Cuestionario biotecnologia

1. UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FIGEMPA
CUESTIONARIO N°1 CARRERA: Ing. Ambiental
MATERIA: Biotecnología Ambiental PERIODO: Marzo 2017–Agosto 2017
TEMA: Cuestionario Biotecnología CURSO: V Semestre HEMISEMESTRE: I
NOMBRE: Wilson Omar Gallo Suárez FECHA: QUITO-2017-05-16
1. Defina:
1.1. Biotecnología
La biotecnología se refiere a toda aplicación tecnológica que utilice sistemas
biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de
productos o procesos para usos específicos. Empleo de células vivas para la
obtención y mejora de productos útiles, como los alimentos y los medicamentos.
1.2. Plásmido
Los plásmidos son fragmentos
extracromosómicos de ácidos nucléicos (ADN
o ARN) que aparecen en el citoplasma de
algunos procariotas. Son de tamaño variable
aunque menor que el cromosoma principal.
Cada bacteria puede tener uno o varios a la
vez. Los plásmidos tienen una conformación
variable que puede ser lineal, circular o con
estructura superenrrollada.
1.3. Enzimas de restricción
Las enzimas de restricción son proteínas
cuya función es cortar las hebras de
ADN. Se podría decir que son “tijeras
moleculares” que cortan ADN. Lo hacen
en forma específica. Esto significa que
cada enzima reconoce un sitio particular
del ADN, es decir que reconoce una
secuencia particular de nucleótidos. Esa
secuencia específica para cada enzima
se denomina “sitio de restricción”. Una
vez que la enzima reconoce estos sitios,
se posiciona sobre la molécula de ADN y
corta dentro o en torno de esa secuencia.
1.4. Ligasas
Tipo de enzimas que catalizan la unión de dos moléculas, unida a la hidrólisis de un
enlace pirofosfato (que suele ser rico en energía) que pertenece a una molécula de
ATP o compuesto similar. Enzimas que generan “extremos cohesivos” (desparejos).

2. Estos extremos “colgantes” de simple cadena pueden pegarse con otros extremos
de cadena simple que tengan la secuencia complementaria. Las enzimas
encargadas de unir los extremos de ambas cadenas se denominan ligasas.
1.5. Mutaciones
La mutación en genética y biología, es una alteración
o cambio en la información genética (genotipo) de un
ser vivo y que, por lo tanto, va a producir un cambio
de características, que se presenta súbita y
espontáneamente, y que se puede transmitir o
heredar a la descendencia. La unidad genética capaz
de mutar es el gen que es la unidad de información
hereditaria que forma parte del ADN. En los seres
multicelulares, las mutaciones sólo pueden ser heredadas cuando afectan a las
células reproductivas.
1.6. Nucleótido
Un nucleótido es una molécula orgánica, que en combinación con otros nucleótidos,
produce ADN o ANR. Un nucleótido está compuesto de un azúcar, un fosfato y una
de las bases: adenina, timina, guanina, citosina.
1.7. Aminoácido
Los aminoácidos son las unidades elementales constitutivas de las moléculas
denominadas Proteínas. Son pues, y en un muy elemental símil, los "ladrillos" con
los cuales el organismo reconstituye permanentemente sus proteínas específicas
consumidas por la sola acción de vivir.
1.8. Bacteriófago
Los bacteriófagos (fagos) son virus que infectan sólo las bacterias y no infectan a las
células de los mamíferos o las plantas. Los fagos están omnipresentes en el medio
ambiente. Los humanos se ven constantemente expuestos a altos niveles de
bacteriófagos a través de los alimentos y del agua sin sufrir efectos adversos.
1.9. Lisogenia
Fenómeno por el cual un fago temperado se
incorpora al ADN de la bacteria huesped,
estableciéndose un tipo de relación simbiótica
entre el profago y la bacteria, de modo que se
da una perpetuación del profago en todos los
decendientes de la bacteria, hasta que la
inducción por varios agentes, como la radiación
ultravioleta, libera al fago, que entonces se
convierte en virulento y lisa la bacteria.

