U.4 la revolución genética recursos profe santillana

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U.4 la revolución genética recursos profe santillana

  1. 1. 4. La revolución genética: desvelando los secretos de la vida
  2. 2. 4 La revolución genética: desvelando los secretos de la vida OBJETIVOS • Saber cuáles son los factores que determinan las características de un organismo vivo. • Saber cómo y dónde se almacena la información en un ser vivo y cómo se transmite dicha información de padres a hijos. • Aprender cómo hemos llegado a saber lo que sabemos actualmente sobre dotación genética, herencia y características de los seres vivos. • Saber cómo están relacionadas la genética y la teoría de la selección natural de Darwin y Wallace. El papel de las mutaciones en la selección natural. • Saber cómo se copian los genes. • Saber que no todo el ADN codifica proteínas. Comprender la diferencia entre intrones y exones. • Adquirir unas nociones básicas sobre la genética del desarrollo. • Saber qué es la epigenética y conocer para qué puede resultarnos útil. • Enunciar algunas de las principales aplicaciones de la ingeniería genética. CONTENIDOS CONCEPTOS • Pedruscos y bichos: ¿qué los diferencia? • Los hijos heredan caracteres de los padres. Los seres vivos evolucionan. • Mendel: la solución está en los guisantes. La conclusión de Mendel: factores hereditarios (genes). • ¿Dónde están los genes? Cromatina y cromosomas. • Fecundación y dotación genética. • ¿De qué están hechos y cómo se copian los genes? • El ADN: doble hélice. • Duplicación del ADN. • Para qué sirven los genes. La síntesis de proteínas. ADN y ARN. • Dogma central de la biología molecular. Del ADN al ribosoma. • El genoma humano. • Secuenciación de ADN: no todo el ADN codifica. Genoma y complejidad. • Genética del desarrollo. • La epigenética. • Manipulando los genes uno a uno: biotecnología. • Herramientas de la biotecnología. – La reacción en cadena de la polimerasa. PCR. – Biotecnología: fabricación de proteínas. – Biotecnología: los transgénicos. – Biotecnología: células madre y clonación. – Biotecnología: terapia genética. – Identificación genética.102 GUÍA DE CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO 1.° Bachillerato MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L.
  3. 3. 4 PROGRAMACIÓN DE AULAPROCEDIMIENTOS, • Interpretar esquemas que ilustran las leyes de Mendel de la genética.DESTREZAS • Interpretar esquemas sobre la dotación genética de unoY HABILIDADES o varios individuos. • Analizar fotografías tomadas con microscopio óptico o electrónico. • Resolver problemas de genética, aventurando las características de los hijos a partir de la dotación genética de los progenitores. • Interpretar esquemas que muestran experiencias clave de la historia de la genética. • Interpretar los datos contenidos en una tabla.ACTITUDES • Valorar la importancia de los avances técnicos a la hora de obtener imágenes de nuestras propias células. • Mostrar respeto hacia las personas de cualquier raza, independientemente de sus características externas. • Valorar la contribución de algunos científicos españoles en el campo de la genética a lo largo de la historia. • Mostrar una actitud crítica ante algunos debates que están en los medios de comunicación casi a diario, como el caso de los alimentos transgénicos, valorando los pros y los contras de su uso. • Interés por participar en debates en los que se cuestionan determinados avances relacionados con la genética y la medicina, como el uso de células madre o la clonación humana. • Valorar la importancia de la genética para la medicina o para la identificación de personas sin ambigüedad.CRITERIOS DE EVALUACIÓN • Explicar qué es un gen y qué relación tienen los genes con las características de una persona. • Explicar el papel de Mendel a la hora de explicar la herencia de determinadas características de los padres. • Explicar la diferencia entre ADN y gen. • Explicar la diferencia entre ADN y ARN. • Explicar la diferencia entre gen y proteína. • Señalar cómo se copian los genes y para qué sirven. • Relacionar genética y evolución en los seres vivos. • Explicar cómo tiene lugar la síntesis de proteínas en el ser humano. • Explicar la importancia de la secuencia de nucleótidos en el ADN de un organismo. • Explicar algunas de las consecuencias extraídas a partir de ciertos experimentos clave relacionados con la genética a lo largo de la historia. • Enumerar algunas de las aplicaciones de la ingeniería genética, señalando la utilidad de cada una de ellas. • Explicar qué son las células madre y por qué se estima que tienen una gran utilidad en medicina. • Explicar cómo podemos emplear el ADN para identificar a una persona. GUÍA DE CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO 1.° Bachillerato MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 103
