Biotecnología y Técnicas de Manipulación Genética

BIOTECNOLOGÍA Y TÉCNICAS DE MANIPULACIÓN GENÉTICA
La biotecnología es una rama de la biología, que se refiere a toda aplicación te cnológica que
utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación
de productos o procesos para usos específicos.
Si analizamos esta definición podemos concluir que la biotecnología como tal no es nueva.
Productos como la cerveza, el vino, el queso y el pan, entre otros, son el resultado de la acción
de los organismos vivos que han sido utilizados por el hombre para obtener estos productos
durante siglos.
Actualmente, la biotecnología se clasifica en colores de acuerdo al siguiente esquema:
Dentro del mismo esquema también se aprecian algunas de las principales aplicaciones de cada
tipo de biotecnología.
Lo que hoy conocemos como biotecnología moderna surgió en los años setenta y está
relacionado con el uso de una serie de herramientas que en el conjunto se denominan ADN
recombinante o ‘ingeniería genética’.
EL ADN
Como ya se analizó anteriormente, el ADN tiene la función de “guardar información”. Es decir,

contiene las instrucciones que determinan la forma y características de un organismo y sus
funciones. Además, a través del ADN se transmiten esas características a los descendientes
durante la reproducción, tanto sexual como asexual. Todas las células, procariotas y eucariotas,
contienen ADN en sus células. En las células eucariotas el ADN está contenido dentro del núcleo
celular, mientras que en las células procariotas, que no tienen un núcleo definido, el material
genético está disperso en el citoplasma celular.
El conocimiento del ADN, su estructura y función, fue determinante para el desarrollo de la
biotecnología moderna. Gracias a diversos estudios, fue posible determinar que todos los seres
vivos contienen un ADN similar, formado a partir de las mismas unidades: los nucleótidos , pero
que además se regían bajo un mismo código, mediante el cual se “escriben” las instrucciones
celulares. Es decir que el ADN de un ser humano puede ser “leído” dentro de una bacteria, y una
planta puede interpretar la información genética de otra planta diferente. A esta pr opiedad de la
información genética se la conoce como “universalidad del código genético”.
El código genético universal es uno de los conceptos básicos para comprender los procesos de
la biotecnología moderna.
INGENIERÍA GENÉTICA
La ingeniería genética es la herramienta clave de la biotecnología moderna por medio de la cual

se transfiere ADN de un organismo a otro. La modificación de la información genética de
microorganismos, plantas y animales ha permitido mejorar prácticas y productos agrícolas.
El año de 1970 marca una etapa importante en la historia de la biotecnología: el comienzo de la

manipulación del material genético, y por consiguiente, la aparición de la biotecnología moderna,
que constituye la más reciente evolución de la manipulación gené tica. Los procedimientos que
se utilizan reciben el nombre de métodos del ADN recombinante (ADNr).
La generación del ADNr puede tener diferentes fines, el más común es determinar la función o
rol que tendría un gen en un organismo. Por ejemplo, si asumimo s que tenemos un fragmento
de ADN y creemos que es responsable de la producción del color azul en flores, podemos insertar
ese fragmento en una planta que produce flores blancas. Si al dejarla crecer esta planta genera
flores azules, entonces sabremos que ese gen es el responsable de conferir el color azul.
Las aplicaciones más comunes de esta tecnología la encontramos en el área de la farmacología.

Muchas proteínas, que son necesarias para el funcionamiento del hombre (por ejemplo insulina,
en el caso de diabéticos) se pueden producir en microorganismos a gran escala y bajo costo.
Una ventaja enorme es que por esta metodología tendremos la insulina humana, con una gran
pureza. Hoy en día se sintetizan más de 200 fármacos por medio de ADNr.
La ingeniería genética tiene un gran potencial en las diferentes áreas de la biotecnología. Un
área de uso y que representa sólo el 10% de la tecnología del ADNr, es en el sector agrícola,
para el mejoramiento de los cultivos.
Algunas de las principales técnicas de manipulación genética o ingeniería genética son las
siguientes:
Clonación
El término clonación describe una variedad de procesos que pueden usarse para producir copias
genéticamente idénticas de un ente biológico. El material copiado, que tiene la misma
composición genética que el original, se conoce como clon.
Los investigadores han clonado una gran variedad de materiales biológicos, entre ellos genes,
células, tejidos e incluso organismos enteros, tales como una oveja ( la muy famosa oveja Dolly).
Hay tres tipos distintos de clonación artificial: clonación génica, clonación reproductiva y
clonación terapéutica.
La clonación génica produce copias de genes o segmentos de ADN y también se conoce como
clonación de ADN. La clonación reproductiva produce copias de animales enteros. La clonación
terapéutica produce células madre embrionarias para experimentos dirigidos a crear tejidos para
reemplazar tejidos lesionados o afectados.
PCR
La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es una técnica de laborator io común utilizada
para hacer muchas copias (¡millones o miles de millones!) de una región particular de ADN. Esta
región de ADN puede ser de diversos intereses: un gen cuya función quiere comprenderse, un
marcador genético para relacionar el ADN de la escena del crimen con los sospechosos o incluso
un gen de un virus o bacteria que permita detectar una enfermedad.
La PCR se utiliza en muchas áreas de la biología y la medicina, como la investigación en biología

