Cultura Cientí fica 1 Bachillerato

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1 Cultura Cientí fica 1 Bachillerato 3. La revolución genética: biotecnología Actividades de consolidación 1. Cualquier molécula de ADN formada por la unión de segmentos de ADN de origen diferente es: a) ADN basura. b) ADN recombinante. c) ADN complementario. 2. Existe alguna relación entre la secuencia de bases de una cadena de ADN, la secuencia de bases de una molécula de ARNm y la secuencia de aminoácidos de una proteína? 3. Para separar una mezcla de moléculas de ADN en bandas, cada una de ellas formada por miles de moléculas de ADN de la misma longitud lo que se hace es: a) Un ensayo de hibridación con una sonda de ADN. b) Una electroforesis, por ejemplo, en gel de agarosa. c) Una secuenciación del ADN. 4. La siguiente secuencia corresponde a una molécula de ADN de cadena doble de un determinado organismo: A T G A A T T C G A A G C T T G Grupo Editorial Bruño, S. L.

2 Consultando la tabla siguiente, contesta a las cuestiones: Enzima Puntos de restricción EcoRI HindIII PstI BglII a) Qué fragmentos de restricción se originarán tras la incubación de la molécula de ADN con la endonucleasa de restricción EcoRI? b) Y si se utiliza HindIII? 5. Analiza y comenta la situación que se plantea en el texto siguiente y que podría ser real en un futuro no muy lejano: Sr. y Sra. Gillespie, buenos días. Soy el Dr. Percibal Longman, encargado del Programa de Análisis Genético de la Seguridad Social. El resultado de los análisis a los que han sido sometidos revela que, si ustedes tienen un hijo, hay un 12,5 % de probabilidades de que sea portador del gen de predisposición a una enfermedad degenerativa del tejido muscular. Hoy en día el tratamiento de esta enfermedad se realiza con éxito, pero es muy costoso. Debo informarles que la Ley sobre Prevención de Discapacidades de Origen Genético aprobada el año pasado por el Parlamento Europeo les permite tener hijos, ya que no alcanzan el 33 % a partir del cual se establece la prohibición, pero deben saber que la Seguridad Social no se hará cargo de los gastos que genere la posible enfermedad de su hijo. Adopten ustedes la decisión que crean más conveniente. 6. En un laboratorio de biotecnología, un grupo de científicos está trabajando en el diseño de diferentes organismos genéticamente modificados de segunda generación cuando son informados de un grave incidente: los contenedores que acumulan los residuos radiactivos de baja y media actividad, almacenados en el cementerio nuclear de Carleg, están agrietados y se teme que exista emisión de radioisótopos, lo que puede afectar a las personas y al medio ambiente. Qué tipo de OGM podría desarrollar este grupo de biotecnólogos para solucionar el problema? 7. El proceso de síntesis de proteínas se denomina: a) Transcripción. b) Traducción. c) Replicación. 2 Grupo Editorial Bruño, S. L.

3 8. El sida y la «enfermedad de las vacas locas» nos han demostrado lo fácil que es para las enfermedades saltar de una especie a otra, con gravísimas consecuencias. Si trasplantar un corazón de cerdo transgénico a una persona, posiblemente, sería un éxito, por qué crees que aún no se ha realizado esta operación? 9. La biotecnología actual permite crear copias de animales gracias a una técnica que se conoce como: a) Duplicación. b) Transgénesis. c) Clonación. 10. Sabrías explicar qué es un animal knockout y para qué se diseñan? 11. El ADN es una macromolécula formada por la unión de otras moléculas más sencillas llamadas: a) Cromatina. b) Aminoácidos. c) Nucleótidos. 12. Para clonar un fragmento de ADN, este debe ser introducido en: a) Un vector de expresión. b) Una sonda de ADN. c) Un vector de clonación. 13. Las células procariotas carecen de núcleo. Dónde crees que se realizan los procesos de transcripción y traducción? 14. Una parte del genoma humano no tiene función conocida y representa el: a) 95 % del genoma. b) 33,5 % del genoma. c) 99,99 % del genoma. 15. Construye las dos cadenas de ADN del cual se obtuvo por un proceso de transcripción la siguiente secuencia de ARN: AUGCCUAGGCUCAAUACGGUGA 16. Las células madre adultas son células: a) Totipotentes. b) Pluripotentes. c) Multipotentes. 3 Grupo Editorial Bruño, S. L.