3. 1.10. Autoclave
Aparato para esterilizar por vapor que consiste en un recipiente cilíndrico, de paredes
resistentes; metálicas, y con cierre hermético autoclave, en cuyo interior, que
contiene un líquido, generalmente agua, el objeto se somete a presiones y
temperaturas elevadas sin llegar a hervir.
1.11. Psicrófilos
Habitan entornos con temperaturas muy bajas, encontrándose sus temperaturas
óptimas para el desarrollo y crecimiento entre los 10° C y 20° C. Aunque ese es el
rango de temperaturas óptimas de los psicrófilos, la mayoría puede vivir sin
inconvenientes a cero grados centígrados e incluso temperaturas negativas.
1.12. Mesófilos
Temperatura optima alrededor de 37°C. Frecuentemente son capaces de crecer en
rangos alrededor de 25 a 45°C.
1.13. Termófilo
Crece por encima de los 45°C.
1.14. Halófilo
Los organismos halófilos son extremófilos ya que viven en condiciones extremas, en
este caso, en entornos con mucha sal como zonas litorales, salinas y lagunas
salobres.
1.15. Hipertermófilos
Su temperatura óptima de crecimiento está por encima de los 80°C y el máximo
crecimiento de cultivos puros se ha llegado a dar entre 110 y 113°C.
1.16. Código genético
El código genético es el conjunto de normas por las que
la información codificada en el material genético
(secuencias de ADN o ARN) se traduce en proteínas
(secuencias de aminoácidos) en las células vivas. El
código define la relación entre secuencias de tres
nucleótidos, llamadas codones, y aminoácidos. Un
codón se corresponde con un aminoácido específico.
1.17. Lipasas
La lipasa es una enzima que se usa en el organismo para disgregar las grasas de
los alimentos de manera que se puedan absorber. Su función principal es catalizar
la hidrólisis de triacilglicerol a glicerol y ácidos grasos libres. Las lipasas se
encuentran en gran variedad de seres vivos.

4. 1.18. Proteasas
Enzima que digiere la proteína. Grupo de enzimas que hidrolizan las proteínas
transformándolas en aminoácidos o en péptidos sencillos. Las Proteasa son enzimas
que rompen los enlaces peptídicos de las proteínas. Usan una molécula de agua
para hacerlo y por lo tanto se clasifican como hidrolasas.
1.19. Amilasas
La amilasa es una enzima que ayuda a digerir los carbohidratos. Se produce en el
páncreas y en las glándulas salivales. Cuando el páncreas está enfermo o inflamado,
se libera amilasa en la sangre. Se puede hacer un examen para medir el nivel de
esta enzima en la sangre.
1.20. Ingeniería Genética
La ingeniería genética es un tipo de
modificación genética que consiste
en la adición dirigida de uno o más
genes ajenos al genoma de un
organismo. Un gen posee la
información que dará a un organismo
una característica específica.
1.21. Organismos modificados genéticamente
Un organismo genéticamente modificado (OGM) es aquella planta, animal, hongo o
bacteria a la que se le ha agregado por ingeniería genética uno o unos pocos genes
con el fin de producir proteínas de interés industrial o bien mejorar ciertos rasgos,
como la resistencia a plagas, la calidad nutricional, la tolerancia a heladas, entre
otras características.
1.22. Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)
La reacción en cadena de la
polimerasa (PCR) es una técnica de
laboratorio que permite amplificar
pequeños fragmentos de ADN para
identificar gérmenes microscópicos
que causan enfermedades.

