Genética aplicada: ingeniería genética y biotecnología
Ingeniería genética es el bloque más procedimental de la PAU: enzimas, vectores, PCR, electroforesis y aplicaciones. Suelen pedir interpretar un gel, calcular copias amplificadas o razonar por qué se elige un vector o un hospedador determinado.
Herramientas
- Enzimas de restricción: cortan el ADN en secuencias palindrómicas (EcoRI: GAATTC) y generan extremos cohesivos o romos; funcionan como defensa bacteriana frente a fagos.
- ADN ligasa: sella el enlace fosfodiéster entre fragmentos.
- Vectores: plásmidos (pequeños, con origen de replicación y marcador de selección), fagos, cósmidos, cromosomas artificiales bacterianos y el plásmido Ti de Agrobacterium en plantas.
- Transformación: células competentes con CaCl₂ y choque térmico, o electroporación; selección por resistencia a antibiótico o por el sistema lacZ (colonias azules y blancas).
PCR y análisis
La PCR necesita molde, dos cebadores, dNTPs, Mg²⁺, tampón y una ADN polimerasa termoestable (Taq). Ciclos: desnaturalización hacia 95 °C, hibridación hacia 55–65 °C y extensión hacia 72 °C. Cada ciclo duplica el ADN. La RT-PCR parte de ARN y la qPCR cuantifica en tiempo real. En la electroforesis en agarosa el ADN, cargado negativamente, migra hacia el ánodo y los fragmentos pequeños avanzan más. La secuenciación de Sanger emplea ddNTPs y el Southern blot detecta secuencias concretas.
Edición y aplicaciones
CRISPR-Cas9: un ARN guía lleva la nucleasa a una diana adyacente a un motivo PAM; el corte se repara por NHEJ (inactivación) o por recombinación homóloga (inserción). Aplicaciones: insulina humana en bacterias o levaduras, vacunas recombinantes, plantas transgénicas, terapia génica, huellas genéticas con STR y diagnóstico molecular.
Ejemplo resuelto
Partimos de una molécula de ADN y hacemos 20 ciclos de PCR: el número de copias es 2²⁰ = 1 048 576. Con 30 ciclos, 2³⁰ ≈ 1,07 × 10⁹. Si el molde inicial fueran 10 moléculas, multiplicaríamos: 10 × 2²⁰ ≈ 1,05 × 10⁷. La amplificación es exponencial solo mientras haya cebadores, dNTPs y enzima activa; después se alcanza una meseta.
Errores que restan puntos
- Usar una ADN polimerasa no termoestable en PCR.
- Confundir ligasa con polimerasa.
- Decir que la electroforesis separa solo por carga y no por tamaño.
- Olvidar que los cebadores determinan la especificidad de la amplificación.