Manipulando el ADN

Biología
Guía: Manipulando el ADN a nuestro beneficio
1
V
8
1
A
-
8
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0
2
L
B
I
U
G
Biología • Segundo Medio
Sección 1
Observando y
reflexionando
Actividad inicial ​En conjunto con tu compañero(a), analicen el siguiente fragmento de la entrevista
realizada a Lorna Haynes, titular de la Escuela de Ingeniería de Sistemas de la
Universidad de los Andes, Mérida, Venezuela y coordinadora de la Red de
Acción en Alternativas a Agrotóxicos de Venezuela, sobre los riesgos en el
cultivo de transgénicos y algunos de los “mitos” que circulan sobre este
controvertido tema, luego, respondan las preguntas.
“La agricultura transgénica no es sostenible”
¿Qué es un alimento transgénico?
Los “transgénicos” u organismos modificados genéticamente (OMG) son organismos nuevos creados en
laboratorio, cuyas características se han alterado mediante la inserción de genes de otras especies, lo
cual les aporta nuevas características heredables.
¿Cómo influye un gen extraño en el resto del genoma (de los organismos modificados)?
No se sabe. De hecho, no se trata de introducir un solo gen…en adición al gen asociado a la característica
que se desea introducir, se introducen otros genes promotores y marcadores. No se puede controlar ni
predecir cuántas de estas combinaciones de genes se insertarán, ni donde se ubicarán en los
cromosomas, ni si serán estables. Los genes interactúan. Dependiendo de donde “caigan” los transgenes,
podrían dar lugar al silenciamiento de otros genes, en cuyo caso no se expresarían ciertas características
normales del organismo, o su expresión podría cambiar.
¿Cambiarán las propiedades nutritivas de los alimentos?
Según las empresas promotores de los transgénicos, los cultivos transgénicos son “sustancialmente
equivalentes” a los cultivos no-transgénicos y afirman que su composición en términos de carbohidratos,
aceites y otras sustancias no difiere significativamente entre los dos tipos de cultivos. Todos los cultivos
transgénicos producen nuevas proteínas que nunca han sido parte de la alimentación y que pueden
causar alergias y otras enfermedades.
BBC Mundo, 02 de junio, 2004​. http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_3769000/3769945.stm
1. ¿Para qué se crean los alimentos transgénicos?
________________________________________________________________________________________________
_______
2. ¿Qué consecuencias le podría traer al organismo transgénico la adición de genes exógenos?
_________________________________________________________________________________________
______________
_________________________________________________________________________________________
______________
__________________________________________
3. ¿Qué peligros para la población humana podría
______________
acarrear la producción de alimentos transgénicos?
ME ANALIZO
__________________________________________
______________
¿Qué me piden hacer en la pregunta N° 3?
__________________________________________ Reconocer
Comparar
______________
Evaluar
__________________________________________
______________
2​
Cpech
Manipulando el ADN a nuestro beneficio
Sección 2
Investigando
Marca el ​emoticon ​que mejor se relacione con tus conocimientos actuales acerca del tema.
Luego, al finalizar la clase, vuelve a esta página y marca el ​emoticon d
​ e la segunda fila que
mejor represente tus conocimientos adquiridos.
Ahora:
¿Sé qué es la ingeniería genética?
Después:
Ahora:
¿Sé qué es biotecnología?
Después:
Ahora:
¿Sé cuáles son las consecuencias de las
modificaciones genéticas en OBJETIVOS DE
los organismos?
CLASE
✔
LA
Después:
¿Sé cuáles son las
aplicaciones médicas de la Ahora:
ingeniería genética?
Después:
¿Sé en qué consiste la
clonación?
Ahora:
Después:
OBJETIVO DE CLASE
✔ ​Comprender la aplicabilidad de la ingeniería genética en distintos
campos. ​✔ ​Analizar las implicancias de la biotecnología en el mundo
actual. ​✔ ​Comprender el proceso de clonación.
3
Cpech ​
Biología • Segundo Medio
I. BIOTECNOLOGÍA: ADN RECOMBINANTE
El siguiente esquema muestra la producción de insulina humana a través de la técnica
Actividad 1 ​
de ADN ​
recombinante. Junto a tu compañero, analicen el esquema y respondan las preguntas.
