El ADN

El ADN es una gran molécula formada por la unión de otras moléculas más sencillas llamadas nucleótidos. Estos están compuestos por tres tipos de componentes:

• Una molécula de ácido fosfórico en forma de grupo fosfato.
• Una pentosa, que es un hidrato de carbono de 5 átomos de carbono denominado desoxirribosa.
• Una base nitrogenada: A (Adenina), T (Timina), C (Citosina), G (Guanina).

Experimento de Griffith (1928)

En 1928, Griffith descubrió que si se mezclaban dos tipos de bacterias causantes de la neumonía, unas infecciosas pero muertas o desactivadas por calentamiento, y otras no infecciosas o inofensivas, pero vivas, la cepa infecciosa pero desactivada podía transformar a la otra cepa viva pero inofensiva en virulenta. A este fenómeno lo llamó transformación bacteriana y a la molécula responsable, principio transformante.

Estructura del ADN

El ADN está constituido por dos largas cadenas de nucleótidos enrolladas en una doble hélice. Las cadenas son complementarias, con una disposición de bases nitrogenadas unidas y enfrentadas en la parte interna de la doble hélice (A-T, C-G).

• El ADN de los virus está formado por una molécula lineal o circular encerrada en una cubierta proteica (cápsida).
• El ADN de células procariotas sin núcleo, y también de las mitocondrias y de los cloroplastos, es una doble hélice circular.
• En el interior del núcleo de las células eucariotas, el ADN está asociado a unas proteínas especiales llamadas histonas, formando la cromatina. Durante la división celular, la cromatina se condensa y forma cromosomas lineales.

Replicación del ADN

La replicación del ADN se produce cuando a partir de una molécula de ADN madre se obtienen dos moléculas hijas, y en cada una de ellas aparece una hebra de nuevo síntesis. Este proceso lo lleva a cabo una enzima que añade nucleótidos y que se llama ADN polimerasa.

Biotecnología Moderna

La biotecnología moderna implica la manipulación deliberada del material genético (ADN) de los organismos vivos con el fin de fabricar un producto, mejorar animales o plantas, o desarrollar microorganismos con capacidades determinadas para usos específicos.

Herramientas de la Biotecnología Moderna

• Tecnología del ADN recombinante
• Técnicas de ingeniería genética
• Técnicas de clonación celular
• Técnicas de cultivo de células y tejidos

Hibridación del ADN

La hibridación del ADN es un proceso en el que dos hebras de ADN de cadena sencilla, con una secuencia de bases complementaria, se unen para originar una molécula de ADN de cadena doble correctamente apareada. Permite identificar la presencia de un gen que codifica una proteína de interés en un cromosoma. Lo que se hace es un ensayo de hibridación con una sonda de ADN.

Una sonda es un fragmento artificial de ADN de cadena sencilla marcado con radiactividad o fluorescencia y cuya secuencia de nucleótidos es complementaria a la secuencia del gen que se desea detectar.

PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa)

La PCR es una reacción en cadena que origina millones de copias de un segmento específico de ADN mediante la repetición de múltiples ciclos de replicación del ADN in vitro.

Organismos Modificados Genéticamente (OMG) o Transgénicos

Los OMG o transgénicos son organismos que contienen un gen procedente de otro organismo (transgén). Para introducir un transgén en un organismo determinado se utilizan vectores de expresión o vehículos de transporte, como algunos virus o plásmidos bacterianos en los que se han insertado los genes de un organismo y que se usan para introducir dichos genes en otro organismo.

Aplicaciones de los OMG

Mejora del Medio Ambiente

Los OMG se pueden emplear para limpiar el medio ambiente. La utilización de microorganismos para eliminar la contaminación ambiental se llama biorremediación. Una de sus aplicaciones es la eliminación de mareas negras, la presencia de metales pesados y la producción de biocombustibles.

Productos Industriales

• Las enzimas son proteínas que hacen posibles los procesos de degradación de sustancias. El detergente en polvo se fabrica utilizando enzimas producidas por bacterias y hongos. También se utilizan enzimas en la fabricación de vaqueros a la piedra.
• Los antibióticos son sustancias que se usan para matar o inhibir el crecimiento de las bacterias. La penicilina es producida por bacterias y hongos genéticamente modificados.
• Las bacterias y levaduras modificadas genéticamente se usan para producir en cantidades proteínas humanas, como la insulina humana o la hormona del crecimiento.

Animales Transgénicos

Los animales transgénicos llevan en sus células algún gen procedente de otro organismo. Las aplicaciones de los animales transgénicos son variadas:

• Aumentar la resistencia a enfermedades y mejorar la producción animal (ovejas con mejor calidad de lana, cerdos con carne más magra o salmones que pueden crecer el doble).
• Fabricar órganos de animales para trasplantes. Hoy en día, la cirugía de trasplantes se enfrenta a un obstáculo: la demanda de órganos supera las existencias, ya que no hay bastantes donantes. Se podría resolver realizando trasplantes de xenotrasplantes. La especie idónea para ello parece ser el cerdo, porque sus órganos tienen un tamaño parecido al del ser humano.

Plantas Transgénicas

Para introducir nuevos genes en una planta se pueden utilizar diferentes procedimientos. Uno de ellos es usar un plásmido, que es un vector natural presente en bacterias del suelo.

• Resistencia contra herbicidas o plagas.
• Resistencia a las heladas, sequías, acidez y salinidad.
• Retrasar la maduración de plantas que producen frutos que al madurar no se ablandan (tomates).
• Mejorar el valor nutritivo de las plantas empleadas en agricultura.
• Producir sustancias de interés farmacológico.

Terapia Génica

La terapia génica tiene como objetivo tratar, curar y prevenir enfermedades producidas por un solo gen defectuoso, introduciendo en el paciente un gen terapéutico o funcional.

• Terapia génica somática: corregir una enfermedad tratando algunas células del cuerpo.
• Terapia génica de la línea germinal: introducir células transgénicas en un óvulo fecundado, de modo que cualquier gen terapéutico forme parte del código genético.