5. 1.23. Genotecas
Una genoteca es un banco de genes que almacena una colección de genes
clasificados y preparados para su utilización en experimentación. Las genotecas
permiten disponer en cualquier momento de secuencias de ADN de posible interés
biomédico. ¿Por qué necesitamos una genoteca? Encontrar lo que buscamos es
como buscar una aguja (gen) en un pajar (genoma/mRNA).
2. Cuáles son las áreas temáticas más importantes de la Biotecnología
 Biotecnología en salud humana.
 Biotecnología animal.
 Biotecnología industrial.
 Biotecnología vegetal.
 Biotecnología ambiental
3. Indique los pasos para clonar un gen de un organismos
El experimento consiste en conseguir bacterias a las que se le ha insertado un trozo de ADN de
otro organismo distinto. Por ejemplo conseguir una bacteria que tenga en su ADN un gen
humano de la insulina. Cuando la bacteria se divide también replica el ADN insertado. Además
la bacteria puede expresar el gen humano y fabricar insulina humana en grandes cantidades.
Esta insulina se usa para la diabetes.
Etapas de clonación génica:
1ª etapa: Preparación del ADN.

6. El gen, fragmento de gen o fragmento de ADN que se quiere clonar debe ser aislado de la
muestra.
Rotura con endonucleasa de restricción y separación de fragmentos.
2ª etapa: preparación del vector.
Como vector de clonación se puede utilizar un plásmido, un cósmido, un virus... Su propiedad
esencial es que sean autorepliegativos.
3ª etapa: unión del ADN al vector.
Habiendo cortado el ADN y el vector con una misma endonucleasa de restricción, ambos
pueden unirse gracias a una ligasa.
4ª etapa: incorporación del ADNr.
El ADN recombinante se introduce en bacterias, empleando métodos diversos. El vector se
replica al dividirse la bacteria y también de forma autónoma. Con ello, aumenta el número de
copias. Cada bacteria, haya incorporado o no un vector y un ADN recombinante, se multiplica
para dar lugar a un "clon", población de bacterias con idéntico material genético (incluido el
recombinante).
5ª y 6ª etapas (simultáneas): propagación celular y selección.
No todas las bacterias han incorporado el DNA de interés formando parte del vector
recombinante. Se seleccionan las que sí lo han hecho, normalmente cultivándolas en un medio
con antibiótico, si en el vector se incluyó el gen de resistencia a ese antibiótico.
7ª etapa (opcional): expresión del DNA clonado.

7. Figura. Procedimiento de inserción de un gen en un plásmido y amplificación del ADN clonado.Tanto el
plásmido como la secuencia blanco del ADN a clonar se cortan con la misma enzima, en este caso Eco
R1 que produce extremos pegajosos.Al mezclar en un tubo de ensayo el ADN plasmídico y la secuencia
de ADN foráneo se hibridizan y luego de la acción de una ligasa agregada al medio forman un plásmido
híbrido que contiene el gen de interés.Luego se procede a transferir el ADN recombinante a una bacteria,
este proceso es fácil de realizar.Se procede luego a transferir las bacterias a un medio de cultivo donde
se multiplican.A partir de este crecimiento se siembran en un medio sólido (ver figura 14) conteniendo el
antibiótico al que es resistente la bacteria que porta el plásmido,es decir quesólo van a crecer las bacterias
que contienen el ADN recombinante. Luego a partir de las colonias se hace un cultivo en medio líquido
para amplificar y de ese cultivo se purifica el ADN con el inserto.
4. Indique los tipos de organismos que se han empleado y se emplean en la
Biotecnología
Virus Bacterias, hongos, levaduras, algas, plantas y animales.
5. Que son los virus
Microorganismo compuesto de material genético protegido por un envoltorio proteico, que causa
diversas enfermedades introduciéndose como parásito en una célula para reproducirse en ella.
El virus es un organismo situado entre lo vivo y lo inerte, es una entidad infecciosa microscópica
que sólo puede multiplicarse dentro de las células de otros organismos.
6. Ciclo de vida de un virus
En el estado de virión "solamente" esperan encontrar una célula hospedadora donde obtener la
materia y energía necesarias para realizar su único objetivo, la producción de nuevas partículas
víricas. En la reproducción viral podemos distinguir las siguientes etapas:
- Adsorción, o fijación a la célula hospedadora. Estas células poseen receptores específicos
para los virus que las infectan. Por ello los virus tienen especificidad de huésped, solo son
capaces de atacar a un tipo de células, incluso, dentro del mismo huésped.
- Penetración, al menos del ácido nucleico, en el citoplasma de la célula parasitada. Puede ser
por inyección, endocitosis o fusión directa de la cubierta vírica con la membrana celular.
- Fase de eclipse, pues no se observan virus en el interior de la célula. A partir de este momento
puede seguir dos ciclos diferentes:
a) Ciclo lisogénico. Se produce cuando el ácido nucleico viral no expresa sus genes, se
integra en el genoma de la célula o queda libre a modo de plásmido. Ambos genomas se
replican juntos. El virus queda en forma de provirus y la célula que lo aloja como célula
lisogénica. Este proceso significa una alteración, por enriquecimiento genético, de la célula
lisogénica. Por distintos factores el provirus puede comenzar un ciclo normal o lítico.
b) Ciclo lítico. El ácido nucleico viral se apodera del metabolismo celular, dirigiéndolo hacia
la fabricación de los componentes víricos, copias de ácidos nucleicos víricos y tras
transcribir el mensaje de su genoma a ARNm, proteínas de las cápsidas. Estos
componentes se acumulan en distintas partes de la célula infectada.
- Ensamblaje. Cuando hay suficiente cantidad de estas moléculas, se pliega el ácido nucleico y
se introduce dentro de la cápsida, apareciendo grandes cantidades de viriones.

