Resumen de Genética Molecular y Aplicaciones Biotecnológicas

## Introducción La biotecnología utiliza organismos vivos o sus componentes para producir bienes y servicios útiles. En este material nos centraremos en aspectos relacionados con vectores biológicos (como plásmidos y bacteriófagos) usados para introducir fragmentos de ADN en microorganismos y en el ADN mitocondrial: su estructura, herencia y aplicaciones en estudios poblacionales y evolutivos. Se explican conceptos paso a paso, con ejemplos prácticos y comparaciones claras. ## 1. Vectores biológicos: plásmidos y bacteriófagos ### ¿Qué es un vector biológico? > Un vector biológico es un vehículo molecular (plásmido, virus, etc.) usado para introducir un fragmento de ADN en una célula huésped y permitir que ese ADN se exprese o se replique. ### Plásmidos: características y uso práctico - Son moléculas de ADN circular, extracromosómicas, presentes en muchas bacterias. - Se pueden modificar para incluir un gen de interés (por ejemplo, el gen que codifica una proteína humana). - Cuando la bacteria hospeda el plásmido y se replica, también replica el plásmido y produce las proteínas codificadas por el ADN insertado. Ejemplo práctico: - Si se inserta el gen de la insulina humana en un plásmido y se transforma una cepa bacteriana, las bacterias producirán insulina recombinante mientras se cultivan; esto permite obtener insulina en gran cantidad y a bajo costo. ### Bacteriófagos como vectores - Los bacteriófagos son virus que infectan bacterias. Se pueden manipular para transportar ADN exógeno. - Al infectar una bacteria, el fago inyecta su ADN; si ese ADN contiene el fragmento deseado, el material recombinante se propagará durante la infección y ensamblaje viral. Comparación rápida (tabla): | Característica | Plásmidos | Bacteriófagos | |---|---:|---:| | Forma de ADN | Circular | Lineal o circular según tipo | | Mecanismo de propagación | Replicación autónoma en la bacteria | Infección y ensamblaje viral | | Uso común | Producción proteica, clonación | Bibliotecas genómicas, entrega eficiente | | Ventaja | Simples, fáciles de manipular | Alta eficiencia de entrega | | Desventaja | Tamaño de inserto limitado | Pueden lisar la célula huésped | Did you know que los plásmidos suelen portar genes de resistencia a antibióticos que facilitan su selección en laboratorio? Esto se aprovecha para identificar células que han recibido el plásmido. ## 2. ADN mitocondrial: estructura, función y herencia ### ¿Qué es el ADN mitocondrial (ADNmt)? > El ADN mitocondrial es el material genético propio de la mitocondria, generalmente en forma circular, que codifica genes esenciales para la función mitocondrial y se replica de forma independiente del ADN nuclear. Puntos clave sobre la mitocondria y su ADN: - La mitocondria es un orgánulo esencial para la producción de energía celular mediante procesos dependientes de oxígeno. - Su ADN es circular y compacto, con aproximadamente 37 genes en humanos, la mayoría sin intrones y con funciones específicas en la respiración celular y síntesis de proteínas mitocondriales. - El ADNmt se replica independientemente del ADN nuclear y la mitocondria produce algunas de sus propias proteínas y regula su transcripción. ### Origen evolutivo: teoría endosimbiótica - Se plantea que las mitocondrias provienen de bacterias ancestrales que entraron en simbiosis con células eucariotas primigenias y, a lo largo del tiempo, se integraron como orgánulos. - La evidencia clave es la presencia de ADN circular propio en las mitocondrias y similitudes genéticas con bacterias. ### Herencia mitocondrial materna - El ADNmt se hereda casi exclusivamente por vía materna: durante la fecundación, las mitocondrias del espermatozoide suelen degradarse y solo permanecen las de la madre en el cigoto. - Esto permite rastrear linajes maternos y estudiar la historia evolutiva y migraciones de poblaciones humanas. Aplicación práctica: - En genética poblacional se analiza el ADNmt para reconstruir árboles filogenéticos maternos, identificar