molecular y para el diagnóstico médico.
Los pasos de la PCR

Los ingredientes clave para una reacción de PCR son Taq polimerasa, cebadores, ADN molde y
nucleótidos (los bloques básicos del ADN). Los ingredientes se colocan en un tubo, junto con los
cofactores que necesite la enzima, y se someten a ciclos repetidos de calentamiento y
enfriamiento que permiten la síntesis del ADN.
Los pasos básicos son:

 Desnaturalización (96 °C): la reacción se calienta bastante para separar, o desnaturalizar,
las cadenas de ADN. Esto proporciona los moldes de cadena sencilla para el siguiente paso.
 Templado (55 – 65 °C): la reacción se enfría para que los cebadores puedan unirse a sus
secuencias complementarias en el molde de ADN de cadena sencilla.
 Extensión (72 °C): la temperatura de la reacción se eleva para que la Taq polimerasa
extienda los cebadores y sintetice así nuevas cadenas de ADN.
Terapia génica
La terapia génica es una técnica experimental para tratar enfermedades mediante la alteración
del material genético del paciente. Con mucha frecuencia, la tera pia génica consiste en la
introducción de una copia sana de un gen defectuoso en las células del paciente.
Los criterios para seleccionar una enfermedad humana como candidata para el tratamiento con
terapia génica son:
 La enfermedad amenaza gravemente la vida del paciente.

 Los órganos, tejidos y tipos celulares afectados por la enfermedad han de estar bien
caracterizados.
 Hay una versión normal del gen defectuoso aislada y clonada.
 El gen normal puede ser introducido en una fracción significativa de célula s del tejido
afectado o bien, la introducción del gen en un tejido accesible.
 El gen puede expresarse adecuadamente, generando una cantidad suficiente de proteína
normal.
Si tenemos en cuenta la estrategia aplicada, podemos clasificar la terapia génica en :
 Terapia génica in vivo son aquellas técnicas donde el material genético se introduce
directamente en las células del organismo.
 Terapia génica ex vivo son aquellos protocolos en los que las células a tratar son extraídas
del paciente, aisladas, crecidas en cultivo y sometidas al proceso de transferencia in vitro. Una
vez seleccionadas las células dotadas del DNA exógeno, se expanden en cultivo y se
introducen de nuevo en el paciente.
Organismos Genéticamente Modificados (OGM)

Son organismos cuyo material genético ha sido alterado (insertando uno o varios genes) usando
técnicas de ingeniería genética.
Los OGM incluyen microorganismos como bacterias o levaduras, plantas, in sectos, peces y otros
animales, y han sido desarrollados para facilitar la mejora animal y vegetal, ya que acortan los
tiempos de espera en la depuración de la especie por selección de individuos.
Las aplicaciones de los organismos genéticamente modificados son muy variadas. Se pueden
destacar las siguientes:
 En investigación: para el estudio de la expresión de genes y la creación de genotecas.