8. - Liberación. Salen de la célula los virones por diferentes procedimientos, siendo el más
frecuente la lisis o desintegración de la célula infectada.
7. Que es un prion
Partícula infecciosa de naturaleza proteica que tiene la capacidad de transformar otras proteínas
celulares normales en priones anómalos y que se encuentra en el origen de algunas
enfermedades degenerativas del sistema nervioso central.
8. Que es una hifa
Unidades estructurales de los hongos. Aparecen generalmente con unos tabiques, constituyendo
las hifas septadas, otras carecen de ellos y se denominan aceptadas.
9. Diferencia entre mohos y levaduras
10. Cuáles son los requerimientos nutricionales y factores que estimulan el crecimiento
de los hongos
 Necesitan altos porcentajes de humedad
 El agua de forma libre es fundamental para la germinación de esporas.
 Temperatura de 25-30°C algunas especies pueden crecen en 40-45°C
 pH de 2.5-7.5
 No necesitan nutrientes específicos ya que se alimentan de macro elementos y micro
elementos también pero es muy importante que tengan hierro y zinc a su alcance.

9. 11. Explique en que consiste el cultivo de células
El cultivo celular es el proceso mediante el que células, ya sean células procariotas o eucariotas,
pueden cultivarse en condiciones controladas. En la práctica el término "cultivo celular" se usa
normalmente en referencia al cultivo de células aisladas de eucariotas pluricelulares,
especialmente células animales.
Abarca al conjunto de técnicas que permiten el mantenimiento de las células in vitro,
conservando al máximo sus propiedades fisiológicas, bioquímicas y genéticas.
Los científicos han desarrollado metodologías para aislar células y obtener, a partir de ellas,
poblaciones homogéneas que luego pueden ser analizadas, e incluso multiplicarse in vitro (“en
vidrio” = en el laboratorio). Esto ofrece ventajas en la investigación básica ya que permite
estudiar diversos procesos que ocurren en las células, y en la investigación aplicada para la
producción de moléculas de interés, ingeniería de tejidos, entre otras.
12. Cuáles son los factores que se deben tener en cuenta para los cultivos celulares
- pH y capacidad tamponadora. El pH óptimo de crecimiento para la mayoría de tipos celulares
es de 7,4. El medio de cultivo debe estar tamponado, a fin de evitar los cambios bruscos de pH.
La solución tamponadora más empleada sigue siendo el tampón bicarbonato
- Osmolaridad. Muchas células en cultivo tienen una amplia tolerancia frente a la osmolaridad
del medio, creciendo bien en el rango de 260 a 320 mOsm/kg, con pequeñas variaciones
dependiendo de la especie considerada.
- Temperatura. La temperatura tiene gran influencia en la tasa de crecimiento de las células, de
ahí la importancia de un buen control de ésta en la incubación
- Viscosidad. La viscosidad del medio viene determinada fundamentalmente por el contenido en
suero y tiene poca influencia sobre el crecimiento. Sí es importante para evitar el daño celular
en la agitación del cultivo (menor daño a más viscosidad) y en la tripsinización
- Tensión superficial. La tensión superficial se ha de mantener baja, y en general sólo se ve
alterada por la aparición de espumas en los cultivos en suspensión donde se burbujea CO2. En
estos casos es recomendable emplear un agente antiespumante de silicona pues en éstos
casos se produce un aumento de la desnaturalización de proteínas y se incrementa el riesgo de
contaminación si la espuma alcanza el cuello del recipiente de cultivo.
13. Enumere las principales ventajas de la Biotecnología
 Rendimiento superior. Mediante organismos genéticamente modificados (OGM), el
rendimiento de los cultivos aumenta, dando más alimento por menos recursos,
disminuyendo las cosechas perdidas por enfermedad o plagas así como por factores
ambientales
 Reducción de plaguicidas. Cada vez que un OGM es modificado para resistir una
determinada plaga se está contribuyendo a reducir el uso de los plaguicidas asociados
a la misma que suelen ser causantes de grandes daños ambientales y a la salud.