  4. 4. 4 LA REVOLUCIÓN GENÉTICA: DESVELANDO LOS SECRETOS DE LA VIDA SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Introducción La pregunta clave que tenemos que formularles en ese Los alumnos que no hayan estudiado biología y geología momento, es ¿cómo es posible que vuelvan a aparece las en 4.º de ESO (es optativa) carecen de la mínima base que mariposas blancas?, ¿dónde está «escrito» el color de las alas les permita entender la información que, de manera conti- de las mariposas? Esta discusión nos dará pie para abordar nua, aparece sobre este tema en los medios de comunica- el siguiente apartado. ción. 2. Mendel: la solución en los guisantes Es por eso que los cinco primeros apartados de la unidad Antes de abordar las aportaciones de Mendel es funda- se dedican a abordar los fundamentos de la genética. Sin mental explicar el concepto de herencia mezclada, ya que ellos los alumnos no podrían comprender el vertiginoso hasta el descubrimiento, por parte de Mendel, de la estabi- desarrollo actual de esta ciencia y sus aplicaciones, o bien lidad de las «unidades de la herencia», la teoría de la evolu- solo se podría dar un tratamiento superficial (meramente ción tenía serias lagunas, por el concepto de la supuesta informativo) de esta revolución actual. mezcla de caracteres en la reproducción sexual. Si el grupo en cuestión es de 1.º de Bachillerato de Cien- cias, el profesor de la asignatura debe coordinarse con el En el descubrimiento clave de la página 97 se expone de de biología y geología para no tratar esta primera parte de manera elemental un ejemplo que resume las tres leyes forma reiterativa. de Mendel. Se utilizan en el ejemplo dos caracteres: la ta- lla de la planta (alta y baja) y el color de los guisantes (ver- La segunda parte de la unidad se dedica a los descubri- des y amarillos). mientos y dudas que han surgido entre los científicos de todo el mundo tras el estudio del genoma humano, para Los resultados en la primera generación ya muestran que abordar finalmente las esperanzadoras y/o polémicas apli- los caracteres de las plantas no se mezclan, no se obtienen caciones (clonación, terapia génica, transgénicos) que a matas de talla mediana ni guisantes con color intermedio, medio plazo convertirán en arqueología médica muchas y parece que hay ciertos caracteres que no se han transmi- de las terapias actuales. tido y, por tanto, han desaparecido (talla baja y color verde Hay que resaltar que solo cuando se han entendido los del guisante). fundamentos científicos y los objetivos de estas técnicas En la segunda generación esos caracteres «perdidos» rea- es cuando se puede abordar un debate en el aula (y no an- parecen en una proporción estadística del 25 %; y, ade- tes o de manera superficial). más, distribuidos de manera diferente a como se mostra- Asimismo creemos que hay que dejar claro a los alumnos ban en la generación inicial (las plantas de guisante de que ni los individuos ni las sociedades pueden permitirse mata baja, originalmente con guisantes amarillos, pueden la ignorancia. ¡No se puede juzgar y/o legislar sobre lo que aparecer, como en el ejemplo, en esta segunda genera- no se entiende o se desconoce! ción, con semillas de color verde). La conclusión estaba clara: los factores hereditarios mantenían su individualidad 1. Pedruscos y bichos: ¿Qué los diferencia? a lo largo de las generaciones, transmitiéndose de forma Toda la materia está hecha de átomos, pero los seres vivos independiente. son capaces de autorreplicarse; y los pedruscos, no. En la En el ejemplo clave de la página 90 (transmisión de color unidad 3 aparecían algunas definiciones de vida dadas por de pelo y de ojos en una familia) los alumnos pueden po- algunas personalidades científicas que hacían referencia a ner a prueba lo anteriormente tratado. Las hijas no tienen conceptos clave para definir la vida, como reproducción, mezclados los colores. Curiosamente, la niña de ojos azules, evolución y ADN. como la madre, posee el pelo como el padre; y la otra niña, Los hijos heredan caracteres de los padres y los alumnos y al contrario (ojos como el padre y pelo como la madre). alumnas lo saben; así que es el momento de lanzar las si- Conviene aclarar que hay genes dominantes y genes re- guientes cuestiones: cesivos. Por ejemplo, el color marrón es dominante sobre • ¿Cómo se transmiten esos caracteres? el azul. Por tanto, las dos niñas del ejemplo deberían te- • ¿Dónde se almacena esa información que se transmite ner los ojos marrones (miel) y, sin embargo, hay una con de padres a hijos? los ojos azules. La explicación es que su padre, en su ge- Y detectar así sus ideas previas. notipo, también lleva el color azul. Pero es el momento En general responden que los caracteres de los padres y de plantear a los alumnos la cuestión y no darles la res- las madres se mezclan. De hecho, en el ejemplo que plan- puesta. teamos de los colores de las mariposas y los abedules, si se Hay que tener en cuenta que el ejemplo empleado aquí y les cuestiona, opinan erróneamente que las mariposas en tantos textos, del color de ojos, no es tan simple como blancas y negras son de distintas especies y que si se mez- se muestra, ya que para este carácter intervienen varios clan serían todas grises. genes ubicados en los pares de cromosomas 15 y 19.104 GUÍA DE CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO 1.° Bachillerato MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L.