Células humanas
del páncreas
recombinante
recombinante
Introducción del
plásmido
parte
INFORMACIÓ
N
RELEVANTE
ADN ​4
Bacteria
Insulina
La ​biotecnología
corresponde al
uso de
organismos o
Gen humano de
Extracción y purificación
1
producción de insulina
en la bacteria
7
técnicas y procesos que
permiten
de ellos para obtener un
beneficio, utilizando
Corte del plásmido con
obtener nuevos productos.
humana
2
Crecimiento de
las colonias de
bacterias
recombinantes
enzimas de
restricción ​3
ADN genómico
Plásmido
recombinante
bacteriano
5
Tanque de
Bacteria
bacteriano​
Insulina humana ​6
Plásmido
fermentación
1. ¿Por qué el procedimiento del esquema corresponde a una aplicación biotecnológica? Justifica.
_________________________________________________________________________________________
___________________
_________________________________________________________________________________________
__________
2. La técnica utilizada corresponde a la del ADN recombinante. Explica con tus palabras en qué consiste esta
técnica.
_________________________________________________________________________________________
___________________
_________________________________________________________________________________________
__________
3. ¿Por qué las bacterias facilitan este tipo de procedimiento? ¿Qué otro organismo utilizarías?
_________________________________________________________________________________________
___________________
_________________________________________________________________________________________
__________
_________________________________________
_____
¿Para qué se produce insulina por medio de esta
técnica? ¿Qué te parece su impacto en la
sociedad?
_________________________________________
_____
_________________________________________
_____
_________________________________________
_____
_________________________________________
_____
_________________________________________
_____
INFORMACIÓN RELEVANTE
En la ​ingeniería genética ​se utilizan
herramientas moleculares importantes,
como las ​enzimas de restricción​, que se
encargan
de cortar el ADN en sitios
específicos; las
​ligasas​, que unen
fragmentos de ADN y los ​vectores​, que se
encargan de transferir segmentos de ADN
desde un organismo a otro.
4​
Cpech
Manipulando el ADN a nuestro beneficio
La terapia génica corresponde a diversas aplicaciones médicas para el tratamiento de
Actividad 2 ​
enfermedades producidas por una alteración genética. El siguiente esquema
muestra la producción de una proteína humana normal a través de la técnica de
ADN recombinante. Junto a tu compañero, analicen el esquema y respondan las
preguntas.
forma que no pueda
reproducirse
1. Se extraen las
células del paciente
3. Se inserta un
gen de interés
en el virus
7. Las células
modificadas
genéticamente
producen la proteína o
la hormona deseada
6. Las células
modificadas se inyectan
al paciente
2. En el laboratorio
se modifica un
virus de
RELEVANTE
La ​terapia génica ​sustituye
el gen defectuoso por uno
sano. De esta forma, la
producción de la proteína
en cuestión será normal,
por lo que la terapia génica
actúa sobre el origen de
una
enfermedad para
corregirla
de
forma
definitiva.
4. El virus modificado
se mezcla con
células del paciente
INFORMACIÓN
5. Las células del paciente se
modifican genéticamente
1. ¿Qué enfermedades se pueden tratar con esta técnica?
_________________________________________________________________________________________
__________
_________________________________________________________________________________________
__________
2. ¿Qué función cumple el virus en este procedimiento?
_________________________________________________________________________________________
__________
_________________________________________________________________________________________
__________
3. Un individuo tratado con esta técnica, ¿podría heredar el gen defectuoso a sus hijos? Justifica.
_________________________________________________________________________________________
__________
_________________________________________________________________________________________
__________
_________________________________________________________________________________________
__________
ME ANALIZO
¿Qué me piden hacer en la
pregunta N° 3?
Reconocer
Comparar
Analizar
5
Cpech ​
Biología • Segundo Medio
Actividad 3
La técnica del ADN recombinante también se
utiliza en la industria alimentaria, por ejemplo, se
han creado plantas transgénicas que presentan
características deseadas, como ser resistentes a
Aislamiento del gen
“cry” de ​B. thurigiensis
herbicidas e insectos o presentar mayor valor
nutricional. El siguiente esquema muestra la
producción de una planta transgénica. Junto a tu
compañero, analicen el esquema y respondan las
preguntas.
