Replicación del ADN

La replicación del ADN es un proceso semiconservativo que ocurre durante la etapa S del ciclo celular. En esta etapa, se forma una nueva molécula de ADN utilizando la ADN polimerasa, helicasa, histonas y ATP en el núcleo. El código genético es degenerado porque hay más de un codón para codificar un mismo aminoácido y existen 3 codones que no codifican aminoácidos.

Síntesis Proteica

La síntesis proteica involucra la transcripción del ADN en ARNm, la maduración del ARNm, el corte de los intrones, el empalme de los exones y la poliadenilación en el núcleo. Luego, ocurre la traducción en los ribosomas del citoplasma, donde el ARNt se une al codón/anticodón y se forma la secuencia de inicio TAC (AUG: metionina) y el codón de termino ACT (UGA) que no codifica aminoácidos. Durante todo el ciclo celular, se crean proteínas funcionales utilizando la ARN polimerasa, ligasa y ARN m-r-t.

Enzimas

Las enzimas son todas proteínas que actúan como catalizadores biológicos, acelerando reacciones sin consumirse y siendo reutilizables. Se encuentran en bajas concentraciones y son específicas, requiriendo un pH y temperatura específicos. La interacción entre la enzima y el sustrato se puede explicar mediante el modelo de llave cerradura (especificidad) y el modelo de encaje inducido (flexibilidad). Las vitaminas actúan como coenzimas y participan en rutas metabólicas. Las enzimas están compuestas por una apoenzima (proteína) y una coenzima (agotable), formando una holoenzima compleja.

Biotecnología

La biotecnología es una tecnología basada en la biología que se utiliza en agricultura, farmacia, alimentos, industria forestal y medicina. Es una disciplina multidisciplinaria que se divide en diferentes áreas:

• Biotecnología Roja: se enfoca en procesos médicos, como el diseño de organismos para producir antibióticos, el desarrollo de vacunas seguras, nuevos fármacos y diagnósticos moleculares.
• Biotecnología Blanca: se aplica en la industria, diseñando microorganismos para producir productos químicos o utilizando enzimas como catalizadores industriales. También se utiliza en la producción de nuevos materiales, plásticos biodegradables y biocombustibles.
• Biotecnología Verde: se utiliza en procesos agrícolas, diseñando plantas transgénicas capaces de crecer en condiciones ambientales desfavorables, plantas resistentes a plagas y enfermedades, e ingeniería genética en plantas para expresar plaguicidas y eliminar la necesidad de aplicarlos externamente, como en el caso del maíz bt.
• Biotecnología Azul: se aplica en ambientes marinos y acuáticos, en la acuicultura, cuidados sanitarios, cosmética y productos alimentarios.

Ventajas y Riesgos de los OGM

Los organismos genéticamente modificados (OGM) tienen ventajas en cuanto a su rendimiento superior, ya que permiten obtener más alimento utilizando menos recursos y reducen las pérdidas de cosechas por enfermedades o plagas. También pueden reducir el uso de pesticidas al ser modificados para resistir plagas y pueden mejorar la nutrición al introducir vitaminas y proteínas adicionales, así como reducir alérgenos y toxinas naturales. Además, los OGM pueden cultivarse en condiciones extremas y contribuir al desarrollo de nuevos materiales.

Por otro lado, los OGM también presentan riesgos para el medio ambiente, como la polinización cruzada y el desarrollo de malezas más agresivas que alteran el equilibrio del ecosistema. Además, el uso masivo de cultivos modificados genéticamente con genes que producen toxinas insecticidas, como el gen basilus thuringiensis, puede generar resistencia en poblaciones de insectos expuestas a estos cultivos, lo que afecta a especies no objetivo como aves y mariposas y puede llevar a la pérdida de biodiversidad.

En cuanto a la salud, existe el riesgo de transferir toxinas de una especie a otra, crear nuevas toxinas o transferir compuestos alergénicos. También existe la posibilidad de que bacterias o virus modificados escapen de laboratorios de alta seguridad e infecten a la población humana y animal.

Agentes Biológicos

Los agentes biológicos se clasifican en diferentes grupos según su capacidad para causar enfermedades y su propagación:

• Grupo 1: poco probable que cause enfermedad en humanos y tenga riesgo de propagación.
• Grupo 2: puede causar enfermedad y suponer un peligro para los trabajadores, pero con tratamiento eficaz y poco probable que se propague a la comunidad.
• Grupo 3: puede causar enfermedad grave y ser un serio peligro para los trabajadores, con riesgo de propagación, pero con tratamiento eficaz.
• Grupo 4: causa enfermedad seria y representa un riesgo para los trabajadores, con alta probabilidad de propagación y sin tratamiento eficaz.

Preocupaciones Éticas y Sociales

La biotecnología plantea preocupaciones éticas y sociales, como la reproducción asistida de humanos, el estatus ético del embrión y el feto, los sondeos genéticos, las aplicaciones discriminatorias, el derecho a la intimidad genética y a no conocer predisposiciones a enfermedades incurables, la modificación del genoma humano para mejorar la naturaleza humana, la clonación y el concepto de singularidad individual frente al derecho a no ser producto del diseño de otros, y las cuestiones derivadas del mercantilismo de la vida. Es importante respetar la dignidad y los derechos humanos en el desarrollo y aplicación de la biotecnología.

Influyentes en Biotecnología

Algunos de los científicos influyentes en el campo de la biotecnología son:

• Mendel: conocido por sus leyes de la herencia genética.
• Pasteur: desarrolló el proceso de pasteurización y las vacunas.
• Watson y Crick: descubrieron la estructura del ADN.
• Beadle y Tatum: investigaron la relación entre los genes y las proteínas.

Proyecto del Genoma Humano

El Proyecto del Genoma Humano (PGH) tiene como objetivo determinar la secuencia completa del ADN de un ser humano, identificar los 20 a 25 mil genes presentes en él y conocer las posiciones relativas de todos los nucleótidos. El genoma humano está compuesto por 24 fragmentos condensados en 23 cromosomas, que incluyen genes reguladores y genes que codifican proteínas, entre otros. El PGH ha potenciado el avance del conocimiento en la patogenia de enfermedades poco conocidas, el desarrollo de nuevos tratamientos y mejores diagnósticos. Sin embargo, también plantea preocupaciones éticas, como la posibilidad de prácticas eugenésicas, la selección de embriones y la discriminación laboral o en seguros de vida basada en predisposiciones genéticas.