  5. 5. 4 LA REVOLUCIÓN GENÉTICA: DESVELANDO LOS SECRETOS DE LA VIDA SUGERENCIAS DIDÁCTICAS3. ¿Dónde están los genes? ños grupos intenten obtenerlas. Obviamente hay que ayu-Si preguntamos a nuestros alumnos dónde están los ge- dar en esta tarea aclarando que las proteínas se desnaturali-nes, suelen contestar que en las células reproductoras y no zan con el calor, es decir, dejan de ser funcionales, para queen todas. Por eso plantear esta pregunta puede ser un lleguen a la conclusión de que el principio transformantebuen arranque de este apartado. (aquel capaz de convertir las bacterias inocuas en letales), es el otro componente de los cromosomas, el ADN.Al margen de realizar un recordatorio sobre la estructuracelular, es recomendable aclarar al alumno que los genes Hay que prestar especial atención a la figura 4.14, ya quenormalmente están situados en el ovillo de la cromatina, una de las dificultades mayores de los alumnos es ubicar yen el interior del núcleo celular figura 4.7, de todas las célu- relacionar todos los términos vistos hasta ahora: célulalas del organismo (si el organismo fuera procariota, bacte- cualquiera del cuerpo-núcleo-cromatina-cromosoma-gen.rias, el material genético no estaría separado del citoplas- El ADN es una molécula que está presente en la cromatina.ma por ninguna membrana celular). En los libros de texto, Aparece en los cromosomas y los genes.sin embargo, los cromosomas se presentan individualiza- El apartado finaliza con la explicación de la duplicación deldos, como en la fig. 4.8, por motivos de claridad, aunque ADN, necesaria para mantener la información, que es muyesta individualización solo se manifiesta como tal en la di- sencilla de entender una vez que el alumno conozcavisión celular. la complementariedad de bases: A-T, G-C (actividad 6 de laLa pregunta clave que debemos plantear a continuación página 112).es: ¿cómo es posible que con solo con 23 pares de cromo-somas se obtengan todos los miles de características de 5. ¿Para qué sirven los genes?los seres humanos? En 3.º de ESO los alumnos han estudiado que los seres vi-La respuesta a la que pueden llegar los alumnos y alumnas vos estamos formados por proteínas. La «fórmula» paraes lógica: en cada cromosoma deben localizarse muchísi- que las células secuencien los aminoácidos y fabriquen lasmos genes. proteínas se encuentra en los genesLa otra pregunta crucial que debemos plantearles a conti- Las enzimas y las hormonas que regulan muchos de losnuación sería: si Juan tiene 23 pares de cromosomas y Ele- procesos vitales tienen también naturaleza proteica.na otros 23, ¿cuántos pares de cromosomas tendrán sus Con el ejemplo de la síntesis de la hemoglobina (proteína)hijos?, ¿46…? se muestra este proceso. Cómo se copia una de las dos ca-Obviamente, no tendrán 46. Todos los seres humanos te- denas de ADN en el ARN (copia complementaria de unanemos 23 pares. La solución está en los gametos (esper- de las cadenas del ADN) y cómo cada triplete (tres nucleó-matozoides y óvulos) que tienen solamente 23 cromoso- tidos) del ARN codifica un aminoácido.mas, y no 23 pares. Al unirse, se obtienen los 23 pares en el Tiene especial interés señalar que un cambio en el ordenóvulo fecundado que dará lugar al nuevo individuo, como de uno de los nucleótidos (mutación) cambia las órdenes,se observa en la ilustración de la página 92. sintetizándose una proteína defectuosa, generando asíEs muy importante utilizar la ilustración para visualizar que glóbulos rojos que provocan la anemia falciforme.en cada uno de los 23 pares de cromosomas del hijo hay Es fundamental incidir en que el gen, donde se encuentrauno del padre (en color amarillo) y otro de la madre (en co- codificada la secuencia de los aminoácidos que a su vez co-lor morado). difican una proteína, es un fragmento de una de las dos ca- denas, y no la doble cadena entera de ADN. Y que el encar-4. ¿De qué están hechos y cómo se copian los genes? gado de «fotocopiar» ese código y sacarlo del núcleoEn este apartado se secuencian los descubrimientos que celular para que se realice la síntesis