12
​
Introducción en ​A. tumefaciens G
​ en
3
Transferencia a células vegetales
INFORMACIÓN
RELEVANTE
“cry” Cromosoma Plásmido Ti
insectos ​6
El ​gen “cry” ​es un gen
bacteriano capaz de sintetizar
una proteína que actúa como
toxina para algunos insectos
plaga, pero es inocua para
mamíferos, aves y otros
Cultivo “in vitro”
insectos.
Cromosoma con gen “cry”
Multiplicación celular
Planta transgénica resistente a
4​
5
1. ¿Qué función cumplen las bacterias ​B​. t​ hurigiensis ​y ​A.​ ​tumefaciens e
​ n el proceso de transgénesis?
_________________________________________________________________________________________
__________
_________________________________________________________________________________________
__________
2. ¿Qué ventajas supone para el ser humano la creación de plantas resistentes a insectos?
_________________________________________________________________________________________
__________
_________________________________________________________________________________________
__________
3. ¿En qué otros organismos se puede realizar este tipo de modificaciones genéticas?
_________________________________________________________________________________________
__________
_________________________________________________________________________________________
__________
INFORMACIÓN RELEVANTE
____
Plantas transgénicas de tabaco para
descontaminar suelos
Se han utilizado plantas de tabaco modificadas
genéticamente para biorremediación de suelos
con TNT residual, compuesto químico orgánico
explosivo utilizado durante la Segunda Guerra
Mundial para fabricar armamento. Para eliminar
este residuo se sembraron plantas de tabaco
capaces de producir una mayor cantidad de
bacterias descomponedoras del explosivo.
¿Qué otras aplicaciones biotecnológicas
conoces? Describe una.
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_____________________________________
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_____________________________________
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6​
Cpech
Manipulando el ADN a nuestro beneficio
II. BIOTECNOLOGÍA: CLONACIÓN
La clonación corresponde a una técnica que produce una o varias copias de una
Actividad 4 ​
molécula,
célula u organismo, idénticas al original. En 1997 nació Dolly, el primer
mamífero clonado mediante la técnica de transferencia nuclear, la cual consiste en
usar el núcleo de una célula embrionaria en desarrollo, el cual porta toda la
información genética del organismo, y posteriormente trasplantarlo a un ovocito
para que comience la formación del embrión. Junto a tu compañero, analicen el
esquema y respondan las preguntas.
Célula de la ubre de
oveja 1
Oveja 1
Hay dos tipos de ​clonación​, una
corresponde a la ​reproductiva​, la
cual busca obtener individuos
genéticamente idénticos entre sí; la
otra es la ​terapéutica​, que busca
producir tejidos u órganos
Oveja 2
Núcleo donante (2n)
Fusión mediada
por ​shock ​eléctrico
Remoción del núcleo
del ovocito
Ovocito (n)
de oveja 2
INFORMACIÓN RELEVANTE
3
Embrión
Formación de
embrión
Implantación de
embrión en oveja 3
Oveja clonada
(Dolly)
para trasplantes.
Oveja
_________________
3. ¿Qué otros animales crees que han sido clonados?
Convérsalo con tu profesor(a) y compañeros.
___________________________________________
_________________
1. ¿Hay variabilidad genética en el proceso de
clonación?
___________________________________________
___________________________________________
_________________
ME ANALIZO
_________________
___________________________________________ ¿Qué contenido(s) comprendo y soy capaz de
explicar a mis compañeros?
_________________
Biotecnología.
Ingeniería genética.
2. ¿Cuál es el beneficio de esta técnica para el ser
ADN recombinante.
humano?
Clonación.
___________________________________________
Biorremediación.
_________________
Terapia génica.
___________________________________________
4. ¿Se ha aplicado esta técnica en seres humanos? ¿Qué consideraciones éticas crees que se debiesen
considerar? Discútelo con tu profesor y compañeros.
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_________________________________________________________________________________________
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_________________________________________________________________________________________
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Biología • Segundo Medio
Cpech ​
Sección 3
Concluyo y
me evalúo
un mapa conceptual de los
Haz una pausa​ Confecciona
​
contenidos ​
tratados en la clase.
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Cpech
Manipulando el ADN a nuestro beneficio
Resuelve los siguientes ejercicios.
1. ​Respecto al ADN recombinante, es correcto afirmar que
A) es un proceso de recombinación genética natural.
