Libro de texto Fundamentos de GyB-Etapa 4

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ETAPA

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Biotecnología
Propósito formativo: Examina las aplicaciones de la ingeniería genética y la
biotecnología para relacionarla con la bioética.
En esta etapa aprenderemos qué es la biotecnología y cómo ha estado
presente en la humanidad, mucho antes de que así se le definiera, con
procesos tan antiguos como la elaboración de cerveza. Posteriormente,
estudiaremos qué es la ingeniería genética y en qué consiste la tecnología del
ADN recombinante. Más adelante, se revisarán algunas de las aplicaciones
de la ingeniería genética en la agricultura, la medicina o la identificación
personal. Finalmente, se abordarán algunas cuestiones éticas que surgen
de la aplicación de estos procesos biotecnológicos.

88 Biotecnología
Fundamentos de Genética y Biotecnología
A pesar de lo que se podría creer, el término biotecnología es bastante antiguo.
Fue acuñado en 1917 por Károly Ereki, un ingeniero húngaro, para referirse a todos
los métodos de transformación y producción de bienes que involucren organismos
vivos en su proceso. Aunque esta definición se refiere a procesos de producción a
través de todo tipo de organismos o sistemas biológicos, habrá que puntualizar que
la biotecnología ha evolucionado, desde la generación de bienes a partir de tecnologías
de selección de plantas y animales, hasta los procesos de transformación de genes,
en donde intervienen campos del conocimiento relacionados, como la biología
molecular, ingeniería genética, ingeniería molecular, etcétera.
La definición actual y oficialmente aceptada de biotecnología, acuñada por el
tratado multilateral de 1992 en la Convención de Diversidad Biológica y reivindicada
en 2010 en el Protocolo de Nagoya, es: “Toda aplicación tecnológica que utilice
sistemas biológicos y organismos vivos, o derivados, para la creación o modificación
de productos o procesos para usos específicos” (Secretaría del Convenio sobre la
Diversidad Biológica, 2011, p. 4).
Reproducción selectiva
Desde hace miles de años, el ser humano ha modificado la información genética
de plantas y animales para obtener individuos con las características deseadas. La
reproducción selectiva es el proceso por el cual el ser humano elige individuos (plantas
o animales) con características deseables y favorece su reproducción, permitiendo que
los rasgos fenotípicos de interés se presenten en las siguientes generaciones.
Como ejemplo, todas las frutas, hortalizas, cereales y vegetales que consumimos
tuvieron antepasados silvestres, que crecían en la naturaleza y que tenían características
totalmente diferentes a los que conocemos hoy en día. Nuestros antepasados
descubrieron y comieron estas plantas silvestres, tomaron sus semillas y las reprodujeron
en condiciones más controladas, es decir, las domesticaron. A lo largo de miles de años,
se fueron seleccionando las plantas más grandes, con mejor sabor o con colores más
llamativos, hasta llegar al híbrido mejorado que comemos actualmente. Así, hemos
producido zanahorias de color anaranjado, cuando en realidad eran moradas; plátanos
delgados, con semillas imperceptibles y de color amarillo, cuando su antepasado
silvestre era verde, gordo y estaba lleno de grandes semillas, etcétera.
El abuelo del alimento más mexicano
Actualmente existen métodos confiables para conocer la historia de la biotecnología,
más allá de los registros hechos por las civilizaciones mesoamericanas antiguas.
Estudios arqueológicos, datación de carbono 14, espectroscopía y técnicas genéticas
sobre semillas han permitido echar una mirada al pasado y descubrir cómo nuestros
antecesores mexicanos utilizaron la biotecnología para producir el alimento más
importante de nuestra historia: el maíz. El logro más importante de la historia vegetal
no se dio en un laboratorio, ni siquiera en tiempos recientes. Ocurrió hace 9 mil años
en el suroeste mexicano, a unos cuantos kilómetros de la ciudad de Iguala, Guerrero,
justo en el poblado de Xihuatoxtla.

Si visitamos algunas milpas en esa región
encontraremos una planta pequeña con mazorcas
miniatura, de solo 8 a 12 granos, de color café jaspeado
y semillas duras. Hoy en día, esta planta es reconocida
entre los agricultores como una “mala hierba” y es
arrancada, quemada o fumigada antes de la siembra
del maíz. Sin embargo, esta peculiar mazorca llamada
teocintle o milpa de rayo es en realidad el ancestro de
lo que hoy conocemos como maíz (figura 4.1).
A inicios del siglo pasado se creía que el ancestro
del maíz se había extinguido, pues no había nada
en la naturaleza que se le pareciera. Incluso los fósiles
más antiguos de mazorcas, datados hace 6 mil años,
eran idénticos al maíz actual. En 1932, George Beadle,
un estadounidense de 28 años que estudiaba un
doctorado en genética, visitó las milpas mexicanas y
recolectó plantas de teocintle, las llevó al laboratorio
y descubrió que los cromosomas del teocintle y el maíz
eran casi idénticos. Incluso, tal como hizo Mendel con
los experimentos de chícharos, Beadle produjo un
híbrido fértil entre ambas plantas para mostrar su
estrecha relación. Es decir, a partir de dos líneas puras,
una de teocintle y otra de maíz, se logró generar una
descendencia fértil capaz de heredar rasgos del fenotipo
y genotipo de ambas plantas (figura 4.2). Beadle
publicó sus resultados en los que concluía que el
teocintle era el ancestro del maíz. Muchos botánicos
dudaron de sus afirmaciones pero, como ese mismo
año ganó una beca para realizar otros estudios genéticos
con enzimas —que eventualmente le significaron
un premio Nobel—, el tema del teocintle fue dejado
de lado. Casi 40 años después, al jubilarse, Beadle
regresó a su investigación inicial: el maíz.
El ahora experimentado genetista realizó una hibridación
entre el teocintle y el maíz para encontrar
cuántos genes diferenciaban a las dos plantas. Al estilo
mendeliano, Beadle produjo una generación F1 proveniente
de maíz y teocintle puros. Así, esta generación
F1 tendría una copia de cada gen: una proveniente del
teocintle y otra del maíz.
Luego se cruzarían los híbridos de la generación
F1 para producir la generación F2, en donde si solo
un gen hacía la diferencia entre estas plantas, una de
cada cuatro plantas serían genéticamente iguales al
teocintle y 1/4 serían idénticas al maíz.
Desafortunadamente, un solo gen no marcó la
diferencia entre las plantas y habría que producir más
híbridos. Esto significaba que, si el camino del teocintle
Figura 4.1 El teocintle (izq.), el maíz (der.) y algunos de
sus híbridos (centro).
Figura 4.2 Producción de una generación F1 a partir de
teocintle y maíz puros.
Figura 4.3 Resultados esperados del cruce de dos híbridos
de F1. Uno de cada cuatro es teocintle puro, uno de
cada cuatro es maíz puro y dos de cuatro son híbridos.
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Etapa 4. Biotecnología

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Fundamentos de Genética y Biotecnología
al maíz era de dos genes, una de cada 16 plantas debería ser idéntica al teocintle y
1/16 debería serlo al maíz. Si elevamos la disparidad a tres genes serían 1/64 y así
sucesivamente. Beadle era un apasionado del maíz y cultivó 50 mil plantas para demostrar
que 1/500 plantas era similar al teocintle y 1/500 al maíz. Esto significaba
que solamente cuatro o cinco genes eran responsables de la variación de las principales
características entre las dos plantas. Beadle tenía razón: el ancestro silvestre del
maíz estuvo entre nosotros todo el tiempo.
Hibridación
La hibridación es un mecanismo en el que se cruzan individuos de especies distintas
lo cual puede producir descendencia fértil o no. La hibridación puede ser un proceso
natural o artificial, tanto en plantas como animales.
Hibridación natural
El proceso de hibridación natural se define como la generación de un individuo
entre dos progenitores de diferentes especies o subespecies con la única intervención
de las presiones medioambientales. Por ejemplo, en la última edad de hielo europea
conocida como Würm, hace 120 mil años, las condiciones climáticas indujeron una
migración masiva de especies, provocando que dos de ellas, el Homo neanderthalensis
u hombre de Neandertal y Homo sapiens o humano moderno, se encontraran y
compartieran territorio mezclando su ADN. Los neandertales se extinguieron hace 30
mil años, pero dejaron algo de su especie en nuestro ADN. Este es un buen ejemplo
de hibridación natural que prosperó entre dos diferentes especies (neanderthalensis
y sapiens) de un mismo género (Homo).
Asimismo, la evolución de las plantas se ha dado por este mismo fenómeno
biológico definido por el botánico Verne Grant como “el cruzamiento al azar entre
poblaciones que tienen una historia previa de aislamiento ecológico” (Flores, Vega,
Aguirre y Valencia, 2016, p. 76). Esto quiere decir, especies que están alejadas debido
a que sus requerimientos ambientales son diferentes. La hibridación natural
se presenta cuando especies cercanas —que tendían a divergir geográficamente—
restablecen contacto en una zona común y forman híbridos poblacionales que adquieren
características diferenciadoras. Estas son de tal grado que ya no se les puede
considerar parte de esa especie, sino de una nueva. Este tipo de hibridación tiene el
inconveniente de que produce híbridos a una tasa extremadamente baja.
Hibridación artificial
La hibridación, sin embargo, no siempre se da por causas ecológicas. En ocasiones
es provocada con la intención de mejorar las características de cada organismo al
reproducirlo. Es decir, cuando el híbrido se produce con intervención de métodos
creados por el hombre. A este proceso se le denomina hibridación artificial. Tal
como mencionamos en el tema “Reproducción selectiva”, las técnicas de hibridación
artificial en plantas son milenarias y han sido utilizadas para el aprovechamiento y
selección de ciertas características hortícolas, alimenticias o medicinales. La historia
“moderna” de la hibridación de plantas fue detallada en 1694 por el alemán Rudolf
J. Camerarius, quien aseveraba que era posible fertilizar una planta femenina con

