de ADN reconbinante producida in vitro se introducen
en un organismo huesped, en nuestro caso en la bacteria. El
resultado es que el gen que contine el plásmido se expresa en la
bacteria.
c) Se denominan transgénicos, los organismos que ncorporan en su genomas
de forma estable ADN clonado. Es decir organismos que se desarrollan a partir
de una célula en la que se ha introducido ADN de otro ser vivo de otra especie.
Los pluricelulares derivan de esa primera célula y por tanto contienen el gen
introducido en todas las células.
 Plantas Transgénicas
- Se utiliza la tecnología del ADN recombinante por medio de un
plásmido de la bacteria Agrobacterium tumefaciens .
- Se cultiva in vitro tejidos vegetales y se seleccionan clones de células
genéticamente modificadas
- Se induce con tratamientos adecuados a los tejidos seleccionados a
que produzcan plantas completas que puedan propagarse
vegetativamente o por semillas.
Algunas sustancias de interés obtenidas de plantas transgénicas son:
-
Plantas de tabaco y tomate que producen interferón, anticuerpos
animales
Producción de transgénicos útiles para la producción de vacunas.
MADRID / JUNIO 07. LOGSE / BIOLOGÍA / BIOTECNOLOGÍA
/ OPCIÓN B / CUESTIÓN 5
5.- En relación con la Biotecnología:
a) Defina Ingeniería genética (0,5 puntos).
b) Defina organismo transgénico (0,5 puntos).
c) Explique brevemente el proceso de introducción de un fragmento de
ADN en un vector durante la formación de moléculas recombinantes (1
punto).
Solución
a) Se entiende por ingeniería genética todo cambio intencionado y dirigido de la
información genética contenida en las células de un individuo.
Los procedimientos de ingeniería genética comienzan con la “clonación
génica”. Esta consiste en aislar y replicar genes de interés, con el fin de
producir grandes cantidades de estos genes.
b) Son transgénicos los animales y plantas que llevan en su genoma genes
introducidos artificialmente y que no proceden de sus antecesores.
Se obtienen animales transgénicos introduciendo genes clonados en huevos
fecundados.
c) Los pasos para construir una molécula de ADN recombinante son:
- Se somete tanto el ADN vector, como el ADN que contiene el gen
que se quiere añadir, a la acción de una enzima de restricción, (p.e.
EcoR1) que dará lugar a fragmentos de extremos cohesivos. Los
fragmentos pueden separarse por electroforesis.
- Al mezclar los fragmentos del vector( p.e. un plásmido), con los del
ADN que se quiere clonar y con la enzima ligasa, se forma ADN
recombinante, en nuestro (ejemplo un plásmido quimera).
- La molécula de ADN reconbinante producida in vitro se introducen
en un organismo huesped, en nuestro caso en la bacteria. El
resultado es que el gen que contine el plásmido se expresa en la
bacteria.
MADRID / SEPTIEMBRE 04. LOGSE / BIOLOGÍA / MICROBIOLOGÍA
/ OPCIÓN A / CUESTIÓN 5
OPCIÓN A
5. En relación con los microorganismos y sus aplicaciones:
a) ¿Qué son los antibióticos?. (0,5 puntos).
b) Indique dos grupos de microorganismos capaces de fabricar
antibióticos.
(0,5 puntos).
c) Señale otras dos sustancias producidas por la industria farmacéutica,
obtenidas mediante procesos biotecnológicos y su utilidad médica (0,5
puntos).
Solución:
a y b) Los antibióticos son sustancias químicas sintetizadas por organismos
que, en soluciones diluidas, destruyen las bacterias y otros microorganismos
(procariontes y eucariontes) e inhiben su desarrollo. En la actualidad algunas
de estas sustancias se obtienen también sintéticamente a partir de hongos
filamentosos y determinadas bacterias.
c) La Biotecnología tiene, actualmente, su máxima expresión en la industria
farmacéutica. Las técnicas de ingeniería genética reciben también el nombre
de técnicas de ADN recombinante. Son un conjunto de técnicas desarrolladas
para la manipulación de genes, cuyo objetivo fundamental es transferir estos
genes de unos organismos a otros para obtener productos de interés u
organismos con ciertas características deseadas.