de proteínas es la mo-permitieron llegar al modelo de la doble hélice y el sistema lécula de ARN.por el cual la molécula de ADN puede realizar copias exac-tas de sí misma (la duplicación del ADN). Es necesario ma-tizar que la molécula de ADN no es una doble hélice configuras geométricas de colores, es decir, aquí, como entantos campos de la ciencia, se manejan modelos.Para que la experiencia de Griffith sea comprendida por elalumno es fundamental partir del hecho de que los cro-mosomas están formados por proteínas y ADN. ¿Cuál deestas dos moléculas será la que posee la información?Es el momento de exponer la experiencia de la ilustración,pero sin las conclusiones, para que los alumnos en peque- GUÍA DE CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO 1.° Bachillerato MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 105
  6. 6. 4 LA REVOLUCIÓN GENÉTICA: DESVELANDO LOS SECRETOS DE LA VIDA SUGERENCIAS DIDÁCTICAS AMPLIACIÓN (El siguiente texto y actividad pueden emplearse para gran diferencia entre ambos es que el código genético aquellos alumnos de mayor nivel.) no es completamente universal ni siquiera aquí en la Tierra: Los científicos, entre 1961 y 1966, relacionaron el lengua- hay ligeras diferencias entre especies. je de 4 letras de los nucleótidos del ADN, A-T, C-G, con el UN DICCIONARIO CLAVE: EL CÓDIGO GENÉTICO de los 20 aminoácidos con los que se construyen las pro- En este cuadro aparece la correspondencia entre las cua- teínas, creando así una especie de «pequeño dicciona- tro letras copiadas del ADN por el ARN mediante las ba- rio» que denominamos código genético. ses U-A-G-C y el aminoácido que codifican. Es decir, el El código genético representa la esencia de la biología diccionario para interpretar el lenguaje de los genes. Por molecular de la misma forma que la tabla periódica de ejemplo: el triplete o codón UAC seleccionaría el amino- los elementos representa la esencia de la química. La ácido tirosina. Segunda base del codón U C A G UUU UCU UAU UGU Cisteína U UUC Fenilalanina UCC UAC Tirosina UGC Cys C Phe Serina Tyr U UUA Leucina UCA UAA STOP codon Ser A UUG Leu UCG UAG STOP codón UGG Triptófano Trp G CAU U CUU CCU Histidina CGU Primera base del codón Tercera base del codón CUC Leucina CCC Prolina CAC His CGC Arginina C C CUA Leu Pro Glutamina Arg CCA CAA CGA A CUG CCG CAG Gln CGG G AUU Isoleucina AAU Aspargina AGU Serina U ACU AUC AAC Asn AGC Ser C Ile ACC Treonina A AUA Metionina ACA Thr AAA AGA A Lisina Arginina AUG Met ACG AAG AGG Lys Arg G GAU Ácido U GUU GUC GGU GAC aspártico C GUC Valina GCC Alanina GGC Glicina G Asp GUA Val GCA Ala GAA GGA Gly A Ac. Glutámico GUG GCG GAG GGG Glu G El concepto de código genético es distinto al de ge- noma, que es todo el mensaje genético que posee un organismo, es decir, el conjunto de sus genes. Actividad: Construyendo una proteína En este apartado se han sintetizado las conclusiones de la genética actual, aunque algunas de estas comienzan ac- Consultando la tabla anterior, secuencia un fragmento tualmente a ser cuestionadas. de proteína. Para ello, selecciona los aminoácidos que están codificados en este fragmento de ADN. 6,7 y 8. El genoma humano. Genética del desarrollo. ADN: ATG – CGA – AAC – GGG – CAC La epigenética Se copia en el ARN como: Al igual que ocurre en cualquier disciplina de la ciencia, UAC – GC_ – _ _ _ – _ _ _ – _ _ _ cuanto más se conoce, mayores dudas surgen y descifrar el genoma humano ha implicado bastantes paradojas y ha 1.ª base: U; 2.ª: A; 3.ª: C. Recuerda que el ARN carece de ti- abierto nuevas líneas de investigación con la evidencia de mina y que el complementario de la adenina es el uracilo. que falta mucho por descubrir. Ahora consultando el cuadro superior puedes averiguar La famosa frase de Watson y Crick: «¡Acabamos de des- que el aminoácido seleccionado por estos tres primeros cubrir el secreto de la vida!», quizá fue un poco precipita- nucleótidos es la tirosina. da.106 GUÍA DE CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO 1.° Bachillerato MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L.