polen de una planta masculina. Años después, en 1717, aparece descrito el primer
híbrido artificial de claveles, generado por Thomas Fairchild. Finalmente, las leyes de
la herencia propuestas por Mendel, en 1865, son quizá los experimentos que mejor
detallan la metodología para producir híbridos artificiales en plantas.
Por su parte, casi todos los animales han evolucionado a partir de mutaciones
dadas por su proceso de hibridación natural. Sin embargo, algunas de ellas las hemos
provocado los seres humanos. El ejemplo más conocido es, quizás, el de la mula
(Equus mulus). Este híbrido se da cuando, en estado de cautiverio, se cruza a un
burro o asno (Equus africanus asinus) con una yegua (Equus ferus caballus), dando
como resultado un híbrido más dócil que la yegua y más fuerte que el burro. Ambas
especies parentales tienen diferente número de cromosomas: el caballo tiene 64 y el
burro 62. La mula tiene 63 cromosomas, lo que origina un desbalance genético en
la meiosis, haciendo a este híbrido prácticamente estéril.
Otro ejemplo de estos animales ha sido el Canis familiaris mejor conocido como perro.
Si nos detenemos a pensar por un momento, ¿cómo es posible que en una misma
especie pueda existir una variabilidad tal que un pequinés pese apenas un kilogramo y
un san bernardo pueda alcanzar los 80 kg? Existe una hipótesis que afirma que todo
comenzó hace 15 mil años, cuando un grupo de lobos se acercó a los asentamientos
humanos y compartió alimento con ellos, quienes generación tras generación fueron
domesticándolos.
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Etapa 4. Biotecnología
Endogamia
En la época victoriana, en Europa, las familias reales tenían mucho interés por
la eugenesia, es decir, la reproducción selectiva para favorecer ciertos rasgos que
consideraban socialmente superiores. En Inglaterra, por ejemplo, al no existir muchos
pobladores con las características que la realeza consideraba superiores, provocó que
ineludiblemente existiera reproducción entre individuos de ascendencia común, es
decir, de una misma familia. Este fenómeno se conoce como endogamia y reduce
considerablemente la variación genética, debido a que los individuos heredan la misma
información codificada en los alelos, lo que aumenta las probabilidades de que las
generaciones hereden rasgos recesivos en común y sean afectadas por trastornos
genéticos.
Esta práctica se extendió a los criadores de perros, por lo que muchos canes se seleccionaban
escrupulosamente según sus características físicas: color de pelo, forma
y tamaño del cuerpo, forma de la cabeza, longitudes de extremidades, entre otras.
Los perros que conocemos hoy en día —y que hemos clasificado en razas— son el
resultado de una crianza a lo largo de los últimos tres siglos. La definición de raza
proviene de una convención entre criadores que validan y certifican a los perros según
su ascendencia y las características heredadas. Por ejemplo, un golden retriever
de raza pura debe ser descendiente de progenitores certificados y, a su vez, ambos
abuelos también deben estarlo. Es decir, debe descender de por lo menos dos generaciones
certificadas pero, ¿qué tan bueno es tener un perro de raza pura?
Del mismo modo que en las familias reales, el concepto de preservación de la
raza ha traído a los canes más consecuencias negativas que positivas. Como ya se ha
mencionado, tanto perros como humanos verán mermada la heterogeneidad genética
por poblaciones reproductivas cerradas, lo que significa una disminución en las
oportunidades de introducir nuevos alelos.

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Fundamentos de Genética y Biotecnología
Figura 4.4 Perro de raza bulldog.
Las razas derivadas de un pequeño grupo de progenitores que han experimentado
los efectos del síndrome de “popularidad del progenitor macho”, en el que
un macho es responsable de un gran número de descendientes, se caracterizan por
una heterogeneidad genética incluso menor. Un estudio reciente demostró que 10
mil pugs tienen la misma variedad genética que solo 50 de sus progenitores; si cualquiera
de estos pugs quisiera introducir nuevos alelos a su descendencia, tendría que
buscar una pareja fuera de este numeroso grupo.
Este tipo de eventos ha hecho que los perros pertenecientes a una “raza pura”
sean víctimas de deformaciones, sufran enfermedades congénitas y disminuyan su
periodo de vida. Por ejemplo, 60 % de los golden retreviers muere de cáncer; 33 %
de los king charles spaniels sufre migrañas por tener un cráneo demasiado pequeño
para su cerebro; y los gran danés sufren alteraciones cardiacas porque su corazón no
es lo suficientemente grande para su cuerpo.
Quizá la raza de perro más afectada por la cruza selecta sea el bulldog. Cien años
de disminución de heterogeneidad genética ha causado
que este perro tenga una nariz muy chata, con la cual le
resulta complicado respirar, y una cabeza tan grande que
no puede nacer de forma natural, teniendo que recurrir
a la cesárea. Además, su cola crece hacia adentro, por lo
que todos estos animales sufrirán de displasia de cadera.
Su esperanza de vida es la más reducida entre los perros,
siendo de tan solo seis años.
Algunas organizaciones se han promulgado en contra
de la preservación de las razas puras entre los perros,
reportándolas como abuso animal. Aunque no se cumplan
los estándares arbitrarios de estética canina, lo mejor para
todos los organismos desde el punto de vista evolutivo
es la diversidad genética. Este término se utiliza para
describir las diferencias genéticas entre los individuos de
una población.
¿Sabías que...?
Hace un par de décadas arrancó uno de los proyectos más ambiciosos para descubrir los genes
del perro: el “Proyecto genoma canino”. En las etapas iniciales se recolectaron muestras
de ADN de diferentes razas, para guiar la interpretación de sus 38 pares de cromosomas no
sexuales, así como los X y Y. Para el año 2003, se tuvo un mapa de referencia completo de
los 2800 millones de pares de bases que forman el genoma del perro.

La biotecnología en el tiempo
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Durante siglos, los microorganismos han sido utilizados para obtener diversos productos
de interés comercial e industrial. La biotecnología ha aprovechado las funciones de
estos microorganismos para desarrollar diversos procesos, algunos de los cuales han
acompañado al hombre desde tiempos remotos. La historia de la biotecnología puede
dividirse a grandes rasgos en: biotecnología antigua, que comprende la elaboración
de bebidas alcohólicas, de pan y de productos lácteos; y en biotecnología moderna,
que abarca las aplicaciones de la ingeniería genética.
Etapa 4. Biotecnología
Fabricación de pan
en Mesopotamia.
Hace
6000
años
Louis Pasteur
descubre a los
microorganismos
responsables de la
fermentación.
Dimitri Ivanovski
descubre el agente
causante de la
enfermedad del mosaico
del tabaco (virus).
Hace
4400
años
1850
1881
1892
1919
Fabricación
de cerveza en
Egipto.
Robert Koch
sienta las
bases de la
microbiología
médica.
Károly Ereki
acuña el término
biotecnología.
Alexander Fleming
descubre la
penicilina.
Watson y Crick
proponen el
modelo de doble
hélice para el ADN.
1928
1952
1953
1972
Joshua Lederberg introduce el
término plásmido y William Hayes
descubre la conjugación bacteriana.
Paul Berg genera
la primera
molécula de ADN
recombinante.
Cohen, Chang
y Boyer
producen
el primer
transgénico.
1973
1978
Producción de
insulina a nivel
laboratorio
usando ADN
recombinante.
Figura 4.5 Línea
de tiempo de la
biotecnología.

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Fundamentos de Genética y Biotecnología
En la figura 4.5 se muestra una línea de tiempo de la biotecnología, en la que se
incluyen algunos de los sucesos más importantes que han permitido su desarrollo.
Enseguida, revisaremos brevemente la historia de la cerveza y de los antibióticos.
Más adelante, estudiaremos algunas de las técnicas de la ingeniería genética que usa
la biotecnología moderna.
El primer brindis
Si nos remontamos 8000 años atrás, podríamos encontrar los primeros registros de
procesos biotecnológicos de transformación de productos a partir de microorganismos.
En el museo de Louvre, en París, se encuentra una tabla sumeria, perteneciente a la
primera civilización de la historia: Mesopotamia. En esta tabla se detalla el proceso
para elaborar una bebida nutritiva, duradera y embriagadora que actualmente
conocemos como cerveza.
En el desierto de Medio Oriente —donde se ubicaba esta civilización— el calor, la
agricultura y la creciente población del imperio demandaban una gran cantidad de
agua potable. Con una mezcla de cereales germinados como malta, trigo y cebada se
hacían panes que, posteriormente, se hervían en agua. La mezcla se separaba con un
colador, se machacaba con semillas silvestres y zanahorias, previamente masticadas, y
se dejaba reposar por días en toneles cerrados, hasta que el líquido comenzaba a fermentarse.
Los habitantes de Mesopotamia no buscaban embriagarse con esta bebida,
la fabricaban por su carácter ácido en el que muchos microorganismos no pueden
prosperar; esto los proveía de una bebida higiénica que se podía almacenar. Incluso se
podía preparar con agua ligeramente contaminada, pues no solo el alcohol, sino los
ácidos orgánicos inhibían el crecimiento de microorganismos patógenos.
La biotecnología más antigua en la que se utilizaron microorganismos para la
transformación de productos fue una bebida hecha con una mezcla de granos
fermentados que permitió a las primeras civilizaciones un avance revolucionario y una
herramienta fundamental para la supervivencia. Así pues, la sed por preservar una cultura
no se calmó con agua, sino con cerveza.
Antibióticos
Los antibióticos son considerados, quizá, el descubrimiento más importante de la
medicina. Un antibiótico (del griego, anti, que significa contra y bios/vida) es una
sustancia que sirve para inhibir o eliminar el crecimiento de las bacterias. En 1928,
Alexander Fleming, un médico escocés que trabajaba con cultivos de Staphylococcus
aureus —bacteria capaz de producir infecciones graves— descubrió por casualidad
una medicina completamente nueva. Después de un descanso de fin de semana, al
regresar a su laboratorio, observó que una de las placas de cultivo que había desechado
no se había sumergido completamente en la solución detergente y que en
uno de sus costados había crecido un hongo. Aunque no era raro que los cultivos de
bacterias se contaminaran con hongos, lo extraño era que las bacterias alrededor
de ese hongo habían desaparecido. Fleming descubrió que este hongo, llamado
Penicillium, producía una sustancia capaz de evitar el desarrollo de las bacterias. Esta
sustancia fue denominada penicilina.
Posteriormente, en la década de 1940, los científicos Ernst Chain y Howard Florey
lograron aislar la penicilina y desarrollar un método de síntesis que permitió obtenerla

en grandes cantidades, para poder aplicarla en humanos y producirla comercialmente.
En este sentido, los primeros intentos para producir penicilina consistieron en el
crecimiento del hongo en la superficie de un medio de cultivo. Posteriormente, se
desarrolló un método de fermentación con el que se disminuyó el espacio requerido
y los costos de producción. Actualmente, la penicilina también se produce de forma
sintética en el laboratorio.
Después de la penicilina surgieron otros antibióticos que actúan sobre diversos
tipos de bacterias, de tal forma que hoy contamos con aproximadamente cien tipos
diferentes. Estos han modificado nuestra respuesta ante las infecciones, pero su uso
excesivo —como tomarlos sin receta médica o para infecciones virales— y el mal
uso —como no respetar la dosis o la duración del tratamiento— ha favorecido
la aparición de resistencia bacteriana. Limitar el uso de antibióticos a los casos
estrictamente necesarios permitirá que sigamos contando con ellos en un futuro.
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Etapa 4. Biotecnología
Ingeniería genética
El descubrimiento de la estructura del ADN, en la década de 1950, representó un
enorme paso en el avance de la biología. Sin embargo, dos décadas después, el desarrollo
de nuevas formas de estudio y de manipulación del ADN inauguraron una
nueva era en la investigación científica: la ingeniería genética. Se le denomina así
al conjunto de herramientas y métodos que permiten aislar una secuencia específica
de ADN de un organismo, manipularla y colocarla en un individuo diferente. La ingeniería
genética está sustentada en un conjunto de métodos que son esenciales en
la caracterización y manipulación del ADN, entre los que se encuentran la tecnología
del ADN recombinante y la reacción en cadena de la polimerasa.
Tecnología del ADN recombinante
La tecnología del ADN recombinante hace referencia a la manipulación de la
información genética para crear nuevas combinaciones de ADN en las que se integran
genes o segmentos de genes provenientes de diferentes organismos. Aunque
en esta sección haremos énfasis en la recombinación del ADN llevada a cabo en el
laboratorio, comenzaremos por revisar de manera somera las estrategias que tiene
la naturaleza para recombinar el ADN.
Recombinación del ADN en la naturaleza
Durante la meiosis
Durante la meiosis I hay un proceso denominado entrecruzamiento, en el cual los
cromosomas homólogos intercambian material genético. Esto permite que cada
gameto contenga una mezcla de los alelos de los cromosomas originales, de tal
forma que tanto el óvulo como el espermatozoide contienen ADN recombinante
proveniente de ambos padres. Este ADN es heredado a la descendencia (Audesirk,
Audesirk y Byers, 2013, p. 242).