4 17. Las células madre embrionarias son células: a) Totipotentes. b) Pluripotentes. c) Multipotentes. 18. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) permite: a) Obtener millones de copias de un segmento específico de ADN mediante la repetición de múltiples ciclos de replicación del ADN in vitro. b) Obtener millones de copias de un segmento específico de ADN mediante un proceso denominado transformación. c) Obtener millones de copias de un segmento específico de ADN mediante bibliotecas o genotecas de ADN. 19. La insulina es una hormona que se produce en el páncreas y controla la concentración de azúcar en la sangre. Las personas diabéticas no la producen en cantidad suficiente, por lo que muchas de ellas deben inyectarse insulina para corregir el problema. En la actualidad la insulina humana es producida por ingeniería genética. Describe el proceso que se sigue para su obtención. 20. En la siguiente figura se muestra el número de genes de distintas especies así como el porcentaje de coincidencias entre el genoma de una persona en relación con otras personas y con otras especies animales (chimpancé, ratón, gusano de tierra y mosca del vinagre). Qué conclusiones puedes sacar de su estudio? 4 Grupo Editorial Bruño, S. L.

5 Soluciones 1. b). 2. En la secuencia de bases del ADN se encuentra la información genética necesaria para sintetizar una proteína. Sin embargo, esa información no puede utilizarse directamente, sino que se emplea para sintetizar una molécula de ARN m en un proceso que recibe le nombre de transcripción. De esta manera el ARN m lleva en su secuencia de bases la información hasta los ribosomas, que son los orgánulos encargados de descifrar el ARN m, y en ellos se lleva a cabo la síntesis de la proteína, proceso denominado traducción. 3. b). 4. a) Fragmentos de restricción originados tras la incubación de la molécula de ADN con la endonucleasa de restricción EcoRI: Secuencia de reconocimiento : A T G A A T T C G A A G C T T G Fragmentos de restricción : A T G T A C T T A A 5 Grupo Editorial Bruño, S. L. A A T T C G A A G C T T G G C T T C G A A C b) Fragmentos de restricción originados tras la incubación de la molécula de ADN con la endonucleasa de restricción HindIII: Secuencia de reconocimiento: A T G A A T T C G A A G C T T G Fragmentos de restricción: A T G A A T T C G A A G C T T G Respuesta abierta. Los alumnos deberían valorar la problemática ética que plantea la utilización de la biotecnología, así como la importancia de la misma en el campo de la prevención de enfermedades de origen genético. 6. De la misma forma que se utilizan determinados microorganismos en los procesos de biorremediación, se podrían diseñar bacterias genéticamente modificadas para limpiar las zonas donde se acumulan los residuos nucleares, eliminando el peligro, que de otra manera, dura miles de años.

6 7. b). 8. No se ha realizado ningún xenotransplante por temor a transferir virus y enfermedades porcinas al ser humano. 9. c). 10. Los animales knockout son aquellos en los que se sustituye un gen funcional por otro mutante no funcional con el fin de examinar los efectos que este tipo de experimento tiene sobre el animal y poder conocer la función que desempeña el gen. Los ratones son los organismos más utilizados en ingeniería genética. Son modelos ideales para estudiar determinadas enfermedades en las personas porque la mayoría de sus genes actúan de una forma muy parecida al de los genes humanos. Su manipulación puede ayudar a conocer, por ejemplo, el funcionamiento de los genes que provocan el cáncer y así comprender la evolución de esta enfermedad. 11. c). 12. c). 13. En las células procariotas los procesos de transcripción y de traducción tienen lugar a la vez y en el citoplasma de la célula. Antes incluso de que haya finalizado la formación del ARNm, los ribosomas ya pueden proceder a su lectura. 14. a). 15. La doble cadena de ADN será: 16. c). 17. b). 18. a). TACGGATCCGAG TT ATGCCACT ATGCCTAGGCTC AATACGGTGA 19. Se aísla el gen de la insulina humana y se inserta en un vector de expresión, en este caso un plásmido bacteriano, con la ayuda de enzimas de restricción. Después se inserta el plásmido que transporta el gen humano en las bacterias que se transforman en bacterias transgénicas. Por último, las bacterias transgénicas se cultivan en un tanque de fermentación, del que se extrae la insulina. 20. El Proyecto Genoma Humano ha demostrado que la diferencia entre dos personas es tan solo del 0,01 %. Esto significa que compartimos con cualquier persona desconocida el 99,99 % del mismo ADN. Si comparamos con otras especies, las coincidencias con un chimpancé son casi del 96 %, con un ratón tenemos en común el 80 % de nuestros genes, con el gusano de tierra Caenorhabditis elegans la coincidencia es del 40 % y con la mosca del vinagre un 60 %. El número de nuestros genes es similar al número de genes existente en el chimpancé y en el ratón y no es muy superior al número presente en invertebrados como el citado gusano de tierra o la mosca del vinagre. 6 Grupo Editorial Bruño, S. L.

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