Ingeniería genética 4º ESO

INGENIERÍA GENÉTICA

Queridos alumnos y alumnas de 4º:

Para concluir el tema de genética molecular, vamos a realizar un trabajo práctico sobre la parte de ingeniería genética. Para ello, os facilitamos una serie de vídeos donde podréis ver de forma muy sencilla y didáctica una introducción a este campo de la biología y una selección de ejemplos de aplicaciones reales en el laboratorio mediante técnicas de ingeniería genética 🧬.

Os recomendamos ver todos los vídeos de esta entrada, pero más adelante veréis que cada caso práctico lleva asociado ciertos vídeos. Además de la información que podáis sacar de ellos, deberéis investigar en Internet de otras fuentes. Abajo os explicamos en qué consistirá el trabajo a realizar.

Vídeo 0. Bienvenid@s a Jurassic Park

Vídeo 1. Introducción a la ingeniería genética 

Vídeo 2. Clonación de genes mediante plásmidos 

Vídeo 3. Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)

Vídeo 4. Proyecto Genoma Humano

Vídeo 5. CRISPR. Edición de genes

Vídeo 6. Biorremediación ambiental

Vídeo 7. ADN y criminalística

• Caso 1: IDENTIFICACIÓN ADN (vídeo 0, vídeo 1, vídeo 7). La policía científica ha descubierto restos de sangre en la escena de un crimen. Se ha cotejado y, al parecer, no pertenecen a la víctima, una mujer, por lo que la pista se muestra como una pieza clave en la investigación. Existen tres varones sospechosos y se debe proceder al análisis del ADN para comprobar si pertenece a alguno de ellos. Para ello se ha procedido a realizar un estudio genético del cromosoma Y.

1. Describe la técnica que han utilizado los investigadores para descartar que la sangre sea de la víctima y cómo procederán para esclarecer si alguno de los tres sospechosos varones está involucrado en el crimen.
2. ¿Por qué la técnica del cromosoma Y descarta automáticamente que la sangre sea de mujer?
3. ¿Qué posibilidades abre la técnica del cromosoma Y en otro tipo de estudios?

• Caso 2: CLONACIÓN ADN (vídeo 0, vídeo 1, vídeo 2). La diabetes es una enfermedad que se manifiesta por presentar el individuo unos niveles anormalmente altos de azúcar en sangre que pueden provocar, en el peor de los casos, daños severos en órganos y tejidos, con un resultado irreversible (ceguera, gangrena, etc.) o incluso con con la muerte. Esta enfermedad está ocasionada por la ausencia de la hormona insulina, que es la encargada de dar una señal a las células de “secuestrar” este azúcar de la sangre. Hoy en día, mediante el suministro de insulina de forma intravenosa y por los mismos pacientes (previamente instruidos), se ha conseguido que la diabetes sea una enfermedad crónica con la que se puede llevar a cabo una vida totalmente normal. La técnica con la que se puede producir insulina humana de forma masiva es la clonación de ADN mediante plásmidos. 

1. Describe la técnica.
2. ¿Qué técnica se utilizaba anteriormente para producir insulina? ¿Por qué hubo que dejar de producirla de esa manera? ¿Qué se consigue produciéndola de esta manera?
3. Explica alguna otra utilidad de la técnica de clonación con plásmidos.

• Caso 3: PCR (vídeo 0, vídeo 1, vídeo 3). La trufa negra (Tuber melanosporum) es un manjar conocido y cotizado desde tiempo inmemorial en la cocina mediterránea. Se trata de un hongo ascomiceto que crece en el subsuelo en simbiosis con diferentes especies arbóreas y arbustivas, como la encina, el roble, el avellano o la coscoja, formando unas estructuras llamadas micorrizas. En una plantación dedicada a este cultivo, se han inoculado las raíces de encinas con esporas de trufa pero, tras dos años desde la plantación, el truficultor tiene dudas de que el hongo se esté desarrollando con éxito. Ha solicitado a una empresa que realice unos análisis de suelo para verificar la presencia del hongo (recordemos que éste es microscópico y no se puede ver a simple vista, únicamente el cuerpo fructífero -trufa- lo será). La empresa procederá a hacer un análisis mediante técnica PCR.