96
Fundamentos de Genética y Biotecnología
Durante la transferencia genética horizontal en las bacterias
La transferencia genética horizontal se presenta cuando un organismo transfiere
material genético a otro que no es su descendiente. Este mecanismo tiene lugar
entre las bacterias mediante tres procesos: la transformación, la transducción y la
conjugación (Solomon, Berg y Martin, 2013, pp. 520-523).
Transformación
La transformación es el proceso por el cual las bacterias incorporan segmentos de
ADN que no les son propios, captándolos del entorno. El ADN que se encuentra en el
ambiente puede provenir del material genético liberado por otra bacteria, por ejemplo,
al morir. La transformación tiene por finalidad la incorporación de ADN extraño
en el cromosoma de la bacteria receptora dando lugar a un cambio genético estable
(figura 4.6a).
El ADN extraño, encontrado en el ambiente, puede presentarse también en forma
de plásmido. La mayoría de las células procariotas tiene su información genética
contenida en un único cromosoma circular (del tamaño de millones de nucleótidos). Sin
embargo, también pueden presentar unos pequeños anillos o moléculas circulares de
ADN (del orden de mil a cien mil nucleótidos) muy enrollados denominados plásmidos.
Estos son independientes del cromosoma bacteriano principal y contienen genes que
le podrían permitir a la bacteria presentar resistencia a los antibióticos, adaptarse
a circunstancias ambientales adversas o utilizar nutrientes específicos. Además, los
plásmidos pueden replicarse de forma autónoma por lo que en una bacteria puede
haber varias copias.
Mediante el proceso de transformación, el plásmido es incorporado por la bacteria
huésped, pero permanece como una estructura independiente del cromosoma
bacteriano principal (figura 4.6b).
Figura 4.6 La
transformación en bacterias
ocurre al incorporar en el
cromosoma bacteriano a)
fragmentos de ADN de otro
organismo b) plásmidos.

Transducción
En la transducción los virus que infectan a las bacterias (bacteriófagos) transportan
el material genético de una bacteria a otra. Inicialmente el fago se adhiere a
la pared bacteriana, inyecta su
material genético y aprovecha
toda la maquinara de la célula
para replicarlo, junto con otras
proteínas. A partir de estos componentes,
se ensamblan nuevas
partículas virales que, posteriormente,
provocarán la ruptura
o lisis de la célula. En este proceso,
algunos virus encapsulan
una porción del ADN bacteriano
a los que se les denomina
bacteriófagos transductantes.
Cuando este bacteriófago infecta
una nueva bacteria, el ADN
transportado por el virus se integra
al cromosoma de la bacteria
obteniéndose ADN recombinante
(figura 4.7).
Figura 4.7 En la transducción, un bacteriófago transfiere información genética de una
bacteria a otra, obteniéndose ADN recombinante.
97
Etapa 4. Biotecnología
Conjugación
En el caso de la conjugación dos bacterias entran en contacto y una de ellas le transfiere
material genético a la otra. Para hacerlo, una célula bacteriana, denominada donadora,
provee el ADN que puede ser
aceptado por la célula receptora.
El material genético aportado
por la célula donadora puede ser
parte del ADN del cromosoma
de la bacteria o estar en forma
de plásmido. La célula donadora
produce una estructura parecida
a un tubo, conocida como pili
sexual, que le permite establecer
contacto con la otra célula
bacteriana. El pili sexual es un
puente de conjugación citoplasmática,
que funciona como un
camino a través del cual el plásmido
autorreplicado se transfiere
a la célula receptora. Finalmente,
la bacteria receptora se convierte
en una nueva bacteria donante
(figura 4.8).
Figura 4.8 En la conjugación, una bacteria donadora le transfiere un plásmido a una
bacteria receptora, a través del pili sexual.

98
Fundamentos de Genética y Biotecnología
Figura 4.9 Enzimas
de restricción.
Recombinación del ADN y su clonación en el laboratorio
Así como las bacterias pueden integrar material genético proveniente de fuentes
externas, que les permite sobrevivir a condiciones ambientales adversas o presentar
resistencia a antibióticos, nosotros podemos, a nivel laboratorio, seleccionar un gen
de interés, cortarlo e integrarlo en un organismo diferente, en el cual se expresará la
información del gen deseado. Una vez que esto se ha logrado, el ADN recombinante
puede ser copiado produciendo muchas copias idénticas del mismo. Esto se consigue
por medio de los siguientes pasos:
1) Cortar el ADN. Una vez que se ha identificado
al gen de interés, se utilizarán unas enzimas
especiales para cortar de manera controlada el
ADN en fragmentos más pequeños. Estas enzimas
se denominan enzimas de restricción
o endonucleasas de restricción. Muchas se
encuentran de forma natural en las bacterias,
pues las utilizan como mecanismo de defensa
para cortar cualquier ADN viral que haya sido
introducido por un bacteriófago en la célula.
Las enzimas de restricción funcionan también
como “tijeras moleculares” las cuales cortan
una secuencia específica de nucleótidos en
el ADN, dejando libres las cadenas sencillas a
las que se les llama “extremos pegajosos” y
a las que puede unirse un ADN ajeno, siempre
y cuando sus bases sean complementarias
(figura 4.9).
2) Incorporar el ADN en un vehículo molecular adecuado. Los fragmentos
de ADN obtenidos en el paso anterior no pueden entrar directamente a la
célula de interés. Para hacerlo, cada fragmento debe incorporarse a otra molécula
de ADN denominada vector, el cual esencialmente se comporta como
un vehículo molecular que puede entrar en la célula huésped, transportar el
ADN ajeno y replicarlo. Existen varios tipos de vectores, pero aquí nos referiremos
concretamente a los plásmidos que, como recordarás, son anillos de ADN
independientes del cromosoma bacteriano.
3) Recombinar el ADN. Para colocar el fragmento de ADN en el vector, ambos
deben cortarse con la misma enzima de restricción para generar extremos
pegajosos que puedan unirse mediante la complementariedad de bases.
Posteriormente, ambas muestras se mezclan para facilitar la formación de
puentes de hidrógeno entre las bases y, con la ayuda de la enzima ADN ligasa,
los extremos pegajosos se sellan permanentemente mediante la formación de
enlaces entre el azúcar y los fosfatos en la cadena de nucleótidos. El fragmento
de ADN integrado en el plásmido es un ejemplo de ADN recombinante,
obtenido de la unión de ADN que proviene de dos fuentes diferentes
(figura 4.10).

4) Transformar las células bacterianas.
El plásmido recombinante obtenido en el
paso anterior se mezcla con células bacterianas
(usualmente con las denominadas
Escherichia coli) las cuales son previamente
sometidas a tratamiento químico o a descargas
eléctricas, para mejorar su habilidad
para introducir el ADN del ambiente. Algunas
de estas bacterias captan el plásmido o
el ADN recombinante mediante el proceso
de transformación explicado con anterioridad
(De Erice, 2012, pp. 208-209) (figura
4.11).
99
Etapa 4. Biotecnología
5) Clonar el ADN recombinante. Las bacterias
que captaron el ADN recombinante son
seleccionadas y mantenidas en un cultivo
bajo condiciones especiales para obtener
una gran población. Cada vez que la bacteria
se divida replicará el ADN recombinante y
generará células hijas genéticamente idénticas, llamadas clones. Finalmente, estas bacterias serán
sometidas a otro proceso para que el gen exprese la proteína o producto de interés y este pueda ser
aprovechado (figura 4.11).
Figura 4.10 Obtención de ADN recombinante mediante la inclusión
de ADN de dos organismos.
Figura 4.11 Proceso de transformación y clonación de células bacterianas.
A estas bacterias o a cualquier organismo que tenga ADN proveniente de dos fuentes
distintas se les denomina Organismos Genéticamente Modificados (OGM).

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Reacción en cadena de la polimerasa
Fundamentos de Genética y Biotecnología
La reacción en cadena de la polimerasa (o PCR por sus siglas en inglés Polymerase
Chain Reaction) es otra herramienta importante de la ingeniería genética, desarrollada
por Kary Mullis en 1985, la cual permite generar numerosas copias de segmentos específicos
de ADN sin la necesidad de utilizar células para su clonación. Esta técnica se
utiliza en el diagnóstico médico de enfermedades infecciosas y genéticas, en el análisis
forense del ADN, en la investigación científica en el área de la biología molecular e,
incluso, en la paleontología, al estudiar las muestras de ADN de animales extintos.
Para llevar a cabo la PCR es necesario la muestra de ADN que se desea copiar, la
presencia de cebadores 1 de ADN como señales de inicio para la síntesis, nucleótidos
libres para ensamblar las nuevas cadenas y un tipo especial de ADN polimerasa resistente
al calor, que usualmente se extrae de una bacteria que vive en aguas termales.
Todos estos componentes se agregan en un tubo de ensayo formando una mezcla.
La PCR requiere de los siguientes pasos:
1) Calentar la mezcla contenida en el tubo de ensayo a 90-95ºC, lo que permite
que los puentes de hidrógeno que mantienen unidas a las dos cadenas de
ADN se rompan, obteniéndose ADN en cadena sencilla.
2) Disminuir la temperatura de reacción hasta los 50-70ºC, permitiendo que los
cebadores se adhieran al ADN de cadena simple.
3) Agregar ADN polimerasa, la cual reconoce a los cebadores como sitios para
comenzar la síntesis de ADN. Esta síntesis se lleva a cabo a una temperatura
aproximada de 70ºC. La ADN polimerasa añade nucleótidos libres a los cebadores
produciendo dos hebras nuevas de ADN.
Estos tres pasos constituyen un ciclo de PCR. Cada ciclo permite duplicar el número
de nuevas cadenas de ADN. Es decir, al final del primer ciclo tendremos dos
copias del ADN. Durante el segundo ciclo, ambas copias se utilizan como molde
y darán como resultado cuatro
copias de ADN. A partir de estas
cuatro, obtendremos ocho
copias y así sucesivamente (figura
4.12). Estos ciclos se repiten
entre 25 y 30 veces, de tal
forma que, después de aproximadamente
tres horas, el ADN
de interés se habrá amplificado
un millón de veces (Audesirk,
Audesirk y Byers, 2013, pp.
Figura 4.12 Tres ciclos de la reacción en cadena de la polimerasa, en donde se observa que
el ADN objetivo se duplica en cada uno.
244-245 y Freeman, 2009,
pp. 395-398).
1
Los cebadores son secuencias cortas de nucleótidos que proporcionan un extremo en el que la ADN
polimerasa inicia la replicación del material genético.