10.  Mejora en la nutrición. Se puede llegar a introducir vitaminas y proteínas adicionales en
alimentos así como reducir los alergenos y toxinas naturales. También se puede intentar
cultivar en condiciones extremas lo que auxiliaría a los países que tienen menos
disposición de alimentos.
 Mejora en el desarrollo de nuevos materiales.
14. Describa las principales desventajas de la Biotecnología
 Disminución de la mano de obra empleada por efectos de la mecanización; esto genera
desempleo y éxodo rural en muchas áreas.
 Existen riesgos de transferir toxinas de una forma de vida a otra, de crear nuevas toxinas
o de transferir compuestos alergénicos de una especie a otra, lo que podría dar lugar a
reacciones alérgicas imprevistas.
 Existen riesgos de que bacterias y virus modificados escapen de los laboratorios de alta
seguridad e infecten a la población humana o animal.
15. Explique cuál es el dogma central de la biología y su relación con la biotecnología
Los conocimientos de la Biología celular son la base fundamental en la aplicación de la
Biotecnología debido a su empleo de células y material genético.
La biotecnología se fundamenta en la biología, que es el estudio de la vida. La unidad básica de
vida es la célula. Los biólogos estudian la estructura y las funciones de las células: lo que hacen
las células y la manera en que lo hacen. Los biotecnólogos emplean esta información para
desarrollar productos.
16. De ejemplosde las aplicaciones de la biotecnología en los campos de la agricultura y
del control contaminación ambiental
Aplicaciones de la biotecnología agraria
- Resistencia a herbicidas.
La resistencia a herbicidas se basa en la transferencia de genes de resistencia a partir de
bacterias y algunas especies vegetales, como la petunia. Así se ha conseguido que plantas
como la soja sean resistentes al glifosato, a glufosinato en la colza y bromoxinil en algodón.
- Resistencia a plagas y enfermedades.
Gracias a la biotecnología ha sido posible obtener cultivos que se autoprotegen en base a la
síntesis de proteínas u otras sustancias que tienen carácter insecticida. Este tipo de protección
aporta una serie de ventajas muy importantes para el agricultor, consumidores y medio
ambiente:
 Reducción del consumo de insecticidas para el control de plagas.
 Protección duradera y efectiva en las fases críticas del cultivo.
 Ahorro de energía en los procesos de fabricación de insecticidas, así como disminución
del empleo de envases difícilmente degradables.
 Se aumentan las poblaciones de insectos beneficiosos.
 Se respetan las poblaciones de fauna terrestre.
- Mejora de las propiedades nutritivas y organolépticas.