  7. 7. 4 LA REVOLUCIÓN GENÉTICA: DESVELANDO LOS SECRETOS DE LA VIDA SUGERENCIAS DIDÁCTICASEstos tres apartados se deben abordar conjuntamente Son especialmente importantes los temas tratados de es-porque plantean las nuevas y sorprendentes incertidum- tudio de células madre y clonación (páginas 106 y 107), asíbres surgidas tras el estudio del genoma. como los de terapia génica (página 108), ya que expone-• El ser humano tiene muchos menos genes de lo espera- mos en ellas las dos líneas más actuales de la investigación do, solo un 5 % del genoma. Y, además, el número de genética y su aplicación de cara a solucionar muchos de genes no tiene nada que ver con la complejidad bioló- los actuales irresolubles problemas de la medicina. gica. Como ejemplo, la ameba tiene 670 000 millones de Una vez entendidos los fundamentos científicos y los obje- pares de bases; frente al ser humano, que solo tiene tivos de estas técnicas es cuando se puede abordar un de- 3100 millones. bate en el aula (y no antes o de manera superficial).• Dentro de los fragmentos de ADN que codifica proteí- La última actividad planteada, identificación a través de la nas hay fragmentos del mismo que no codifican nada. huella genética, es muy motivadora para los alumnos y ha (intrones). revolucionado la investigación policial. Sin pipa y gorro,• El dogma central de la biología molecular (un gen codi- pero estudiando genética, también se puede ser un gran fica una proteína) no es del todo cierto, ya que hay mas Sherlock Holmes. proteínas que genes. Parece que en función de cómo se combinen los exones de un gen, codifican diferentes proteínas (figura 4.25).• La aparición de la epigenética (la influencia del medio sobre los genes) ha reavivado la vieja polémica heren- cia-medio.9. Manipulando los genes uno a uno. La biotecnologíaAntes de abordar esta parte de la unidad es necesario ha-cer comprender a los alumnos que la tecnología para ma-nipular algo tan pequeño como un fragmento de ADN estremendamente compleja. No se puede hacer con tijeras,pinzas y lupa. Se han necesitado «herramientas» muyespeciales para cortar ADN (enzimas de restricción), parapegarlo a otra cadena distinta (ADN ligasa) o para copiarlo(los plásmidos).Debemos dejar claro al alumno que con una pequeñamuestra de ADN costosamente obtenida de una célulapoco se podría hacer. Es necesario replicar las pequeñasmuestras de ADN fuera de la célula para obtener una can-tidad aceptable del mismo que permita trabajar con él. Poreso, aunque compleja, esta técnica –la reacción en cadenade la polimerasa PCR–, se ha incluido en el texto.Hay que hacer hincapié en que el objetivo de todos estosprocesos y técnicas de ingeniería genética es el de mani-pular los genes para:• Solucionar algún tipo de deficiencia mediante la fabrica- ción de proteínas y terapia génica.• Transferir genes de una especie a otra (transgénicos).Todas estas técnicas nos muestran un horizonte que, sinduda, supone la mayor revolución científica de la actuali-dad. La tecnología no solo permite conocer los secretos dealgo tan complicado como la vida, sino que posibilita sumanipulación. Indudablemente, esta situación está gene-rando una agria polémica en la que se mezclan la ética, lasdoctrinas religiosas, la ignorancia y los miedos. GUÍA DE CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO 1.° Bachillerato MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 107
  8. 8. 4 LA REVOLUCIÓN GENÉTICA: DESVELANDO LOS SECRETOS DE LA VIDA SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES 1. El hecho de que la probabilidad de fecundación de indi- 9. La información contenida en el ADN llega a los riboso- viduos masculinos y femeninos sea la misma, 50 %, es mas gracias al ARN que copia la información. una cuestión de combinatoria. Tanto para el sexo mascu- 10. Las bacterias son utilizadas en ingeniería genética fun- lino como para el femenino, hay un cromosoma X apor- damentalmente por su fácil manipulación, al no estar tado por la madre, mientras que el segundo cromosoma su ADN protegido por al membrana nuclear (b), y por es aportado por el padre, y hay un 50 % de probabilidad su rápida reproducción. de que este segundo cromosoma sea X, con lo cual el 11. Si se introduce la información genética completa del nuevo individuo (XX) sería de sexo femenino; y otro 50 % mamut en un óvulo de una hembra de elefante (sin de que sea Y, siendo en este caso (XY) de