B) utiliza enzimas ligasas para cortar el ADN y recombinarlo.
C) corresponde a una técnica de ingeniería genética para clonar organismos.
D) es un proceso en el que se corta la hebra de ADN y se le inserta un segmento de ADN foráneo.
2. ​Existe una variedad de maíz modificado genéticamente, conocido como MON 810, el cual está diseñado
para resistir plagas de gusanos barrenadores. El siguiente esquema muestra su proceso de producción.
característica se busca.
Integración del gen en
2
A partir de una bacteria,
se aísla el gen cuya
1
un fragmento de ADN de otra bacteria.
Bacteria 1
Gen
Fragmento
de ADN
3
Multiplicación del gen mediante el cultivo de
las bacterias.
Gusano barrenador
B​acteria 2
4
Se fijan copias del gen
en micropartículas de
metal tungsteno.
Tejido
vegetal
sobre células vegetales.
6
5
Mediante presión de gas, se Resultado: la planta posee
proyectan esas partículas
El gen se integra a los
cromosomas de algunas
células.
concluir que
las características buscadas (resistencia al gusano barrenador).
Con relación al esquema, es correcto
A) la planta de maíz transgénica presenta características extraídas del ADN de la bacteria 2.
B) el nuevo gen se inserta en las plantas mediante una microinyección en el tejido vegetal. C)
la planta del paso 6 es capaz de producir bacterias tóxicas para el gusano barrenador. D) la
bacteria 1 presenta una sustancia tóxica para el gusano barrenador.
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Cpech ​
Biología • Segundo Medio
3. ​El siguiente esquema muestra la técnica de ADN recombinante para inmunizar a un chimpancé.
Extracción del ADN
del virus
Integración del plásmido
híbrido en el núcleo de
ADN
Plásmido
bacteriano
una célula de levadura
proteínas viricas con
poder inmunológico
La levadura fabrica las
Producción de
inmunuglobulinas
contra el virus
Inyección de proteinas
víricas en un chimpancé
Respecto al esquema, es correcto inferir que
A) la técnica del ADN recombinante inmuniza al chimpancé contra una bacteria.
B) la levadura permite la recombinación del ADN bacteriano con el ADN viral.
C) la técnica del ADN recombinante permite crear vacunas para virus.
D) el chimpancé forma inmunoglobulinas contra las levaduras.
4. ​En relación con la variabilidad genética en el proceso de clonación de la oveja Dolly, es correcto afirmar
que
A) es alta, ya que participa el material genético de las ovejas donante del núcleo, donante del ovocito y
el de la portadora del embrión.
B) no hay variabilidad genética, ya que no hay recombinación ni nuevos ordenamientos de genes de
distintos progenitores.
C) es baja, ya que solo existe la variabilidad limitada al efecto que ejerce el ambiente sobre Dolly. D)
hay variabilidad genética durante el proceso de proliferación celular del embrión.
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Cpech
Manipulando el ADN a nuestro beneficio
5. ​El siguiente esquema representa el primer proceso de clonación en ​Xenopus​, realizado por primera vez en
el año 1960.​Xenopus
Línea salvaje Renacuajo
​
Linea albina
Se toman células
con
Núcleo Irradiación
​
intestinales
UV Ovocitos
Ovocito anucleado
Transplante de​
núcleo
Renacuajo y rana adulta albina
Respecto al esquema, es correcto inferir que
A) la rana clonada corresponde a la línea albina.
B) el trasplante de núcleo se realiza por medio de irradiación UV.
C) el material genético es extraído por irradiación con UV desde la línea salvaje.
D) las células intestinales entregan el citoplasma para el alojamiento del material genético de la línea
albina.
Ahora vuelve a la página 3 y marca el ​emoticon ​que mejor represente tus
nuevos conocimientos.
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Cpech ​
_____________________________________________________
Han colaborado en esta edición:
Directora de Desarrollo Académico e Innovación Institucional
Katherine González Terceros
Coordinadora PSU
Francisca Carrasco Fuenzalida
Equipo Editorial
Karla Hernández Quijada
Claudia Tapia Silva
Equipo Gráfico y Diagramación
Cynthia Ahumada Pérez
Daniel Henríquez Fuentes
Vania Muñoz Díaz
Tania Muñoz Romero
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