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Ingeniería genética

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Niveau: 15-16 años Gegenstand: Biología y Geología
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Contenido

Ingeniería genética

La ingeniería genética es la manipulación directa de los genes de un organismo usando la biotecnología para modificar sus genes, ya sea eliminando, duplicando o insertando material genético por medio de las diferentes tecnologías de edición genética.

La ingeniería genética incluye un conjunto de técnicas biotecnológicas, entre ellas destacan:​

  • Amplificación del \(ADN^2\)
  • La secuenciación del ADN
  • La reacción en cadena de la polimerasa (PCR).
  • Plasmocitosis
  • Clonación molecular
  • Mutación excepcional
  • Bloqueo génico

El ADN recombinante

El ADN recombinante, o ADN recombinado, es una molécula de ADN artificial formada de manera deliberada in vitro por la unión de secuencias de ADN provenientes de dos organismos distintos que normalmente no se encuentran juntos. Al introducirse este ADN recombinante en un organismo, se produce una modificación genética que permite la adición de una nueva secuencia de ADN al organismo, conllevando a la modificación de rasgos existentes o la expresión de nuevos rasgos. La producción de una proteína no presente en un organismo determinado y producidas a partir de ADN recombinante, se llaman proteínas recombinantes.

Diagrama de ADN ligado. Esta secuencia pertenece a un gen de la hemoglobina humana

El ADN recombinante es resultado del uso de diversas técnicas que los biólogos moleculares utilizan para manipular las moléculas de ADN y difiere de la recombinación genética que ocurre sin intervención dentro de la célula. El proceso consiste en tomar una molécula de ADN de un organismo, sea virus, planta o una bacteria y en el laboratorio manipularla y ponerla de nuevo dentro de otro organismo. Esto se puede hacer para estudiar la expresión de un gen, para producir proteínas en el tratamiento de una enfermedad genética, vacunas o con fines económicos y científicos

Secuenciación del ADN

La secuenciación del ADN es un conjunto de métodos y técnicas bioquímicas cuya finalidad es la determinación del orden de los nucleótidos (A, C, G y T) en un oligonucleótido de ADN. La secuencia de ADN constituye la información genética heredable que forman la base de los programas de desarrollo de los seres vivos (de procariotas, de eucariotas en el núcleo celular, y en los plásmidos, en la mitocondria y en cloroplastos de las plantas).

Así pues, determinar la secuencia de ADN es útil en el estudio de la investigación básica de los procesos biológicos fundamentales, así como en campos aplicados, como la investigación forense. Además, se puede utilizar la secuenciación del ADN para conocer las mutaciones somáticas, como las sustituciones de bases, generadas entre distintos organismos.

Gráfico de una secuencia de ADN obtenido por electroforesis capilar (electroferograma)

El desarrollo de la secuenciación del ADN ha acelerado significativamente la investigación y los descubrimientos en biología. Las técnicas actuales permiten realizar esta secuenciación a gran velocidad, lo cual ha sido de gran importancia para proyectos de secuenciación a gran escala como el Proyecto Genoma Humano. Otros proyectos relacionados, en ocasiones fruto de la colaboración investigadora a escala mundial, han establecido la secuencia completa de ADN de muchos genomas de animales, plantas y microorganismos. A pesar de las distintas técnicas que permiten secuenciar el ADN, no siempre se puede llegar a conocer el genoma completo de los organismos. Esto, puede llevar a errores en la reconstrucción de los linajes y en la estimación del tipo de mutaciones y del número de mitosis generadas.

Reacción en cadena de la polimerasa

La reacción en cadena de la polimerasa (RCP), conocida como PCR por sus siglas que se encuentran en inglés (polymerase chain reaction), es una técnica de la biología molecular desarrollada en 1986 por Kary Mullis.

Gel de agarosa teñido con bromuro de etidio que muestra varios productos de PCR

Su objetivo es obtener un gran número de copias de un fragmento de ADN particular, partiendo de un mínimo; en teoría basta partir de una sola copia de ese fragmento original, o molde.

Esta técnica sirve para amplificar un fragmento de ADN; su utilidad es que tras la amplificación resulta mucho más sencillo identificar, con una probabilidad muy alta, virus o bacterias causantes de una enfermedad, identificar personas (cadáveres) o hacer investigación científica sobre el ADN amplificado. Estos usos derivados de la amplificación han hecho que se convierta en una técnica muy extendida, sobre todo en el ámbito de la investigación forense, con el consiguiente abaratamiento del equipo necesario para llevar a cabo dicha técnica.

Créditos

Texto wikipedia:

Imagen:

  • De Madprime - Trabajo propio, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2164449
  • De Tammyz06 - Englis wikipedia, Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3787123
  • De Retama - Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3710548

Contenido

Ingeniería genética

La ingeniería genética es la manipulación directa de los genes de un organismo usando la biotecnología para modificar sus genes, ya sea eliminando, duplicando o insertando material genético por medio de las diferentes tecnologías de edición genética.