sexo masculino. material genético) y este se desarrollase, se obtendría 2. En las células con membrana nuclear la información con- un individuo clónico del mamut; mientras que si se lo- tenida en los genes no puede llegar directamente a los grase la fecundación de un óvulo de elefanta con un ribosomas, ya que la molécula de ADN, debido a sus di- espermatozoide de mamut, se obtendría un híbrido mensiones, no puede atravesar los poros de la membra- entre mamut y elefante, siempre que esta fecundación na nuclear. La información contenida en las secuencias fuese viable. de nucleótidos (genes) es copiada por el ARN, de menor 12. La terapia génica mostrada en el dibujo es «ex vivo» dimensión, que sí puede atravesar la pared nuclear. La secuencia es la siguiente: 3. Si antes de la fecundación no se hubiese producido la 1. Se obtienen células del enfermo. meiosis, proceso por el cual la dotación genética del in- 2. En el laboratorio se elimina la información genética dividuo se divide en dos (23 cromosomas en vez de 23 que permite la replicación del virus. pares), con cada fecundación la dotación genética se 3. Se inserta en el virus un gen de la insulina que fun- multiplicaría por dos en cada generación. cione correctamente. 4. b) Los cromosomas están compuestos de una doble ca- 4. El virus modificado se introduce en las células ex- dena de ADN contienen genes. Estos son los fragmen- traídas del paciente. tos de una de las cadenas cuya secuencia de nucleóti- 5. Las células quedan modificadas genéticamente. dos posee la información para codificar una proteína. 6. Se inyectan en el páncreas del paciente y estas ya 5. Las instrucciones para secuenciar los aminoácidos que producen insulina. constituyen las proteínas se encuentran en los genes (a), 13. a) La PCR permite obtener gran cantidad de ADN a siendo el ARN el encargado de «transmitir» esta informa- partir de pequeñas muestras del mismo. ción desde el núcleo hasta los ribosomas (b); y es en los ri- bosomas donde tiene lugar la síntesis de proteínas (c). b) Para identificar personas a partir del ADN se em- plean las repeticiones en tándem cortas, compa- 6. Para completar las cadenas sencillas de ADN y así obte- rando regiones del genoma en donde tienden a ner dos cadenas hijas solo hace falta añadir el nucleóti- repetirse ciertas secuencias de nucleótidos. Las do complementario (verde con rojo y viceversa, y azul coincidencias en estas repeticiones permiten rela- con amarillo y viceversa). Como se puede observar, se cionar una muestra con el individuo. obtienen dos cadenas idénticas a la cadena doble origi- 14. Los alimentos transgénicos tienen defensores y de- nal. Esta complementaridad de bases es la clave para el tractores. Se pueden encontrar datos sobre transgéni- mantenimiento de la información genética. cos en: http://es.wikipedia.com/wiki/transgénicos. 7. Dado que la melanina protege de la radiación ultravio- 15. Los conceptos quedan enlazados así: leta, en lugares de alta insolación poseer una piel muy • Gen: fragmento de cromosoma que codifica una pigmentada protegerá de quemaduras solares, siendo proteína. este un carácter seleccionado por el medio. En un lugar de baja insolación los individuos con mucha melanina • Genoma: conjunto de los genes de un organismo. sintetizarán menos vitamina D que aquellos que pre- • ADN: ácido desoxirribonucleico. senten una piel más clara. En este caso, la selección • ARN: molécula que sirve para llevar la información apunta en sentido contrario al caso anterior. del ADN contenido en el núcleo a los ribosomas para fabricar proteínas. 8. El hecho de que sean cuatro los hermanos con esta ca- racterística induce a pensar que se trata de una anoma- • PCR: técnica de multiplicación del ADN. lía genética. Al ser así, resulta heredable (a). Andar con • Células madre: sirven para obtener por diferencia- las cuatro extremidades, brazos y piernas, anula la liber- ción células de todos los tejidos. tad manual y, por otro lado, la posición de la cabeza ha • Clonación: obtención de individuos con igual dota- de modificarse, por lo cual la vida resultará mucho más ción genética. difícil para estos individuos y este carácter no sería se- • Transgénico: organismo que recibe un gen modifi- leccionado por el medio. cado.108 GUÍA DE CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO 1.° Bachillerato MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L.