Electroforesis en gel
Las enzimas de restricción permiten cortar el ADN de interés en pequeñas piezas, con
lo que se obtiene un conjunto de fragmentos de material genético con diferentes
tamaños. La separación de estos segmentos permite analizar los resultados de la reacción
en cadena de la polimerasa, estudiar la estructura de las proteínas, investigar
muestras encontradas en escenas del crimen o realizar pruebas de paternidad. Para
lograrlo, se utiliza una técnica llamada electroforesis en gel en la que los fragmentos
son separados por tamaño al aplicar un campo eléctrico.
La muestra con ADN se coloca en unos pequeños huecos o pocillos de un gel poroso
hecho de agarosa (un polisacárido, formado por galactosas, que proviene de
las algas). Este gel se coloca en una solución conductora y, al aplicar el campo eléctrico,
los segmentos de ADN se desplazan a través de él hacia el polo positivo. Los fragmentos
están cargados negativamente por los grupos fosfatos presentes en los nucleótidos del
ADN y la velocidad a la que se mueven depende de su tamaño; los más pequeños llegan
más rápido al extremo positivo. El desplazamiento de los fragmentos se observa como
bandas en el gel; cada banda representa un grupo de moléculas de ADN con el mismo
tamaño. Finalmente, las bandas se hacen visibles bajo la luz ultravioleta debido a que se
les agrega un colorante fluorescente (figura 4.13).
101
Etapa 4. Biotecnología
Figura 4.13 Electroforesis en gel.

102 Aplicaciones de la ingeniería genética
Fundamentos de Genética y Biotecnología
La ingeniería genética ha abierto una ventana de nuevas líneas de investigación y, con
ello, el desarrollo de un gran número de herramientas en la implementación de nuevas
tecnologías. La oportunidad de poder realizar ingeniería dentro de las células empieza
a tener un fuerte y controvertido impacto en nuestras vidas. Quizás el campo de aplicación
que más se ha revolucionado con la ingeniería genética es la agricultura.
Agricultura
Alimentos genéticamente modificados
Estamos viviendo una era de expansión de la especie humana y, a medida que
aumenta la población, los recursos naturales se ven comprometidos. Cada vez son
más escasas las tierras fértiles libres de residuos minerales y salinos, así como el
agua disponible para producir alimentos. La promesa de generar mayor cantidad
de alimento, más nutritivo, a un costo más bajo y sin comprometer los recursos
naturales, ha llevado a los agricultores a ceder parte de sus tierras para producir
alimentos genéticamente modificados. Contrario al proceso de hibridación, en donde
se producen mutaciones mediante cruzas de la misma especie, este tipo de alimentos,
conocidos como OGM (Organismos Genéticamente Modificados), contienen genes
de otra especie, generalmente bacterias, que se introducen utilizando la técnica de
ADN recombinante.
Estados Unidos es el principal productor de alimentos genéticamente modificados.
En 2017 sembraron cerca de 73 millones de hectáreas de OGM, de las cuales 51 % es
cultivo de soya, 31 % maíz, 13 % algodón y 5 % canola.
Por medio de la ingeniería genética, los investigadores transfirieron el gen de la
bacteria Bacillus thuringiensis (Bt) —especie bacteriana que fabrica una proteína tóxica
únicamente para larvas de insectos— a las plantas de maíz y soya (denominados maíz
y soya Bt). De esta forma, los insectos como polillas, mariposas, moscas, escarabajos y
algunos gusanos son exterminados apenas prueban la planta. Así, los agricultores emplean
menor cantidad de pesticidas para la producción de alimentos.
Por otra parte, los herbicidas funcionan al inhibir una enzima fundamental para la
síntesis de aminoácidos. Sin estos aminoácidos, la planta no puede producir proteínas y
muere. En el caso del cultivo de soya, se ha incorporado un gen bacteriano que produce
esta enzima aún en la presencia de los herbicidas, con lo que la planta modificada no se
ve afectada. De esta manera es posible eliminar maleza sin dañar al cultivo de interés, aumentando
con ello su rendimiento al producir más en menos superficie. La soya también
ha sido modificada para producir aceite compuesto por ácidos grasos monoinsaturados,
con lo que la salud cardiovascular de los consumidores se ve beneficiada.
Otro ejemplo es el algodón, principal cultivo textil en el mundo, que también ha
sido modificado genéticamente para hacerlo resistente al ataque de insectos o al uso
de herbicidas. Asimismo, en regiones con escasez de agua se han transferido genes de
insectos resistentes a la sequía a las plantas de cultivo de maíz, frijol, azúcar de caña
y trigo. Estos resultados están siendo evaluados.
Por otro lado, algunas plantas modificadas genéticamente son resistentes a patógenos
virales. La información genética de la planta se ha modificado con un gen que

codifica una proteína de la cubierta viral, de modo que cuando la planta expresa esa
proteína se vuelve resistente a la infección provocada por ese virus.
También, algunas plantas se han modificado para producir medicinas. El nabo,
por ejemplo, puede producir un agente antiviral conocido como interferón, el tabaco
puede producir anticuerpos y las papas una proteína conocida como albúmina de
suero humana.
El uso de OGM en alimentos ha despertado gran confusión y una clara oposición
por parte de la población. Hay posturas muy bien fundamentadas de sus consecuencias.
Una de ellas es que las empresas que producen las semillas para el cultivo de
plantas modificadas conservan sus patentes, lo que provoca que pocas compañías
regulen el valor del mercado de la agricultura, y se pone en desventaja comercial a los
pequeños agricultores, sobre todos en los países en vías de desarrollo. Desde el punto
de vista ecológico, la producción de OGM daña la diversidad genética vegetal y la
salud nutricional de la tierra y, al favorecer los monocultivos, se corre un alto riesgo de
extinción de las especies vegetales. En el ejemplo de las plantas Bt se ha demostrado
que algunos insectos han desarrollado una resistencia a esta toxina lo que significa que,
en algún momento, estas plagas no se podrán exterminar más con este compuesto
y su presencia podría arrasar con los campos de cultivo. En el mismo contexto, los
genes Bt o de resistencia a los herbicidas pueden dispersarse fuera de las tierras del
agricultor. En 2006, investigadores de la Oficina de Protección al Ambiente de los
Estados Unidos, identificaron pastos resistentes a herbicidas a kilómetros de distancia
de las pruebas de cultivos transgénicos. A partir de análisis genéticos se demostró que
los genes resistentes escaparon en el polen de las plantas Bt.
Aunque existe una vasta cantidad de estudios al respecto, las consecuencias de
los alimentos OGM en la salud no se han esclarecido totalmente debido a un sinnúmero
de demandas y contrademandas establecidas por las grandes compañías
productoras de transgénicos que han impedido, por ejemplo, que se etiquete a los
productos que provienen de campos transgénicos o producidos con alimentos OGM.
Finalmente, las naciones y los consumidores tenemos el derecho de decidir
comprar o no productos modificados genéticamente. Para hacerlo, estos deben
ser claramente identificables y comercializarse por separado pero, ante la falta de
etiquetado obligatorio que permita a los consumidores tomar una decisión libre e
informada sobre los alimentos que están ingiriendo, el mercado para los productos
orgánicos está ganando lugar poco a poco.
103
Etapa 4. Biotecnología
Ganadería
A diferencia del fácil esparcimiento del polen, la mayoría de los animales para consumo
humano se desplazan por un área controlada y es poco probable que se puedan intercambiar
genes con animales silvestres, así que los peligros para la ecología se reducen.
Sin embargo, la amenaza de que algún animal transgénico escape y se reproduzca
fuera de una granja no es imposible.
Varios países desarrollan peces transgénicos de rápido crecimiento con la inserción
de genes que codifican para la hormona de crecimiento. El salmón transgénico
del Atlántico crece seis veces más que un salmón no modificado y, al ser más musculoso,
también es más rápido. ¿Qué consecuencias ecológicas habría si un salmón
sale del ambiente controlado en el que se desarrolla? Para evitar esto se ha decidido
producir salmones transgénicos sin la capacidad de reproducción. Sin embargo, un

104
Fundamentos de Genética y Biotecnología
pez de mayor tamaño reporta beneficios para la industria de los acuocultivos, pero
no lo es para la industria pesquera. Del mismo modo que en los cultivos de OGM,
el comercio del salmón es regulado por las compañías de producción transgénica.
Otro caso de estudio es el de los bovinos rBGH, las siglas vienen de una
modificación genética de la hormona de crecimiento recombinada. La hormona de
crecimiento bovina o BGH es la que tienen las vacas de forma natural; la rBGH es una
versión distinta producida por bacterias genéticamente modificadas. La producción
de una vaca rBGH aumenta entre un 10 % y 15 %. Este aumento supone un
beneficio para los ganaderos y para los consumidores. Sin embargo, las vacas rBGH
sufren más infecciones en los conductos mamarios y tienen que ser tratadas con
antibióticos, lo que significa un aumento en los costos de producción de la leche.
Además, cuando se inyecta a las vacas con rBGH no solo aumenta la producción
de leche, sino también la concentración de una proteína similar a la insulina IGF-1
presente en su organismo y en su leche. La alta concentración de IGF-1 está asociada
con la presencia de cáncer, aunque el vínculo entre esta proteína proveniente de la
leche y el cáncer en humanos no se ha estudiado a profundidad.
El rechazo o la aceptación de las nuevas tecnologías alimentarias depende en
gran medida del conocimiento de las personas sobre el tema. En algunos casos estas
decisiones son influenciadas por la prensa amarillista o la propaganda de estudios
científicos impulsados por compañías productoras de transgénicos o detractoras de
ellos. La reflexión sobre los alimentos OGM depende de formar ciudadanos informados
y activos en las políticas públicas hacia estas tecnologías.
Identificación personal
Huella digital del ADN
De la misma forma en la que cada humano tiene una huella digital única e irrepetible,
también se tienen fragmentos de ADN exclusivos y característicos para cada individuo.
Más del 99 % de todos los humanos comparte el mismo código de ADN, pero poco
menos del 1 % restante es singular para cada uno de nosotros. Estos segmentos únicos
de ADN están formados por pequeñas secuencias de bases (dos a cien nucleótidos)
que se repiten una tras otra a lo largo del genoma, conocidas como repeticiones cortas
de tándem. Una repetición corta de tándem o RCT se define como una secuencia de
pares de bases de ADN que se repiten a lo largo del material genético. Por ejemplo,
la RCT de una persona podría contener una secuencia de AGAT repetida siete veces
AGAT = 7 repeticiones AGAT = 6 repeticiones
AGAT
= 4 repeticiones = 19 repeticiones
AGAT
Figura 4.14
Ejemplo de una
repetición corta
de tándem.
AGAT
= 12 repeticiones = 14 repeticiones
AGAT
RCT sitio 1 RCT sitio 2