11. El conocimiento del metabolismo de las plantas permite mejorar e introducir algunas
características diferentes. En tomate, por ejemplo, se ha logrado mejorar la textura y la
consistencia impidiendo el proceso de maduración, al incorporar un gen que inhibe la formación
de pectinasa, enzima que se activa en el curso del envejecimiento del fruto y que produce una
degradación de la pared celular y la pérdida de la consistencia del fruto.
- Resistencia a estrés abiótico.
Las bacterias Pseudomonas syringae y Erwinia herbicola, cuyos hábitat naturales son las
plantas, son en gran parte responsables de los daños de las heladas y el frío en muchos
vegetales, al facilitar la producción de cristales de hielo con una proteína que actúa como núcleo
de cristalización. La separación del gen implicado permite obtener colonias de estas bacterias
que, una vez inoculadas en grandes cantidades en la planta, le confieren una mayor resistencia
a las bajas temperaturas.
Aplicaciones de la biotecnología en el medio ambiente
La biotecnología ambiental se ocupa de la aplicación de los procesos biotecnológicos para
proteger y mantener la calidad del medio ambiente.
En la actualidad las principales aplicaciones concretas de la biotecnología para la mejora del
medio ambiente son las siguientes:
- Eliminación de metales pesados.
- Eliminación de las mareas negras.
- Tratamientos de residuos urbanos e industriales.
- Tratamiento de la contaminación producida por herbicidas, pesticidas e insecticidas.
- Ensayos sobre la toxicidad de diversos compuestos en la naturaleza.
- Detección de metales.
17. En que consiste la tecnología del ADN Recombinante
Es un término que agrupa una gran variedad de técnicas empleadas en el laboratorio para
manipular las moléculas de ADN con el fin de estudiarlas.
Consiste en la introducción de genes extraños en el material genético de otra célula. Requiere
de cultivos celulares, enzimas de restricción, vectores de clonación, laboratorios equipados y
personal bien entrenado.
Esta tecnología es muy importante para la investigación en biología celular y molecular.

12. 5 pasos de la tecnología del ADN recombinante
18. Enumere las principales enzimas producidas por biotecnología y sus principales
aplicaciones
La siguiente tabla resume algunos ejemplos de enzimas que se emplean en diferentes procesos
de la industria alimenticia:

13. Enzima Función
Quimosina
Se utiliza para la coagulación de proteínas de la leche. Sustituye a la natural
obtenida del estómago de terneros y se obtiene del hongo Aspergillus niger
transformado genéticamente con genes de vacuno.
α- amilasa
Es obtenida a partir de la bacteria Bacillus subtilis recombinante. Esta
enzima licua el almidón y lo convierte en dextrina para la producción de
jarabes. En la industria cervecera favorece la retención de humedad y baja
el contenido calórico del producto.
Pectinasas
Son producidas por el hongo Aspergillus oryzae y transformadas con el gen
de otro hongo, A. aculeatus. Permiten la clasificación de jugos concentrados
ya que degradan las pectinas provenientes de restos de semillas.
Glucosa oxidasa y
catalasa
Se obtienen a partir del hongo Aspergillus niger recombinante. Estas
enzimas se utilizan para eliminar azucares de huevos y evitan que
aparezcan olores desagradables durante la deshidratación de estos.
Lipasas
Es obtenida del hongo Aspergillus oryzae recombinante. Se utiliza en la
fabricación de concentrados de aceites de pescado.
Glucosa isomerasa
Proviene de la bacteria Streptomyces lividens a la que se le ha insertado el
gen de Actonoplanes. Permite obtener, a partir de la glucosa, jarabes ricos
en fructosa, con mayor poder endulzante.
ß- glucanasa
Es producida por levaduras cerveceras recombinantes que facilitan la
filtración del producto.
Papaína
Aplicación en el ablandamiento de carnes por su activación durante el
cocimiento.
Lactasa de
levadura
Aplicación en leches por su pH óptimo de actividad.
Lactasa fungal Aplicación en suero de leche ácido.