La ingeniería genética incluye un conjunto de técnicas biotecnológicas, entre ellas destacan:​

  • Amplificación del ADN2
  • La secuenciación del ADN
  • La reacción en cadena de la polimerasa (PCR).
  • Plasmocitosis
  • Clonación molecular
  • Mutación excepcional
  • Bloqueo génico

El ADN recombinante

El ADN recombinante, o ADN recombinado, es una molécula de ADN artificial formada de manera deliberada in vitro por la unión de secuencias de ADN provenientes de dos organismos distintos que normalmente no se encuentran juntos. Al introducirse este ADN recombinante en un organismo, se produce una modificación genética que permite la adición de una nueva secuencia de ADN al organismo, conllevando a la modificación de rasgos existentes o la expresión de nuevos rasgos. La producción de una proteína no presente en un organismo determinado y producidas a partir de ADN recombinante, se llaman proteínas recombinantes.

Diagrama de ADN ligado. Esta secuencia pertenece a un gen de la hemoglobina humana

El ADN recombinante es resultado del uso de diversas técnicas que los biólogos moleculares utilizan para manipular las moléculas de ADN y difiere de la recombinación genética que ocurre sin intervención dentro de la célula. El proceso consiste en tomar una molécula de ADN de un organismo, sea virus, planta o una bacteria y en el laboratorio manipularla y ponerla de nuevo dentro de otro organismo. Esto se puede hacer para estudiar la expresión de un gen, para producir proteínas en el tratamiento de una enfermedad genética, vacunas o con fines económicos y científicos

Secuenciación del ADN

La secuenciación del ADN es un conjunto de métodos y técnicas bioquímicas cuya finalidad es la determinación del orden de los nucleótidos (A, C, G y T) en un oligonucleótido de ADN. La secuencia de ADN constituye la información genética heredable que forman la base de los programas de desarrollo de los seres vivos (de procariotas, de eucariotas en el núcleo celular, y en los plásmidos, en la mitocondria y en cloroplastos de las plantas).

Así pues, determinar la secuencia de ADN es útil en el estudio de la investigación básica de los procesos biológicos fundamentales, así como en campos aplicados, como la investigación forense. Además, se puede utilizar la secuenciación del ADN para conocer las mutaciones somáticas, como las sustituciones de bases, generadas entre distintos organismos.

Gráfico de una secuencia de ADN obtenido por electroforesis capilar (electroferograma)

El desarrollo de la secuenciación del ADN ha acelerado significativamente la investigación y los descubrimientos en biología. Las técnicas actuales permiten realizar esta secuenciación a gran velocidad, lo cual ha sido de gran importancia para proyectos de secuenciación a gran escala como el Proyecto Genoma Humano. Otros proyectos relacionados, en ocasiones fruto de la colaboración investigadora a escala mundial, han establecido la secuencia completa de ADN de muchos genomas de animales, plantas y microorganismos. A pesar de las distintas técnicas que permiten secuenciar el ADN, no siempre se puede llegar a conocer el genoma completo de los organismos. Esto, puede llevar a errores en la reconstrucción de los linajes y en la estimación del tipo de mutaciones y del número de mitosis generadas.

Reacción en cadena de la polimerasa

La reacción en cadena de la polimerasa (RCP), conocida como PCR por sus siglas que se encuentran en inglés (polymerase chain reaction), es una técnica de la biología molecular desarrollada en 1986 por Kary Mullis.

Gel de agarosa teñido con bromuro de etidio que muestra varios productos de PCR

Su objetivo es obtener un gran número de copias de un fragmento de ADN particular, partiendo de un mínimo; en teoría basta partir de una sola copia de ese fragmento original, o molde.

Esta técnica sirve para amplificar un fragmento de ADN; su utilidad es que tras la amplificación resulta mucho más sencillo identificar, con una probabilidad muy alta, virus o bacterias causantes de una enfermedad, identificar personas (cadáveres) o hacer investigación científica sobre el ADN amplificado. Estos usos derivados de la amplificación han hecho que se convierta en una técnica muy extendida, sobre todo en el ámbito de la investigación forense, con el consiguiente abaratamiento del equipo necesario para llevar a cabo dicha técnica.

Créditos

Texto wikipedia:

Imagen:

  • De Madprime - Trabajo propio, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2164449
  • De Tammyz06 - Englis wikipedia, Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3787123
  • De Retama - Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3710548

Didaktische einheiten

Üben

Los transgénicos

Tecnología del ADN recombinante

Manipulación y reprogramación de genes

El Banco Nacional de Datos Genéticos

Konzeptionelle Karte: Ingeniería genética

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