  9. 9. 4 FICHA 1 LA REVOLUCIÓN GENÉTICA: DESVELANDO LOS SECRETOS DE LA VIDA COMENTARIO DE TEXTO Ratones transgénicosLos ratones de laboratorio en los que los científicos modifi- Más de 10 000 genes han sido estudiados hasta ahora me-can los genes a voluntad son una herramienta fundamen- diante ratones mutados, denominados knockout, en lostal de la investigación médica y biológica actual. Se hacen que se inactiva un gen específico para poder así estudiarestirpes de animales transgénicos para imitar enfermeda- su función. Pero con estas tecnologías es posible hacerdes humanas y entenderlas, para ensayar tratamientos con- casi cualquier tipo de modificación del ADN en el genomatra dolencias hereditarias o para conocer la función de del ratón, lo que permite hacer estudios controlados degenes específicos. Tres científicos que crearon las técnicas múltiples procesos biológicos, desde el desarrollo de órga-para hacer el primer ratón de diseño, en 1989, han mereci- nos hasta el envejecimiento, o la enfermedad y sus trata-do este año [2007] el premio Nobel de Fisiología y Medici- mientos. Existen más de 500 diferentes estirpes de ratonesna. Son Mario R. Capecchi, Oliver Smithies y Martin J. Evans. mutados a voluntad para imitar patologías humanas como dolencias cardiovasculares y degenerativas, diabetes o cáncer. La técnica premiada se denomina de acceso direc- to al gen, pero muchos científicos ya se refieren a ella como una forma de cirugía genética. Capecchi y Smithies desarrollaron la llamada técnica de re- combinación homóloga para modificar genes específicos en células de mamíferos. Evans, por su parte, descubrió cómo lograr una estirpe de ratones a partir de un embrión al que inyectó células madre embrionarias de un segundo animal. Unos habían aprendido cómo manipular genes en células cultivadas y el otro había aportado el vehículo ne- cesario para crear el ratón mutado a partir de ellas. El si- guiente paso fue combinar estos avances, y en 1989 se anunció el primer ratón así modificado genéticamente.Ratones clonados. Universidad de Hawai, Honolulu, EE UU. ALICIA RIVERA, El País, 09/10/2007 CUESTIONES 1 La biografía de uno de los galardonados, Mario Capecchi, parece extraída de un guión cinematográfico (padre muerto en África combatiendo contra los americanos, infancia robando comida con bandas de ladronzuelos, madre superviviente de campo de concentración alemán que le encuentra hospitalizado de gravedad ingresado por un desconocido...). Búscala en Internet y resúmela en diez líneas. 2 ¿Qué entiendes por ratón de diseño? 3 ¿Cuál es, según tu criterio, la mayor importancia que tienen esas investigaciones? Explícalo de forma divulgativa. 4 Algunos defensores de los animales cuestionan los métodos de investigación que utilizan ratones. ¿Qué opinas tú al respecto? a) ¿Crees que la investigación con ratones está justificada por los resultados que se esperan obtener y que servirán en muchos casos para curar una enfermedad o para mejorar la calidad de vida de muchas personas? b) ¿Se te ocurren métodos alternativos de investigación? GUÍA DE CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO 1.° Bachillerato MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 109
  10. 10. 4 FICHA 2 LA REVOLUCIÓN GENÉTICA: DESVELANDO LOS SECRETOS DE LA VIDA COMENTARIO DE TEXTO Células madre sin embriones La ciencia dio ayer uno de esos saltos que marcan historia. Reproducir ese proceso fuera del útero, en laboratorio, es Dos equipos científicos diferentes, con procedimientos lo que había logrado la medicina regenerativa utilizando distintos, han logrado reprogramar células de la piel hu- embriones sobrantes de los programas de fecundación mana en células madre capaces de diferenciarse en cual- asistida. Fue maravilloso en su momento comprobar cómo quier tejido del cuerpo humano. Han conseguido darle la una masa inerte de células cultivadas comenzaba a latir vuelta al reloj del desarrollo biológico y convertir una célu- sobre una placa de Petri como si fuera un corazón. Por la somática ya diferenciada, en este caso una simple célula este procedimiento se han obtenido centenares de líneas de la piel, en una célula que se comporta y actúa como si de células madre en todo el mundo, media docena de fuera embrionaria, es decir, capaz de convertirse de nuevo ellas en España. Pero los científicos no conocían exacta- en célula cardiaca, ósea, neurona o de cualquier otro tipo. mente qué mecanismos hacían posible la diferenciación Con este paso, calificado de revolucionario por la comuni- celular. […] dad científica, la medicina regenerativa se acerca más a su Ese es el gran salto que se ha dado ahora, y además en cé- objetivo final: la posibilidad de crear tejidos