seguidas en cierta ubicación de su cromosoma y, en otra sección, la secuencia se repite
seis veces. Otra persona podría contener la misma secuencia, pero repetida solo cuatro
veces en un sitio y 19 en el otro, etcétera (figura 4.14).
La huella digital de ADN es una
técnica que se enfoca en el hecho de
que no hay dos personas que tengan
el mismo número de secuencias de
nucleótidos y, por lo tanto, el mismo
tamaño en los fragmentos de ADN.
Para llevar a cabo esta técnica, se obtiene
una muestra de ADN y, mediante
la reacción en cadena de la polimerasa
(PCR), se generan muchas copias de
este material genético, las cuales contienen
las repeticiones cortas de tándem.
Posteriormente, la muestra replicada se
corta en trozos mediante el empleo de
enzimas de restricción. Estos trozos contendrán
las RCT que serán separadas,
en función de su tamaño, mediante la
técnica de electroforesis. Los fragmentos
más cortos se desplazarán más rápido
que los largos. Con esta separación se
generará un patrón de bandas, único
para cada persona.
En las investigaciones criminales se
usa la técnica de la huella digital de
ADN; de este modo, al comparar las
RCT del sospechoso con la evidencia, se
puede determinar si es culpable o no. En
la figura 4.15, el sospechoso B muestra
el mismo patrón de bandas que el de la
evidencia recolectada en la escena del
crimen, por lo tanto, es el culpable.
Bajo este mismo principio se pueden
realizar pruebas de paternidad. En este
caso, el ADN del niño está conformado
por el de la madre y el padre, de tal
forma que el patrón de bandas de la
electroforesis debe coincidir con el de
ambos (figura 4.16).
La probabilidad de que dos RCT se
repitan es de uno en un quintillón, a
menos que los individuos sean gemelos
idénticos. Actualmente la huella digital
del ADN es una herramienta imprescindible
en las cortes de muchos países y
en la determinación de paternidad.
Figura 4.15 Empleo de la técnica de huella digital del ADN para determinar
al culpable de un delito.
Figura 4.16 Aplicación de la huella digital de ADN en una prueba de
paternidad.
105
Etapa 4. Biotecnología

106
Medicina
Fundamentos de Genética y Biotecnología
Tecnología del ADN para producir hormonas
En la actualidad, una de las enfermedades que más aquejan a la población es la
Diabetes mellitus. En México, es la causa principal de muerte con una estimación de
80 mil decesos por año, el equivalente a la población total del municipio de Linares,
Nuevo León. Esta enfermedad, además de provocar muerte prematura, es precedida
por una pérdida en la calidad de vida de los pacientes al desencadenar: ceguera en
adultos, insuficiencia renal terminal, amputaciones e infartos al miocardio.
Un paciente diabético es incapaz de producir la calidad y cantidad necesarias
de insulina. La insulina es una hormona producida en el páncreas, que toma la
glucosa de la sangre y la transporta al interior de las células somáticas para producir
energía; también se puede obtener de otros animales. Sin embargo, con la pandemia
de diabetes se han usado técnicas de ADN recombinante para generar bacterias
modificadas genéticamente capaces de producir la hormona. La insulina humana
producida por E. coli se convirtió en una de las primeras proteínas modificadas
genéticamente y aprobadas para su uso en personas. Actualmente, es raro entre los
pacientes diabéticos que utilizan insulina, encontrar uno que no haya utilizado la que
proviene de bacterias genéticamente modificadas.
Terapias génicas
Trastornos genéticos graves como la hemofilia, la fibrosis quística o la deficiencia
de ciertas enzimas que permiten digerir adecuadamente los alimentos, son producto
de la alteración de uno o varios genes en el ADN de los portadores. Estos
desórdenes genéticos son incurables, pero sus síntomas pueden aminorarse con
fármacos. No obstante, la terapia génica es una estrategia que busca curar estas
enfermedades. La terapia génica es la adición de alelos normales a las células
somáticas de los pacientes, con la finalidad de reemplazar los alelos defectuosos
o que están funcionando mal. Para lograrlo, los investigadores empaquetan una
copia normal del gen en ciertos tipos de virus que funcionan como vectores o
vehículos transportadores. Estos son neutralizados para que no provoquen enfermedad
cuando son usados en el paciente. El virus integra su material genético en
el ADN de las células somáticas del paciente y, si todo está en orden, el nuevo gen
producirá la proteína funcional.
Por otro lado, la terapia celular es una alternativa a la terapia génica. En esta,
las células se extraen del paciente o de otro individuo y son expuestas al vector en un
entorno de laboratorio. Cuando las células han sido modificadas con el gen funcional
son incorporadas nuevamente al paciente para que realicen su función.
La elección de la terapia génica o celular depende de la enfermedad y del tejido
afectado. La terapia génica ha tenido resultados favorables en el tratamiento de
algunas enfermedades. Sin embargo, aún deben superarse muchos obstáculos. Por
ejemplo, los vectores virales presentan una especificidad parcial, por lo que pueden
liberar a los genes en otra clase de células y esto podría tener consecuencias inesperadas
en el paciente. La búsqueda de mejores formas para administrar los genes y
dirigirlos a las células de interés es un área activa de la investigación.

Clonación de organismos
La clonación de un organismo consiste en obtener un nuevo individuo que sea
genéticamente idéntico al anterior. Para lograrlo se aplica una técnica denominada
transferencia nuclear de células somáticas. En 1996, un grupo de investigadores
del Instituto Roslin en Edimburgo, Escocia, logró aplicar por primera vez esta técnica
a una oveja: Dolly. Para ello, utilizaron dos ovejas: una de cabeza blanca y otra de
cabeza negra. De la oveja de cabeza blanca tomaron una célula de la glándula mamaria
(célula somática) y retiraron su núcleo diploide. Por otro lado, de la de cabeza
negra tomaron un óvulo (célula sexual) y retiraron su núcleo haploide. Posteriormente,
insertaron el núcleo diploide en el óvulo enucleado (sin núcleo), para formar un
cigoto al que después le aplicaron una descarga eléctrica para estimular el proceso
de división celular. El embrión resultante se cultivó in vitro hasta que alcanzó una
etapa en la que podía transferirse a una tercera oveja que desempeñó el papel de
madre anfitriona. El embrión se desarrolló adecuadamente y la oveja resultante fue
idéntica a la que donó el núcleo: la de cabeza blanca (figura 4.17).
107
Etapa 4. Biotecnología
Figura 4.17 Proceso de transferencia nuclear de células somáticas para la obtención de una oveja clonada.
Esta técnica ha permitido la obtención de clones de otros animales como ratones,
cerdos, caballos, perros y gatos. Sin embargo, el porcentaje de éxito en la clonación
es baja, aproximadamente del 2 o 3 %. Los individuos clonados tienen una alta probabilidad
de presentar defectos genéticos y su salud se ve disminuida, comparada
con los animales nacidos a través de la reproducción sexual. En el caso de la oveja
Dolly, esta tuvo problemas de salud a una edad relativamente corta pues exhibió

108
Fundamentos de Genética y Biotecnología
artritis a los cinco años y medio y, a los seis, tuvo que ser sacrificada a causa de cáncer
de pulmón. La vida promedio de una oveja es de 11 a 16 años (Audesirk, Audesirk
y Byers, 2013, pp. 156-157 y Solomon, 2013, pp. 373-376).
La clonación de organismos posibilita la solución de diversos desafíos. Por ejemplo,
con una tecnología similar a la utilizada para obtener a Dolly, es posible producir
embriones humanos clonados como fuente de células madre embrionarias. El núcleo
diploide de una célula somática humana puede introducirse en un óvulo enucleado
que después será estimulado para iniciar la división celular. En este caso, el embrión
nunca será implantado en una madre sustituta y servirá como fuente de células madre
embrionarias. Las células madre tienen la capacidad de convertirse en distintos
tipos de células permitiendo su aplicación terapéutica. Estas se pueden utilizar para
sustituir tejidos dañados con la ventaja de que serían idénticas a las del paciente, con
lo que se disminuyen los problemas de rechazo.
Aunque las ventajas potenciales de la clonación resultan esperanzadoras, esta
tecnología debe ser refinada antes de que su aplicación pueda generalizarse.
Bioética
Una ficción cada vez
más real
—Es que a mí me gustan los inconvenientes. —Dijo el Salvaje.
—A nosotros, no —dijo el Interventor–. Preferimos hacer las cosas con comodidad.
—Pues yo no quiero comodidad. Yo quiero poesía, quiero peligro real, quiero libertad, quiero
bondad, quiero pecado.
—En suma —dijo Mustafá Mond—, usted reclama el derecho a ser desgraciado.
—Muy bien, de acuerdo —dijo el Salvaje, en tono de reto—. Reclamo el derecho a ser desgraciado.
—Esto, sin hablar del derecho a envejecer, a volverse feo e impotente, el derecho a tener
sífilis y cáncer, el derecho a pasar hambre, el derecho a ser piojoso, el derecho a vivir en
el temor constante de lo que pueda ocurrir mañana; el derecho a pillar tifus; el derecho a
ser atormentado.
Siguió un largo silencio.
—Reclamo todos estos derechos –concluyó el Salvaje.
(Huxley, 2007, p. 186)
En 1932, Aldous Huxley, escritor y filósofo británico, publicó su obra más conocida: Un
mundo feliz. A pesar de que aún no existían publicaciones de aplicaciones en genética,
Huxley fue capaz de imaginar un futuro y plantear cómo el desarrollo biotecnológico podría
conducir a un mundo de individuos plenos, sin dolor, sin muerte ni envejecimiento, ajenos
a la idea de castigo o culpa. Un mundo totalmente controlado y feliz. A cambio de esto, las
personas que habitarían en este paraíso biotecnológico carecerían de libertad que, para el
acta constitutiva de los derechos humanos, es el rasgo característico del propio humano.
Curiosamente, los nuevos desarrollos biotecnológicos parecen estar sentando las bases de
un mundo placentero, en el que gracias a la biotecnología hemos erradicado (o por lo menos