En el caso de los enfermos diabéticos el uso de la técnica de clonación de ADN
recombinante para la fabricación de insulina por microorganismos es de
máxima importancia. Esta técnica permite insertar en el genoma bacteriano el
gen humano que codifica para la insulina, de modo que la bacteria sintetiza la
hormona.
MADRID / SEPTIEMBRE 03. LOGSE / BIOLOGÍA / GÉNETICA / OPCIÓN A /
Nº 5
OPCIÓN A
5. Con referencia a la moderna biotecnología:
a) Defina los siguientes conceptos: ingeniería genética, célula
hospedadora, clonación y vector de clonación. (1 punto)
b) Mencione cuatro aplicaciones prácticas de la ingeniería genética y
ponga un ejemplo de cada una de ellas. (1 punto)
Solución:
a) En sentido amplio, la biotecnología es la disciplina basada en la utilización
de los seres vivos o sus componentes, para realizar determinados procesos
químicos con finalidad industrial o sanitaria. No obstante, en sentido actual, el
término biotecnología deriva el de los importantes descubrimientos en el campo
de la genética molecular, que han hecho posible el desarrollo de complejos
procedimientos, denominados en conjunto ingeniería genética, y que permiten
el aislamiento, modificación y expresión del material genético. Las técnicas de
ingeniería genética reciben también el nombre de técnicas de ADN
recombinante. Son un conjunto de técnicas desarrolladas para la
manipulación de genes, cuyo objetivo fundamental es transferir estos genes de
unos organismos a otros para obtener productos de interés u organismos con
ciertas características deseadas.
Las técnicas de ingeniería genética suelen comenzar con la denominada
clonación, mediante la cual se lleva a cabo el aislamiento y replicación de
determinados genes. La clonación del ADN facilita la secuencia del gen en
cuestión y, mediante el código genético se puede determinar también la
secuencia de aminoácidos de la proteína codificada por él. Además, la
clonación implica la formación de un ADN recombinante,
que es una combinación de segmentos de ADN que no se encuentran juntos
de manera natural. Con frecuencia se emplean bacterias como células
hospedadoras para el mantenimiento y amplificación (replicación) de
moléculas de ADN recombinante procedente de otras bacterias o de
organismos superiores.
Los vectores de clonación son pequeños elementos genéticos (moléculas de
ADN) utilizados para recombinar y replicar genes que faciliten el transporte de
segmentos de ADN a otras células. Se utilizan diversas moléculas como
vectores de clonación, por ejemplo, plásmidos, fagos y cósmidos.
b) Las aplicaciones de la ingeniería genética aumentan cada día
espectacularmente.
Entre ellas destaca la síntesis de productos farmacéuticos, la terapia génica, la
producción de vacunas recombinantes y la utilización biosanitaria de animales
transgénicos.
En la terapia génica se amplifica un gen no funcional o se reemplaza éste por
uno funcional. También se usa para establecer protocolos en el tratamiento del
cáncer.
Actualmente, además, está permitiendo el desarrollo de plantas y animales
completos, modificados genéticamente, introduciendo ADN clonado en óvulos
fecundados de animales o bien directamente en células vegetales que se
encuentran creciendo en cultivos.
La aplicación de este tipo de técnicas en la agricultura tiene como objetivos:
- Conseguir plantas resistentes a herbicidas.
- Conseguir plantas resistentes a los insectos.
- Protección de las plantas frente a infecciones víricas y microbianas.
- Mejora del producto.
La clonación puede permitir la creación de cultivos vegetales con
características interesantes para el agricultor y el consumidor, pera la pérdida
de biodiversidad puede traer grandes problemas.
Hoy en día, la producción de insulina por bacterias es posible gracias a la
ingeniería genética. La técnica de ADN-recombinante permite insertar en el
genoma bacteriano el gen humano que codifica para la insulina, de modo que
la bacteria sintetiza la hormona.