1. Describe la técnica de ingeniería genética que realizará esta empresa para comprobar la presencia/ausencia del hongo en el subsuelo de la plantación.
2. ¿Se ayudarán de alguna otra técnica para asegurarse del resultado?
3. Investiga alguna otra situación o estudio para los que se utilice la técnica PCR.

• Caso 4: ADN RECOMBINANTE (vídeo 0, vídeo 1, vídeo 2). El 2% de la soja producida en los Estados Unidos es transgénica, de la que un 40% se exporta a Europa. A la soja transgénica se le ha transferido un gen que produce resistencia al glifosato, que es el elemento activo de los herbicida.

1. Explica la técnica utilizada para obtener esta soja.
2. ¿Cuáles son los beneficios de esta soja?
3. ¿Qué compañía la obtuvo? ¿Por qué hay polémica con respecto a la misma? ¿Qué riesgos existen desde el punto de vista sanitario y ecológico? 
4. Busca otro ejemplo donde se use esta técnica.

• Caso 5: SECUENCIACIÓN (vídeo 0, vídeo 1, vídeo 4). Un genoma es una colección completa de ácido desoxirribonucleico (ADN) de un organismo, o sea, un compuesto químico que contiene las instrucciones genéticas necesarias para desarrollar y dirigir las actividades de todo organismo.

1. ¿Conoces el proyecto Genoma Humano? ¿Con qué técnica se llevó a cabo? 
2. ¿En qué nos podemos beneficiar con dicho proyecto?
3. Busca los últimos avances que hay al respecto.

• Caso 6: CRISPR-CAS9 (vídeo 0, vídeo 1, vídeo 5). El Capitán América es un supersoldado que aumenta su físico y mejorar sus tejidos cerebrales hasta alcanzar una estatura e inteligencia sorprendentes gracias a un suero especial que le proporciona el Gobierno. Además, le hace inmune a gases venenosos, enfermedades de todo tipo y le permite recuperarse a una velocidad asombrosa de cualquier herida. Sin embargo, en el mundo real no existe una poción mágica capaz de otorgar este tipo de capacidades a un posible justiciero. Lo que sí ha hecho la ciencia ha sido identificar los genes relacionados con el incremento de la masa muscular o del transporte de oxígeno en sangre. “Tenemos herramientas de edición genética —como la tecnología CRISPR/Cas9— que podrían, teóricamente, permitirnos localizar y enchufar los genes que hacen tus músculos más grandes, que te hacen mejor estratega, increíblemente rápido o que aumentarían tu resistencia

1. Investiga sobre esta novedosa técnica y di en qué consiste.
2. ¿Qué virus se han conseguido eliminar en humanos con esta técnica?
3. Se ha usado en terapia génica en humanos para el cáncer de pulmón, averigua algo más sobre esta noticia.

• Caso 7: BIORREMEDIACIÓN (vídeo 0, vídeo 1, vídeo 6). El aumento de la población y el desarrollo industrial sin precedentes alcanzados durante el siglo XX han elevado la presencia de contaminantes sólidos y líquidos convencionales a niveles críticos. La consecuencia ha sido la aparición de problemas de contaminación que antes se desconocían y para los cuales la sociedad no estaba preparada.

1. Averigua cómo los microorganismos nos pueden ayudar a solucionar este problema. ¿Cómo se llama esta técnica?
2. ¿A eliminar qué tipo de residuos nos pueden ayudar? Elige una y explícala.
3. Busca alguna noticia de periódico donde nos hable de esta técnica.

• El trabajo será por parejas o individual.
• Tenéis que elegir dos casos sobre los que queréis investigar (tenéis 7 para elegir).
• Deberéis profundizar un poco sobre el tema que elijáis. Subiré a la tarea una rúbrica de evaluación para que veáis los ítems que evalúo.
• Será en formato presentación (podéis utilizar keynote, PowerPoint o el que queráis). 
• La fecha de entrega del trabajo será el viernes 13 de marzo.
• El trabajo se enviará a la tarea publicada de Google Classroom de biología.
• Se evaluarán los siguientes estándares:
• 1.12.1. Diferencia técnicas de trabajo en ingeniería genética.   
• 1.14.1. Analiza las implicaciones éticas, sociales y medioambientales de la ingeniería genética.