controlado) un gran número de enfermedades. Hemos sido capaces de prolongar nuestra edad
para vivir más años, aunque aún no hemos evitado la muerte o la infelicidad. Los científicos
están trabajando en desdoblar por completo el código genético que nos vuelve humanos, para
poder reparar cualquier parte de él y reforzar los caracteres hereditarios para conducir al mejoramiento
localizado de la especie. La pregunta es, ¿estos nuevos seres que carecerían de una
parte de sus genes históricos heredados, diseñados con el propósito de evitar rasgos, como el
sufrimiento, que son inherentes a la humanidad, serían aún considerados humanos?
Afortunadamente, los problemas éticos de la ingeniería genética no han llegado hasta el
punto distópico planteado por Huxley en su novela. Sin embargo, son muchos y muy apasionantes
los eventos a los que la investigación bioética se enfrenta actualmente.
109
Etapa 4. Biotecnología
A continuación, revisaremos uno de los campos de investigación más importantes
en la actualidad: la bioética.
La genética va de la mano con la bioética
En 1970 Van Rensselaer Potter, un bioquímico del campo de la oncología, publicó un
artículo titulado “Bioética, la ciencia de la supervivencia” y un año después el multicitado
libro Bioética: un puente hacia el futuro. Con estas publicaciones se abrían las
puertas a un nuevo campo del conocimiento que deseaba tender un puente entre
los saberes culturales distintivos de las humanidades, como los valores éticos y los
hechos científicos, específicamente en los desarrollos biotecnológicos.
La bioética se define como “el estudio sistemático de la conducta humana en el
campo de las ciencias biológicas y la atención a la salud, mediante el examen de los
valores y los principios morales” (Warren, 1978). Esta definición, sin embargo, tiene
una visión reduccionista que ubica a la bioética como una disciplina o un campo de
conocimiento y deja de lado su aplicación, asimilación y traducción a la vida social.
Con la aparición de la bioética se desató la primera disputa, ¿el avance en el
desarrollo del conocimiento reflexivo debía consolidar la supervivencia humana y
mejorar su calidad de vida? O desde la perspectiva del Dr. Potter y un buen número
de investigadores, ¿esta forma de conocimiento debería presentarse con acciones
reflexivas sobre la vida biológica en sus diferentes manifestaciones, y no solo sobre
una configuración antropocéntrica que sitúa al ser humano como el centro de
reflexión ética?
La genética es solo un árbol en el gran bosque de conocimiento llamado bioética,
que es fácilmente identificable si aceptamos la actual distinción entre: macrobioética,
encargada de los asuntos de la vida en conjunto y la ética de los ecosistemas; y
la microbioética, que se enfoca en los fenómenos que se ocupan de las biotecnologías
genéticas y las ciencias de la salud. Lo cierto es que hoy en día, la ética de la
ingeniería genética compone un campo de conocimiento e investigación específico.
Como hemos visto en los temas anteriores, la pertinencia del desarrollo biotecnológico
tiene repercusiones directas sobre la vida, afecta nuestra forma de comer, beber,
reproducirnos, etcétera. El incremento en el desarrollo de biotecnologías es tal que,
forzosamente, nos obliga a reflexionar sobre los fines y medios de las investigaciones.
La valoración bioética de cualquier investigación se debe de ejercer atendiendo a los
valores de una sociedad que reconoce los fines de esta como propios.

110
Fundamentos de Genética y Biotecnología
Si pensamos que el ser humano es capaz de trabajar con material genético y
modificarlo, esto significa que se está codirigiendo el sentido de la evolución de las
especies. ¿Quiénes están legitimados para tomar decisiones sobre dichos asuntos y
hacia dónde se dirigirán estos procesos?
Cada vez que una investigación genética se propone o inicia su desarrollo, se
vislumbran tres panoramas:
1) Resistencia ante la investigación por las posibles consecuencias.
2) Absoluta libertad y confianza en los investigadores.
3) Proseguir la investigación con un soporte ético en donde los fines sean
congruentes con el desarrollo de la vida.
En este sentido, se profundiza sobre las decisiones de desarrollar o no investigaciones
de ingeniería genética. Sin embargo, no todas las naciones son electivas para
decidir sobre las propuestas de investigación genética, pues son los países del primer
mundo en donde existen recursos suficientes para desarrollarlas, relegando al resto a
meros dependientes morales de sus decisiones. Aunado a esto, vale la pena mencionar
que no son los países en sí quienes toman las decisiones, sino las compañías que
tienen sus sedes allí y que han invertido grandes sumas de dinero en el desarrollo de
estas investigaciones y no están dispuestas a detenerlas por problemas de carácter
moral.
Ante esta situación, podríamos pensar que lo sujetos adecuados para discernir
sobre este tipo de cuestiones son los propios investigadores que, como expertos,
entienden mejor que nadie las vicisitudes del desarrollo genético. Sin embargo, este
argumento se invalida con casos como el del instituto Riken, en Japón, en donde
se falsearon datos sobre el avance de una investigación en células troncales, con la
intención de desarrollar una cura para el Alzheimer. Esto hace pensar que los científicos
son expertos en medios y no en fines, ya que los fines son determinados por los
afectados por el desarrollo de la ciencia.
Debido a la actual influencia económica de los Estados por los sectores privados,
es claro que los políticos no pueden ser los responsables de este tipo de decisiones.
De acuerdo al carácter y principio ético de la autonomía de las personas para erigirse
como dueñas de sus vidas y las decisiones que las afectan, serían los propios ciudadanos
los responsables de promover estos desarrollos pero, ¿está la sociedad actual
educada para llevar a cuestas dicha responsabilidad?
Con todo esto, el panorama actual del desarrollo bioético es claro y las acciones
que es preciso consolidar son: la de educar sobre cuestiones genéticas en las
escuelas, de la manera más responsable posible, y la de promover debates públicos
en donde los ciudadanos informados —incluso asesorados por expertos— tomen
partido y sean capaces de tomar decisiones libres, reflexivas y conscientes.
Bioética y religión
Los temas relacionados a la bioética son multiculturales y evolutivos; varían de
acuerdo a los contextos sociales y culturales de cada entorno. La filósofa mexicana
Juliana González menciona que la bioética nacional debe ser de carácter laico y

poseedora de cuatro aspectos distintivos: “el imperativo de racionalidad y con ello
espíritu crítico, objetividad, conciencia histórica y social; se trata del reconocimiento
fundamental de la pluralidad o diversidad de perspectivas y posiciones, así como de
asumir la propia relatividad al igual que la perfectibilidad del conocimiento científico
y filosófico, siempre en proceso, sin obtener logros únicos, definitivos, absolutos”
(González, 2011).
De acuerdo a esta definición, la laicidad no implica antireligión pero sí antidogmatismos.
La bioética debe luchar contra la imposición de un punto de vista único,
promover una conciencia de la pluralidad y diversidad, y hacer de la tolerancia una
virtud basada en el respeto y la aceptación.
111
Etapa 4. Biotecnología
Bioética y legislación
Los avances en las investigaciones relacionadas con la bioética requieren una
respuesta por parte de la legislación, lo que ha tenido como consecuencia un
abundante y disperso compendio de leyes, pactos y normativas. Debido a que no
existe un concepto inequívoco de bioética, la UNESCO, al formular la Declaración
Universal sobre Bioética y Derechos Humanos en 2005, convino que no se podía
establecer una definición y su subsecuente aplicación legislativa unívoca sobre
la interpretación de la misma. Por ello, se han planteado diferentes perspectivas
emanadas de condiciones históricas, geopolíticas y culturales.
En México se ha hecho un esfuerzo por institucionalizar el desarrollo de la bioética
nacional. Por ello, en 1992, se creó la Comisión Nacional de Bioética (CONBIOÉ-
TICA) y el establecimiento de dos organizaciones autónomas: la Academia Nacional
Mexicana de Bioética, en 1995, y el Colegio de Bioética, en 2003. La tarea de estos
organismos consiste en analizar y discutir dilemas bioéticos de debate social y emitir
opiniones sustentadas por una extensa revisión bibliográfica.
En 2014, la CONBIOÉTICA consolidó el marco jurídico que ha fortalecido su
carácter rector y su función normativa como órgano de consulta, para establecer las
políticas públicas vinculadas con aspectos bioéticos, sobre todo, en el sector salud.
Como resultado de ello, esta Comisión logró la adición de la reforma a la Ley General
de Salud, para introducir de manera obligatoria Comités Hospitalarios de Bioética
y de Ética en Investigación en todos los hospitales y centros de investigación en
materia de salud en el país.
A pesar de los esfuerzos en el campo de la bioética en medicina y salud, en México
aun hace falta mucho por hacer, pues existen vacíos legales o leyes inexistentes. Un claro
ejemplo de esto es que no existe una ley que obligue a las empresas productoras de alimentos
a informar sobre el contenido de productos transgénicos. A pesar de que en 2016
fue presentada la iniciativa de Ley de Etiquetado de Alimentos de la Categoría Orgánicos
y Transgénicos, esta ha sido ignorada hasta la fecha por la Cámara de Diputados. Esta ley
existe en 61 países y en México fue sustentada en un estudio realizado en 2014 y 2015,
en donde se demostró que el 90.4 % de las tortillas que se consumen en el país contienen
maíz transgénico. El vacío legal en el etiquetado tiene sus raíces en La Ley de Bioseguridad
de 2005 en la que, a pesar de las presiones de organizaciones sociales, quedó planteada de
manera muy ambigua y abrió la puerta para seguir produciendo y consumiendo alimentos
transgénicos sin saberlo.
Muchas veces la legislatura obedece a otros fines diferentes a los científicos o
sociales y es responsabilidad de todos hacerlos coincidir.

Responde las siguiente preguntas.
1) Define reproducción selectiva, hibridación y endogamia.
2) ¿Qué es la transferencia genética horizontal?
3) ¿Qué es la transformación bacteriana?
112
4) ¿Qué es un bacteriófago?
Fundamentos de Genética y Biotecnología
5) ¿En qué consiste el proceso de transducción?
6) ¿En qué consiste el proceso de conjugación?

7) Describe brevemente los pasos para obtener ADN recombinante.
113
8) Estas enzimas son similares a “tijeras moleculares”, las cuales son esenciales para hacer cortes
específicos en el ADN.
Etapa 4. Biotecnología
9) Son moléculas de ADN circulares, autoreplicativas, adicionales al cromosoma bacteriano y que
son ampliamente usadas como vectores.
10) Describe brevemente en qué consiste la reacción en cadena de la polimerasa.
11) Describe brevemente la electroforesis.
12) La siguiente imagen muestra los resultados de electroforesis de las evidencias y de los involucrados
en una escena de crimen. ¿Cuál de los dos sospechosos es el culpable? ¿Por qué?
Víctima Evidencia 1 Evidencia 2 Sospechoso 1 Sospechoso 2

