Ejercicios: Las técnicas de ingeniería genética

¿Qué es la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y para qué se utiliza? Nombrá dos situaciones prácticas en las que resulte imprescindible amplificar ADN.

¿Qué son las enzimas de restricción, de qué organismos se obtienen y cuál es su función en la ingeniería genética?

¿Qué es un organismo transgénico? Poné un ejemplo y explicá, en líneas generales, cómo se obtiene.

El esquema muestra un ciclo de PCR con sus tres pasos numerados y la temperatura de cada uno. Explicá qué ocurre en cada paso y razoná por qué cada uno requiere su temperatura característica.

Ordená los pasos necesarios para clonar un gen humano en bacterias y justificá el orden: introducir el plásmido recombinante en la bacteria, cortar el gen y el plásmido con la misma enzima de restricción, unir el gen al plásmido con ADN ligasa, seleccionar y multiplicar las bacterias transformadas.

CRISPR-Cas9 permite editar el genoma con gran precisión. Explicá de forma sencilla qué función cumple la guía de ARN y qué función cumple la proteína Cas9 en esta técnica.

En un laboratorio se pretende amplificar un gen humano mediante PCR, pero por error un técnico utiliza ADN polimerasa I purificada de Escherichia coli en lugar de la polimerasa Taq habitual de Thermus aquaticus.

1. a) Si se aplica el programa térmico estándar ($95\ \text{°C}$ durante $30\ \text{s}$, $55\ \text{°C}$ durante $30\ \text{s}$ y $72\ \text{°C}$ durante $1\ \text{min}$, repetido 30 veces), predecí qué resultado se obtendrá en la electroforesis en gel de agarosa y justificá molecularmente qué le sucede a la enzima de E. coli durante el primer ciclo.
2. b) En los inicios de la técnica, antes del aislamiento de polimerasas termófilas, la PCR se realizaba con ADN polimerasa I de E. coli. Diseñá la modificación del protocolo experimental que debían llevar a cabo los investigadores en cada uno de los 30 ciclos para lograr la amplificación y explicá qué inconvenientes prácticos planteaba.
3. c) La polimerasa Taq carece de actividad exonucleasa 3' $\rightarrow$ 5', a diferencia de otras polimerasas termoestables como Pfu. Justificá cuál de las dos enzimas es más idónea para amplificar un gen con fines terapéuticos donde no se toleren errores de secuencia, explicando la función de dicha actividad enzimática.