 En medicina: para la obtención de fármacos o proteínas cuya síntesis es difícil conseguir "in
vitro". También, para la obtención de tejidos u órganos, o la reparación de anomalías
genéticas en humanos.
 En agricultura y ganadería: para la mejora (no de forma tradicional) de plantas y animales.
La creación y utilización de organismos genéticamente modificados tiene muchas trabas legales,

debido al rechazo social existente.
Alimentos transgénicos
Los alimentos transgénicos son aquellos productos que están genéticamente modificados, es
decir, contienen un gen o varios de otra especie. Los genes pueden transferirse de un organismo
a otro para dotarle de alguna cualidad del que éste carece, de esta forma algunas plantas pueden
aguantar mejor las sequías, por ejemplo.
Desde su aparición, este tipo de alimentos han sido objetivo de mucha polémica. Existen
posiciones enfrentadas entre los que están de acuerdo y aquellos expertos que están en contra
de su utilización.
Aquellos que se posicionan en contra defienden que la agricultura industrial que actualmente se
vende como “alimentos para toda la humanidad” está causando daños irreversibles. Por su parte,
los defensores opinan que con la modificación genética se consigue que el alimento sea mucho
más resistente y que contenga mayores cualidades nutritivas.
Podemos decir que tienen varias ventajas y desventajas:
Lectura: Pruebas para detección de COVID
El COVID-19 es causado por el coronavirus SARS-CoV-2 (Síndrome respiratorio agudo severo

por Coronavirus 2) el cual por su tamaño de aproximadamente 120 nanómetros y naturaleza
requiere de pruebas moleculares para su detección. Actualmente existen tres pruebas eficientes
para su detección, esbozaremos sus características, así como sus pros y contras.
Prueba de la PCR.
También conocida como la prueba molecular, detecta el material genético del virus que causa la
COVID-19 usando una técnica de laboratorio llamada reacción en cadena de la polimerasa
(PCR). Para recolectar una muestra de fluido se inserta un hisopo nasal largo (exudado
nasofaríngeo) en un orificio de la nariz y se obtiene fluido de la parte de atrás de la nariz, o se
puede usar un hisopo nasal más corto (exudado de turbinado medio) para obtener la muestra.
En algunos casos se inserta un hisopo largo en la parte de atrás de la garganta (exudado
orofaríngeo), o puedes salivar en un tubo para producir una muestra de saliva. Los resultados
pueden estar listos en horas en días si se envían a un laboratorio externo. La prueba PCR es
muy exacta. Aunque el costo es alto
Prueba de antígeno.
Esta prueba para la COVID-19 detecta ciertas proteínas en el virus. Se usa un hisopo largo para
tomar una muestra del moco de la nariz, y las pruebas de antígeno pueden dar resultados en
minutos. Se pueden en viar otras muestras a un laboratorio para su análisis. El resultado positivo
de una prueba de antígeno se considera exacto cuando las instrucciones se siguen
cuidadosamente, pero hay más posibilidad de tener un resultado falso negativo — lo que significa
que es posible estar infectado con el virus, pero tener un resultado negativo. Según la situación,
el médico podría recomendar una prueba PCR para confirmar un resultado negativo de la prueba
de antígeno. El costo es bajo.
Prueba Rápida de anticuerpos o serológica.

Se analizan los niveles de inmunoglobulina, de manera que se mide la concentració n de los
distintos anticuerpos. Nuestro sistema inmunológico, que es el encargado de defendernos de las
enfermedades, fabrica anticuerpos para protegernos de diferentes patógenos como bacterias,
alérgenos o virus. Estos anticuerpos son diferentes según lo que estén combatiendo Las pruebas
rápidas de sangre nos permiten evaluar las concentraciones de estos diferentes tipos de
inmunoglobulinas y saber si se está protegido contra el virus SARS-CoV-2 al tener anticuerpos
desarrollados. Los niveles de anticuerpos empiezan a incrementarse conforme la enfermedad
avanza. La muestra se toma de sangre, se parece a una prueba de embarazo y el resultado es
en minutos, el costo es bajo.

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Como ya se analizó anteriormente, el ADN tiene la función de “guardar información”. Es decir,

La ingeniería genética es la herramienta clave de la biotecnología moderna por medio de la cual

El año de 1970 marca una etapa importante en la historia de la biotecnología: el comienzo de la

Las aplicaciones más comunes de esta tecnología la encontramos en el área de la farmacología.

La PCR se utiliza en muchas áreas de la biología y la medicina, como la investigación en biología

Los pasos de la PCR

Los pasos básicos son:

 La enfermedad amenaza gravemente la vida del paciente.

Si tenemos en cuenta la estrategia aplicada, podemos clasificar la terapia génica en :

Organismos Genéticamente Modificados (OGM)

 En investigación: para el estudio de la expresión de genes y la creación de genotecas.

La creación y utilización de organismos genéticamente modificados tiene muchas trabas legales,

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