114 Glosario
Fundamentos de Genética y Biotecnología
Etapa 1. Reproducción celular
Anafase: Tercera etapa de la mitosis en la que las cromátidas hermanas
se separan la una de la otra dirigiéndose a los polos opuestos de
la célula.
Anafase I: Etapa en la que los cromosomas homólogos son separados
a los extremos opuestos de la célula, pero las cromátidas
hermanas permanecen unidas.
Anafase II: Tercera etapa de la meiosis II en donde los cromosomas
son separados por los microtúbulos en cromátidas y son arrastrados
a los polos opuestos de la célula.
Angiogénesis: Formación de nuevos vasos sanguíneos.
Apoptosis: Proceso ordenado que permite la muerte celular programada
con el fin de eliminar células dañadas o anormales.
Blastocele: Espacio lleno de líquido formado entre el embrioblasto
y el trofoblasto.
Blastocisto: Embrión de cinco o seis días de desarrollo con una estructura
celular compleja en donde una masa celular interna dará lugar al
embrión y una capa periférica de células formará la placenta.
Blastómero: Células que se originan en la primera división del
óvulo fecundado.
Cáncer: Enfermedad causada por la división descontrolada de las
células.
Carcinógenos: Agentes que causan cáncer.
Cariotipo: Representación del conjunto completo de cromosomas
de una célula ordenados por tamaño, forma y número.
Célula eucariota: Uno de los dos tipos principales de células. Se
caracteriza por presentar un núcleo celular definido. Los organismos
eucariontes incluyen animales, algas, hongos y protistas.
Células madre: Células que se replican de manera indefinida y que
tienen el potencial de convertirse en cualquier otro tipo de célula
especializada.
Células madre adultas: Células especializadas multipotentes que
se originan en tejidos adultos.
Células madre embrionarias: Células que provienen de embriones
de mamíferos en la etapa de blastocistos y pueden convertirse
en cualquier tipo de célula.
Células madre germinales: Células pluripotentes que se localizan
en la cresta gonadal del feto.
Células madre multipotenciales: Células madre que pueden generar
células, pero solo del tipo celular del tejido al que pertenecen.
Células madre pluripotenciales: Células que pueden convertirse
en cualquier tipo de célula especializada. Las células embrionarias
son pluripotenciales.
Célula procariota: Uno de los dos tipos principales de células. Se
caracteriza por carecer de núcleo y de otros organelos definidos por
membranas. Ejemplos de procariontes son los organismos unicelulares
bacteria y arquea.
Células somáticas: Células de cualquier parte del cuerpo, excepto
las células sexuales (espermatozoides y óvulos).
Centriolo: Estructura celular cilíndrica compuesta por microtúbulos.
Centrómero: Lugar en el que se unen las dos cromátidas hermanas.
En esta zona los cromosomas interaccionan con el huso mitótico
durante la división celular.
Ciclinas: Proteínas que elevan o disminuyen su concentración en el
ciclo celular que se unen y activan a las proteínas quinasas dependientes
de ciclinas, para controlar el avance de la célula a través del
ciclo celular.
Ciclo celular: Serie de etapas de crecimiento y división de las células
eucariotas.
Cigoto: Célula resultante de la unión de dos gametos, un óvulo y
un espermatozoide.
Citocinesis: Proceso de división del citoplasma para repartirlo en
dos células hijas durante la división celular.
Cromátidas hermanas: Dos copias idénticas de un solo cromosoma
que se unen en el centrómero.
Cromatina: Sustancia que conforma a un cromosoma y consiste
del complejo de ADN más histonas y otras proteínas estructurales.
Cromosomas: Estructuras en forma de X que se hacen visibles
durante la división celular, cuando la cromatina se condensa.
Cromosomas homólogos: Cromosomas que forman un par (un
cromosoma es aportado por el padre y otro por la madre) en una
célula diploide (2n) y que contiene genes similares en los mismos loci.
Diploide: Células que contienen dos juegos de cromosomas, uno
del padre y otro de la madre (2n).
División celular: Proceso por el cual una célula inicial da lugar a
dos nuevas células hijas.
Embrioblasto: Masa celular interna de la mórula que formará el
embrión.
Entrecruzamiento: Intercambio de una sección de una cromátida
de un cromosoma con la parte equivalente de otra cromátida en un
cromosoma homólogo.
Espermatozoide: Célula sexual o gameto masculino, móvil y flagelado,
cuya función es fecundar el óvulo.
Enzimas: Proteínas encargadas de controlar la velocidad de una
reacción.
Fase G1: Primera fase de la interfase en la que la célula crece y
duplica organelos.
Fase G2: Tercera fase de la interfase en la que la célula reorganiza
su contenido y se prepara para la mitosis.
Fase S: Segunda fase de la interfase en la que la célula duplica el
ADN de su núcleo.
Fragmentación: Proceso de reproducción asexual por el cual un
individuo se divide en dos o más fragmentos, y cada uno de ellos
da lugar a un organismo completo.
Fisión binaria: Proceso de división celular empleado por los procariontes
para reproducirse.
Gametos: Células sexuales (óvulos y espermatozoides) cuyo núcleo
contiene únicamente la mitad del número de cromosomas, es decir,
son haploides (n).
Gametogénesis: Generación de gametos o células sexuales a través
de la división meiótica.
Gemación: Tipo de reproducción asexual en el que el progenitor genera
una yema o protuberancia que se convertirá en un nuevo individuo.
Haploide: Células que contienen solo un juego de cromosomas,
como las células germinales (n).

Histonas: Proteínas que permiten el empaquetamiento y el soporte
estructural a los cromosomas.
Interfase: Etapa entre dos divisiones celulares. Aquí la célula se
dedica a crecer y a realizar una amplia variedad de actividades
metabólicas.
Meiosis: Proceso de división celular propio de las células reproductoras,
que tiene por finalidad reducir el número de cromosomas de
diploide (2n) a haploide (n).
Meiosis I: Primera etapa de división en la meiosis.
Meiosis II: Segunda etapa de división en la meiosis.
Metafase: Segunda etapa de la mitosis en la que el huso mitótico
alinea los cromosomas en el plano ecuatorial.
Metafase I: Etapa en la que los cromosomas homólogos se alinean
en el plano ecuatorial para su separación.
Metafase II: Segunda etapa de la meiosis II en la que los cromosomas
se alinean en el plano ecuatorial.
Metástasis: Diseminación de las células cancerosas a una parte del
cuerpo distinta de donde surgieron originalmente.
Mitosis: Tipo de división celular en el que la célula madre se divide
para dar lugar a dos células hijas con la misma información genética.
Mórula: Masa esférica, semejante a una mora, procedente de la
primera segmentación del óvulo fecundado al comenzar el desarrollo
embrionario.
Mutágenos: Agentes químicos, físicos o biológicos que alteran o
dañan el ADN.
Nucleosoma: Estructura conformada por la unión de proteínas
histonas y ADN enrollado a su alrededor.
Óvulo: Célula sexual o gameto femenino que se genera en los
ovarios.
Profase: Primera etapa de la mitosis en la que los cromosomas se
condensan y comienza a formarse el huso mitótico.
Profase I: Etapa de la meiosis I en la que los cromosomas se condensan
y forman parejas.
Profase II: Primera etapa de la segunda división meiótica en la que
los cromosomas se condensan y la envoltura nuclear se rompe. Se
forma el huso mitótico.
Propagación vegetativa: Tipo de reproducción asexual en la que
se utiliza una porción del vegetal para dar lugar a una nueva planta.
Proteínas: Macromoléculas que están formadas por aminoácidos,
los cuales se unen a través de enlaces peptídicos.
Punto de control G1: Aquí se verifican los nutrientes y el tamaño
de la célula, así como la integridad de la información genética para
decidir si la célula se divide o no.
Punto de control G2: Aquí la célula comprobará que el ADN haya
sido completamente copiado durante la fase S, y que no esté dañado
antes de entrar a la mitosis.
Punto de control M: Aquí se verifica que todas las cromátidas
hermanas estén unidas a los microtúbulos del huso mitótico.
Puntos de control: Etapas estratégicas del ciclo celular en las que
se corrigen errores o problemas con el fin de que la célula continúe
su ciclo celular.
Quinasas: Son un tipo de enzima que modifica a otras proteínas
agregando grupos de fosfato con el fin de activarlas o desactivarlas.
Reproducción asexual: Forma de reproducción en la que un solo
progenitor da lugar a otros organismos genéticamente idénticos a él.
Reproducción sexual: Forma de reproducción en la que se involucra
la unión de un gameto masculino y uno femenino.
Sinapsis: Apareamiento de los cromosomas homólogos.
Telofase: Etapa final de la mitosis en la que se forman dos nuevas
envolturas nucleares y los cromosomas comienzan a descondensarse.
Telofase I: Etapa en la que una nueva membrana nuclear envuelve
a los cromosomas de cada par homólogo, formando dos nuevas
células haploides.
Telofase II: Cuarta etapa de la meiosis II en la que se forman nuevas
envolturas nucleares y los cromosomas se descondensan.
Teoría celular: Conjunto de postulados que establecen que todos
los seres vivos están constituidos por células.
Tétradas: Grupo de cuatro cromátidas que están en sinapsis durante
la meiosis I.
Trofoblasto: Masa celular externa de la mórula que formará la
placenta.
Tumor: Masa anormal de tejido que se presenta cuando las células
se multiplican incontroladamente.
Etapa 2. Genética mendeliana
Alelo: Forma alternativa de un gen con características particulares.
Alelo dominante: Variación génica que producirá la expresión de
cierta característica a pesar de la presencia de otros alelos.
Alelo mutante: Consecuencia de un cambio en alguno de los nucleótidos
que conforma el ADN de un gen o un alelo en específico.
Alelo recesivo: Variación génica que quedará enmascarada ante la
presencia de otros alelos.
Alelos múltiples: Fenómeno en el que existen más de dos alelos
que codifican para una característica en una población.
Árbol genealógico: Representación gráfica que enlista los antepasados
y los descendientes de un individuo en una forma organizada
y sistemática.
Autofecundación: Proceso en organismos vegetales en el que el
espermatozoide de un individuo fecunda a su propio óvulo.
Cromosoma: Organelo que se encuentra en el núcleo celular
eucariota, con estructura altamente organizada y que contiene
material genético.
Cuadro de Punnett: Método usado para determinar las probabilidades
de las combinaciones de alelos en un cigoto.
Desorden autosómico: Trastorno genético en el que un individuo
hereda un alelo mutado del padre y uno de la madre.
Dihíbridas: Híbrido en el que se han aislado dos características
fenotípicas.
Fecundación cruzada: Método de fertilización que ocurre cuando
en una misma especie animal o vegetal, las células reproductoras
femeninas se encuentran en un individuo y las células reproductoras
masculinas en otro.
Fenotipo: Conjunto de características visibles que un organismo
presenta.
Gen: Unidad de información que controla las actividades de la célula
y que influye en los distintos caracteres de un nuevo organismo.
Genotipo: Conjunto de genes que posee un organismo, estén o
no expresados.
Generación F1: Es el primer híbrido, producto del cruzamiento
entre dos líneas puras diferentes.
Generación F2: Segunda generación filial que se obtiene de la
autofecundación de la F1 o de la cruza de individuos de esta primera
autofecundación.
115
Glosario

