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.

Un consorcio biomédico propone aplicar la tecnología CRISPR/Cas9 en cigotos humanos viables para corregir una mutación autosómica dominante responsable de la enfermedad de Huntington antes de implantar el embrión.

1. a) Describí los dos elementos moleculares indispensables del sistema CRISPR/Cas9 que deben microinyectarse en el cigoto y explicá cómo actúan coordinadamente para reconocer y cortar con precisión la secuencia de ADN diana.
2. b) En los ensayos experimentales se detectan dos problemas técnicos mayores: cortes fuera de diana (efectos off-target) y mosaicismo genético (algunas células del blastocisto portan la edición y otras conservan el alelo original sin editar). Justificá a nivel molecular y del desarrollo embrionario por qué surge el mosaicismo y predecí qué consecuencias para la salud conllevaría en el individuo nacido.
3. c) Distinguí con precisión entre edición génica somática y edición génica de la línea germinal. Justificá científicamente por qué la modificación de la línea germinal en embriones suscita un rechazo ético y legal mucho mayor en la comunidad internacional que la terapia génica aplicada a células somáticas de un paciente adulto.