Este documento describe los conceptos clave de la biotecnología y la ingeniería genética. La biotecnología combina principios de biología, química e ingeniería para modificar organismos vivos. La ingeniería genética involucra técnicas para manipular ADN como el corte y pegado de ADN y la PCR. Algunas aplicaciones incluyen organismos genéticamente modificados, terapia génica y la producción de sustancias como insulina.

1. UD 6. BIOTECNOLOGÍA

2. ÍNDICE
1. Biotecnología.
2. Ingeniería genética.
1. Técnicas de la ingeniería genética.
2. Aplicaciones de la ingeniería genética.

3. 1. Biotecnología
• La biotecnología es una ciencia que une los principios de la biología, la química y la ingeniería con el fin
de modificar las características de los seres vivos o sus células para obtener un beneficio. También
puede emplear directamente microorganismos vivos.
• Aunque lo parezca no es una ciencia nueva. Los seres humanos hemos seleccionado los organismos
desde hace miles de años para obtener animales domesticados y plantas cultivadas mediante lo que
llamamos selección artificial.
• Ahora, la biotecnología, nos permite generar variantes de interés seleccionadas mediante técnicas de
ingeniería genética e ingeniería celular.

4. Aplicaciones de la biotecnología
• Aplicaciones tradicionales.
– Utilización de microorganismos (levaduras, bacterias) para producir pan, bebidas alcohólicas o
productos lácteos.
– Utilización de microorganismos (mohos) como antibióticos.
– Selección ganadera o agricultora.
• Aplicaciones modernas
• Industria alimentaria, se utiliza para la obtención de alimentos con características especiales,
como carnes pobres en colesterol.
• Agricultura y ganadería: mejora de caracteres agronómicos, como la resistencia a plagas o a
herbicidas de la plantas, o la mayor producción de leche o de carne.
• Industria farmacéutica: producción de fármacos o vacunas.
• Medio ambiente: eliminación de residuos tóxicos con plantas capaces de resistir la presencia
de sustancias tóxicas.
• Investigación médica: obtención de órganos para trasplantes, procedentes de animales
transgénicos, que no plantean problemas de rechazo.

6. 2. Ingeniería genética
• Es el conjunto de técnicas utilizadas en la manipulación del ADN, con el fin de modificar el genoma de
los seres vivos. De esta forma podemos, eliminar, alterar, o sustituir fragmentos de ADN para obtener
diferentes genes y con ellos las características o sustancias deseadas.
• Estas técnicas se comenzaron a utilizar en la década de 1970 y desde entonces no han hecho mas que
mejorar y descubrir nuevos procedimientos en la manipulación del ADN
• Entre las técnicas más utilizadas en ingeniería genética tenemos:
• Técnica del ADN recombinante: Cortar y pegar.
• Reacción en cadena de la Polimerasa (PCR).
• Secuenciación y comparación de ácidos nucleicos.
• Las aplicaciones de la ingeniería genética son muy variadas

7. 2.1. TÉCNICAS DE LA INGENIERÍA GENÉTICA
• TÉCNICA DEL ADN RECOMBINANTE

9. • REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA (PCR)
Consiste en generar un gran
número de copias “in vitro”
de un pequeño fragmento de
ADN en poco tiempo.
Imita la habilidad de la célula
de replicar el ADN pero con la
ventaja de que no necesita
células vivas para realizar el
proceso.

10. • SECUENCIACIÓN DEL ADN
• Consiste en un conjunto de métodos y técnicas bioquímicas encaminadas a obtener el tipo y orden de
nucleótidos que componen una cadena o fragmento de ADN. Los avances científicos y tecnológicos (como
la PCR) han facilitado que estas técnicas sean cada vez más fáciles, rápidas y baratas.
• Las aplicaciones son muchas, entre otras:
• Comparación de secuencia de ADN de individuos (medicina forense)
• Comparación de secuencia de ADN (o ARN) de diferentes especies: establecer relaciones evolutivas.
• Diagnosticar enfermedades genéticas.