116
Fundamentos de Genética y Biotecnología
Generación P: Es el cruce inicial entre dos variedades en una secuencia
genética.
Hemofilia: Enfermedad hereditaria que se caracteriza por un defecto
de coagulación en la sangre debido a la presencia de un alelo
recesivo en el cromosoma X que impide la síntesis de una
proteína.
Herencia mezclada: Propuesta teórica, ya descontinuada, sobre la
herencia que afirmaba que los fenotipos de los padres se mezclaban
en iguales proporciones en los hijos.
Heterocigoto: Composición genética de una característica especifica
en un organismo diploide, reflejada en cromosomas homólogos que
tienen alelos diferentes en el mismo locus.
Homocigoto: Composición genética de una característica especifica
en un organismo diploide, reflejada en cromosomas homólogos que
tienen el mismo alelo colocado en el mismo locus.
Homocigoto dominante: Organismo que presenta un par de
alelos dominantes (AA).
Homocigoto recesivo: Organismo que presenta un par de alelos
recesivos (Aa).
Loci: Plural de locus.
Locus: Posición o lugar específico en el cromosoma donde se encuentra
localizado un gen en particular.
Monohíbrido: Híbrido en el que se ha aislado una sola característica
fenotípica.
No disyunción: Proceso que provoca que dos cromosomas homólogos
no se separen en la meiosis.
Razas puras: Organismos con un carácter específico que, al ser
cruzados entre sí, siempre dan descendientes que presentan ese
mismo carácter.
Etapa 3. Material hereditario: ADN, ARN y
síntesis de proteínas
ADN (ácido desoxirribonucleico): Polinucleótido de doble cadena
que se mantiene unido mediante enlaces covalentes entre
sus bases. La adenina se une con la timina y la citosina con la
guanina. El ADN contiene la información genética de todos los
seres vivos.
ADN helicasa: Enzima que tiene por función romper los puentes
de hidrógeno que unen a las bases nitrogenadas para separar la
doble cadena del ADN y permitir su replicación.
ADN ligasa: Enzima encargada de unir dos extremos complementarios
de ADN.
ADN polimerasa: Tipo de enzima responsable de la síntesis de
ADN. Se encarga de añadir uno a uno nucleótidos complementarios
a la hebra molde de ADN.
ADN primasa: Tipo de enzima polimerasa que sintetiza segmentos
cortos de ARN, conocidos como cebadores, complementarios al
ADN durante su replicación.
Anticodón: Secuencia de tres nucleótidos que se encuentra presente
en una molécula de ARN de transferencia que es complementaria a
los tres nucleótidos que se encuentran en el codón del ARN
mensajero.
ARN (ácido ribonucleico): Molécula similar al ADN pero
conformada por una única cadena de ribonucleótidos. La columna
vertebral de la cadena de ARN está constituida por un azúcar, un
grupo fosfato y cuatro bases: adenina, uracilo, citosina y guanina.
ARN mensajero (ARNm): Tipo de ARN que tiene la información
que especifica la secuencia de aminoácidos para producir una proteína.
Transfiere esta información del ADN, localizado en el núcleo,
a los ribosomas, localizados en el citoplasma.
ARN mensajero maduro: Es el ARN mensajero del cual se han
eliminado secuencias intercaladas no codificantes, llamadas intrones,
y unido o enlazado las secciones restantes, conocidas como
exones.
ARN polimerasa: Enzima que utiliza a la hebra molde el ADN
como guía para añadir nucleótidos y obtener una hebra de ARN
complementaria.
ARN ribosomal: Es una parte de los ribosomas que presenta forma
globular.
ARN de transferencia: Conjunto de pequeñas moléculas de ARN
que son responsables de transportar un aminoácido específico a un
ribosoma para sintetizar una proteína.
Ácido: Sustancia que en disolución aumenta la concentración de
iones hidrógeno y que, al reaccionar con bases o hidróxidos, forma
sales.
Base: Sustancia que en medio acuoso se ioniza y libera iones
hidroxilo.
Cebador: Secuencia corta de oligonucleótidos que sirve como
punto de partida para la replicación del ADN.
Codón: Secuencia de tres nucleótidos que corresponden a un aminoácido
específico.
Código genético: Conjunto de instrucciones que permite traducir
una secuencia de nucleótidos del ARN a una secuencia de
aminoácidos.
Energía: Es la capacidad para realizar un trabajo.
Enlace fosfodiéster: Enlace químico covalente que se produce
cuando dos grupos hidroxilos son unidos, mediante un enlace éster,
al mismo grupo fosfato.
Exón: Secuencias del ARN mensajero que codifican para una
proteína.
Fragmentos de Okazaki: Cadenas cortas de ADN que se producen
en la hebra retardada durante la replicación.
Hebra: Término usado en biología para designar a los filamentos.
Hebra conductora o líder Hebra o la cadena en donde la síntesis
de ADN ocurre de forma continua desplazándose en la misma dirección
que la horquilla de replicación.
Hebra retardada: Nombre que recibe la hebra o cadena de ADN
que es sintetizada en forma de fragmentos cortos puesto que la
ADN polimerasa tiene que sintetizar el ADN en dirección opuesta al
avance de la horquilla.
Hélice: Estructura en la cual un filamento o hilo se enrolla de forma
regular alrededor de un eje central.
Intrón: Secuencias del ARN mensajero que no codifican para una
proteína.
Ligantes de cadena simple (proteínas SSB): Son un conjunto de
proteínas que se unen a una hebra sencilla del ADN para estabilizarla
y mantenerla separada de la hebra complementaria durante el
proceso de replicación.
Mutación: Cambio o alteración en la información genética de una
célula.
Mutación cromosómica: Cambios producidos en la estructura u
organización de los cromosomas.
Mutación con desplazamiento de marco: Tipo de mutación causada
por la inserción o eliminación de un número de nucleótidos que
no es múltiplo de tres, lo que cambia el marco de lectura del gen.

Mutación génica o puntual: Modificación en la secuencia de los
nucleótidos del ADN en un gen.
Mutación silenciosa: Tipo de mutación en la que el codón alterado
produce el mismo aminoácido.
Mutación sin sentido: Tipo de mutación en la que el codón alterado
da lugar a un aminoácido diferente y detiene el ensamble de
la proteína.
Núcleo: Organelo de la célula eucariota que contiene al ácido
desoxirribonucleico organizado en cromosomas.
Nucleótido: Pieza fundamental de los ácidos nucleicos integrada
por una base nitrogenada, un azúcar y una molécula de ácido
fosfórico.
Pirimidina: Compuesto orgánico semejante al benceno con seis
átomos, cuatro de ellos son carbonos y dos son nitrógenos. La citosina,
timina y uracilo derivan de pirimidinas.
Promotor: Secuencia de ADN que indica el inicio de la transcripción
del ADN a ARN. Generalmente se localiza cerca del comienzo
de un gen.
Puente de hidrógeno: Enlace químico débil que se presenta entre
un átomo electronegativo (nitrógeno u oxígeno) y un átomo de
hidrógeno que a su vez se encuentra unido a otro átomo
electronegativo.
Purina: Compuesto orgánico heterocíclico aromático formado por
dos anillos fusionados, uno de seis átomos y el otro de cinco átomos.
La adenina y la guanina se forman a partir de una purina.
Químico: Compuesto usado en un proceso o que es producto de
un proceso en el que se transforma la materia.
Replicación del ADN: Es el proceso mediante el cual se duplica el
ácido desoxirribonucleico antes de ser distribuido en la siguiente
generación de células.
Replicación semiconservadora del ADN: Hace referencia a que
cada hebra de la doble hélice del ADN funciona como un molde o
patrón para la reproducción de una nueva cadena complementaria.
Ribosa: Azúcar de cinco átomos de carbono que se encuentra
presente en el ácido ribonucleico.
Ribosoma: Orgánulo que tiene por función el ensamblaje de proteínas
a partir de aminoácidos.
Secuencia terminadora: Segmento de ADN que suele estar al final
de un codón de terminación y le indica a la ARN polimerasa el
final de la transcripción.
Topoisomerasa: Tipo de enzima encargada de enrollar el ADN
para almacenarlo de forma más compacta o de desenrollarlo durante
su replicación.
Traducción: Proceso en el que se pasa o decodifica la información
contenida en el ARNm a una proteína.
Transcripción: Proceso de fabricación del ARN a partir de una hebra
molde de ADN.
Valina: Es uno de los veintidós aminoácidos.
Virus: Partícula consistente de ácido nucleico (ADN o ARN) recubierta
con proteína con capacidad de replicación dentro del ADN de
la célula que lo hospeda y de diseminarse a otras células.
Etapa 4. Biotecnología
ADN recombinante: Método de adición de material genético en
moléculas de ADN.
Biotecnología: Toda aplicación tecnológica que utilice sistemas
biológicos y organismos vivos, o derivados, para la creación o modificación
de productos o procesos para usos específicos.
Clon: Organismo generado por reproducción asexual que posee la
particularidad de ser genéticamente idéntico a su ascendencia.
Clonación de un organismo: Método por el cual se obtiene un
clon.
Diversidad genética: Término que se utiliza para describir las
diferencias genéticas entre los individuos de una población. Esta
definición puede incluirse en ese párrafo o en el glosario.
Electroforesis en gel: Conjunto de técnicas utilizadas para separar
fragmentos de ADN, ARN o proteínas de acuerdo a sus propiedades
físicas.
Endogamia: Reproducción de organismos de ascendencia común.
Enzima de restricción: Enzima capaz de reconocer una secuencia
de nucleótidos en una molécula de ADN y cortarla en ese punto en
específico.
Híbrido: Que procede de la unión de dos individuos de un mismo
género, pero de especies diferentes.
Hibridación: Mecanismo en el que se cruzan individuos de especies
distintas, lo cual puede producir descendencia fértil o no.
Hibridación artificial: Proceso por el cual se genera un híbrido con
intervención de métodos creados por el hombre.
Hibridación natural: Proceso por el cual se genera un individuo
entre dos parentales de diferentes especies o subespecies, con la
única intervención de las presiones medioambientales.
Ingeniería genética: Conjunto de herramientas y métodos que
permiten aislar una secuencia específica de ADN de un organismo,
manipularla y colocarla en un individuo diferente.
Organismo Genéticamente Modificado: Organismo cuyo material
genético ha sido transformado de una manera ajena a los métodos
naturales de multiplicación o combinación.
Plásmido: Pequeña molécula de ADN circular que se encuentra en
el citoplasma de algunas bacterias.
Reacción en cadena de la polimerasa (PCR): Técnica que permite
amplificar pequeñas regiones de ADN.
Repetición corta de tándem: Secuencia en pares de bases del
ADN que se repiten a lo largo del material genético.
Reproducción selectiva: Proceso por el cual el ser humano elige
individuos (plantas o animales) con características deseables y favorece
su reproducción.
Terapia celular: Método en el cual las células se extraen del paciente,
o de otro individuo, y son expuestas a un vector en un entorno
de laboratorio para, posteriormente, introducirlas en el tejido.
Terapia génica: Método en el cual se adicionan alelos normales a
las células somáticas de los pacientes con la finalidad de reemplazar
los alelos defectuosos.
Transferencia genética horizontal: Fenómeno en el cual un organismo
comparte material genético con otro ajeno a su
descendencia.
Transferencia nuclear de células somáticas: Técnica para crear
un embrión viable a partir de una célula corporal y de un óvulo.
Vector: Vehículo molecular que puede entrar a la célula huésped,
transportar el ADN ajeno y replicarlo.
117
Glosario

118 Referencias
Fundamentos de Genética y Biotecnología
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Notas
119
Etapa 1. Reproducción celular

120 Notas
Fundamentos de Genética y Biotecnología