Ejercicios: Las aplicaciones de la biotecnología

Nombrá dos aplicaciones de la biotecnología en el campo de la salud y explicá brevemente en qué consiste cada una.

En las plantas depuradoras de aguas residuales intervienen bacterias y otros microorganismos. Explicá qué papel desempeñan en la depuración del agua.

¿Qué es la terapia génica? Poné un ejemplo de enfermedad que se intente tratar con esta estrategia y explicá su fundamento.

El maíz Bt incorpora un gen de la bacteria Bacillus thuringiensis que produce una toxina insecticida. Exponé dos ventajas de este cultivo transgénico y dos riesgos o críticas que se le señalan.

El esquema resume, en cuatro etapas numeradas, cómo se obtiene hoy la insulina humana. Explicá qué ocurre en cada etapa y razoná qué ventajas ofrece este método frente a la extracción de insulina a partir de páncreas de cerdos o vacas.

La biorremediación emplea microorganismos para limpiar derrames de hidrocarburos. Explicá en qué consiste esta técnica y qué condiciones deben darse para que los microorganismos degraden el contaminante con eficacia.

Durante el desarrollo de una vacuna de ARNm contra un virus patógeno con envoltura, el equipo de investigación debe solventar varios obstáculos fisiológicos y celulares:

1. a) Si se inyectara ARNm libre directamente en el torrente circulatorio, sería degradado en cuestión de minutos y resultaría incapaz de atravesar la membrana plasmática. Justificá qué barreras biológicas (moleculares y electrostáticas) impiden su entrada y explicá cómo el encapsulamiento en nanopartículas lipídicas resuelve este problema.
2. b) Una vez en el citosol de las células del hospedador, describí qué orgánulo traduce el ARNm y rebatí la afirmación errónea de que «las vacunas de ARNm pueden modificar permanentemente el genoma del paciente», aportando dos argumentos biológicos basados en el flujo de la información genética y la compartimentación celular.
3. c) Compará la seguridad de esta vacuna con una clásica de virus atenuados en una persona con inmunodeficiencia grave: predecí qué riesgo de reversión o replicación patogénica presenta la vacuna atenuada que no existe en absoluto con la vacuna de ARNm y justificá tu razonamiento.

En una investigación forense se halla una mínima mancha de sangre en la ropa de una víctima (Muestra). La policía interroga a dos sospechosos (S1 y S2). Asimismo, en un proceso civil paralelo, una mujer (M) reclama a S1 la paternidad de su hijo (H). El laboratorio analiza tres loci de repeticiones cortas en tándem (STR):

1. a) Interpretá los resultados forenses: ¿se puede descartar a alguno de los sospechosos? ¿Permite esta coincidencia afirmar con una certeza absoluta del $100\ \%$ que el sospechoso no descartado es el autor del delito? Justificá tu respuesta considerando la probabilidad estadística y la necesidad de analizar más loci.
2. b) Analizá los datos de la prueba de paternidad: deducí los alelos paternos obligados que debió recibir el hijo (H) comparando su genotipo con el de su madre (M). A partir de ellos, dictaminá de forma razonada si S1 puede ser el padre biológico de H.
3. c) Explicá a nivel cromosómico y molecular qué significa que un individuo presente dos valores distintos en un locus STR frente a uno solo (como en el Locus 3 de S1), y qué técnica analítica permite distinguir estos alelos tras amplificarlos por PCR.

Reto del tema. Asumí el papel de asesor científico y elaborá un informe técnico sobre el impacto real de la biotecnología en nuestro entorno.

1. Obtención de datos oficiales: Accedé a la web del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación (MAPA) y recopilá la superficie cultivada (en hectáreas) de maíz modificado genéticamente ($MON\,810$) en España durante los últimos tres años disponibles.

2. Bases de ingeniería genética: Elaborá un esquema explicativo del proceso biotecnológico para crear este OGM, detallando el uso de enzimas de restricción, vectores de clonación, la ADN ligasa y los métodos de transferencia e integración génica.

3. Análisis de aplicaciones: Compará esta aplicación agronómica con una médica (como la obtención de insulina recombinante o una terapia mediante $CRISPR/Cas9$), calculando la variación porcentual de la superficie cultivada con un decimal (por ejemplo, $+2,5\,\%$).

4. Dictamen bioético: Redactá una propuesta final razonada valorando la sostenibilidad ambiental, el flujo génico hacia especies silvestres y el impacto socioeconómico del uso de patentes biotecnológicas.

Se valorará:

• Precisión conceptual en la descripción de las herramientas y etapas del ADN recombinante.

• Rigor en la obtención, tabulación y análisis porcentual de los datos oficiales del MAPA.

• Argumentación crítica e integrada sobre las aplicaciones agrícolas y biomédicas con perspectiva bioética.