11. 2.2. APLICACIONES DE LA INGENIERÍA GENÉTICA
• CLONACIÓN
• La clonación consiste en hacer una copia idéntica de un organismo de una célula. Así, podemos
diferenciar entre dos tipos de clonación
• La clonación con fines reproductivos: Su finalidad es obtener individuos idénticos
• La clonación con fines terapéuticos: Su objetivo es curar enfermedades y regenerar tejidos.
Técnica de clonación
de organismos
completos. Ejemplo:
Oveja Dolly

12. • Clon: Individuos con idéntica información genética.
• La clonación puede hacerse para producir células, tejidos u órganos o bien para producir individuos
completos.
• Casi todas las células de un organismo contienen, como hemos visto, una copia de todo el material
genético.
• Para hacer una copia de un individuo, se extrae el núcleo de una de sus células, se implanta en un
óvulo (al que se ha extraído su propio núcleo) y se programa para que empiece a dividirse. También se
puede reprogramar una célula cualquiera para que empiece a dividirse como si fuera un embrión y
dar así lugar a un individuo.
• El embrión se implanta en el útero de una madre que dará a luz al clon.
• Aplicaciones:
• Copiar individuos cuyas características nos interesan.
• Volver a la vida especies extintas.
• Experimentación.
• Obtener células, tejidos y órganos idénticos a los de un individuo para evitar rechazos en el caso
de transplantes.

14. Procedimientos de clonación
Clonación por transferencia
nuclear
Clonación por reprogramación

17. • ORGANISMOS GENÉTICAMENTE MODIFICADOS
• Los organismos genéticamente modificados (OGM) son aquellos a los que,
mediante técnicas de ingeniería genética, se les han alterado su ADN.
• Los individuos TRANSGÉNICOS son un tipo de OGM.
• Un organismo transgénico es aquel al que se ha introducido uno o varios genes
de otra especie totalmente distinta, por ejemplo se puede introducir en el ADN
de una planta, un gen de una bacteria. De esta forma se consiguen individuos
con características distintas a los individuos naturales (resistencia a plagas y
temperaturas extremas, mayor producción, crecimiento rápido, etc).
Proceso de obtención
de organismos
transgénicos

19. Los transgénicos
• Gracias a la ingeniería genética, se puede introducir artificialmente entre el material genético de una
especie uno o varios genes, que proporcionen características ventajosas, a cualquier variedad cultivada.
Para ellos se emplean vectores y otras tecnologías.
• Estos organismos que poseen genes que no son propios, se llaman transgénicos.
• A un organismo se le puede introducir un gen procedente de cualquier otra especie: por ejemplo,
podemos introducir a una variedad de maíz un gen de salmón y conseguir que no se congele.
• Así, pueden crearse variedades más resistente (al frío, a plagas…), más nutritivas…
• En el caso de animales, las aplicaciones son variadas:
• Animales resistentes a enfermedades o más productivos (leche, carne, huevos…).
• Animales destinados a investigación (por ejemplo, de enfermedades humanas)
• Fabricación de órganos para trasplantes a humanos.
• Animales que producen medicamentos o sustancias médicas humanas (hormonas…).

21. • TERAPIA GÉNICA
• Consiste en introducir genes sanos en células que presentan estos genes defectuosos.
• Para la introducción de los genes se requiere un vector o vehículo que puede ser un virus, o más
recientemente preparados moleculares.
• La terapia génica puede ser la solución para corregir las enfermedades hereditarias y algunos tipos
de cánceres.
• Existen dos métodos:
• Terapia génica in vivo: se inocula al paciente directamente con el vector y los genes que deben
alcanzar las células diana o blanco.
• Terapia génica ex vivo: Las células a tratar son extraídas del paciente, manipuladas en el
laboratorio y finalmente reintroducidas de nuevo en el paciente
• Problemas: los genes sanos son introducidos en las células diana mediante un vehículo que suele
ser un virus, el gen debe ser colocado correctamente, sólo se puede trabajar con un gen y a veces
se generan reacciones de rechazo
• Actualmente se ha mejorado mucho la técnica pero sigue habiendo problemas.

22. TERAPIA GÉNICA “IN VIVO”

23. TERAPIA GÉNICA “EX VIVO”

25. • OTRAS APLICACIONES
• Producción de sustancias de interés. Ejemplo: producción de insulina

26. Fabricación de sustancias de interés humano
• A una bacteria se le
introduce el gen que
codifica para una proteína
(por ejemplo, insulina)
• La bacteria se reproduce a
gran velocidad,
transmitiendo ese gen a sus
hijas
• Las bacterias producen
insulina humana que es
purificada y empleada por
enfermos diabéticos
• Otras proteínas: Interferón
para la esclerosis múltiple,
hormona del crecimiento,
vacunas, proteínas para la
industria alimentaria o de
limpieza.

27. • Prevención de enfermedades genéticas