humanos para lulas humanas. Dos equipos científicos, uno japonés y otro reparar órganos dañados a partir del material genético del norteamericano, han logrado revertir el proceso y conver- propio paciente, lo que evitará cualquier tipo de rechazo. tir una célula adulta en célula embrionaria pluripotencial. El avance supone un giro copernicano en la investigación Los equipos de Shinya Yamanaka, de la Universidad de porque permite obtener células madre sin necesidad de re- Kioto, en Japón, y el de James Thomson, de la Universidad currir a las técnicas de clonación ni utilizar embriones u ovo- de Wisconsin, en Estados Unidos han conseguido obtener citos. Ello permitirá además sortear los obstáculos éticos y células madre, no a partir de un embrión, sino a partir de logísticos que han llevado de cabeza a tantos científicos células somáticas de la piel. y, en algunos casos, les ha privado de financiación. Con este El equipo de Yamanak tomó, según publica en la revista hallazgo, toda la polémica sobre el uso de embriones se di- Cell, células de la piel de una mujer de 36 años y de tejido suelve como un azucarillo en el agua y podría dejar obsoleta conectivo de un hombre de 69, e introdujo en su interior en poco tiempo la técnica de la clonación terapéutica. cuatro genes que están implicados en el proceso de dife- Pero vayamos por partes. Para poder crear un tejido a partir renciación celular. Para introducir estos genes en el interior de las células madre es preciso llegar a conocer y dominar de la célula utilizó como vector un retrovirus. La acción de las misteriosas reglas que llevan incorporadas las células de estos genes puso en marcha un mecanismo de reprogra- un embrión para que, en un momento determinado del mación que hizo regresar la célula a una fase equivalente a proceso de crecimiento en el útero materno, cada una de la embrionaria, por eso se les ha llamado células madre in- ellas vaya al lugar que le corresponde, los cardioblastos al ducidas. La célula ya diferenciada de la piel se convirtió así corazón, las neuronas al cerebro, y comiencen a cumplir sus en una célula madre pluripotencial capaz de convertirse funciones, es decir, comiencen a latir en el caso de las célu- de nuevo, no ya en piel, sino en cualquiera de los otros 220 las cardiacas, o emitir señales en el caso de las neuronales. tipos de células que tiene el organismo. Se introducen cuatro genes específicos en el núcleo usando retrovirus que convierten una célula Células específica en célula madre. Esta fue la gran sorpresa de la investigación de la piel sobre las células madre: que con solo cuatro genes se conseguía (fibroblastos) obtener una célula madre. 1 3 Retrovirus En el cultivo de fibroblastos de la piel Células madre modificado se obtienen células madre. pluripotenciales 4 Cultivo de células Célula 2 nerviosa madre pluripotenciales Los genes en el ARN del virus se incorporan Célula cardiaca al genoma de la célula de la piel. 5 Modificando las células madre se obtienen células diferenciadas Obtención de células madre a partir de células adultas de la piel.110 GUÍA DE CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO 1.° Bachillerato MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L.
  11. 11. 4 FICHA 3 LA REVOLUCIÓN GENÉTICA: DESVELANDO LOS SECRETOS DE LA VIDA COMENTARIO DE TEXTOAplicando dos de esos mismos genes y otros dos distintos, carga genética del que procedía la célula reconvertida.el equipo de James Thomson ha logrado el mismo proce- «Eso demostraba que eran realmente pluripotenciales»,so, según explicó ayer la investigadora Junying Yu, que fi- explica López Barneo.gura como primera firmante del trabajo publicado en re- El experimento era muy vistoso: se tomaron las células de lavista Science. Janying Yu ha utilizado células de piel fetal y piel de un ratoncito negro y le aplicaron los cuatro genes.células del prepucio de un niño recién nacido. El resultado Una vez revertidas a la fase embrionaria, se introdujo el ma-ha sido el mismo, con genes distintos, lo cual refuerza la terial genético en óvulos de ratón blanco. De estos óvuloscerteza del experimento, pero también indica que en el se obtuvieron ratoncitos con la piel manchada, es decir, ne-proceso intervienen muchos más factores que aún se des- gra y blanca. Cruzados entre ellos, dieron lugar a nuevos ra-conocen. Lo que hacen estos cuatro genes, según Jun- toncitos, algunos de los cuales tenían la piel completamen-yuing Yu, es activar el mecanismo. te negra, lo que demostraba que el material genético deLa noticia era una de las más esperadas desde que hace algo aquella primera célula de la cola del ratón negro, se habíamenos de año y medio, en julio de 2006, Shinya Yamanaka transmitido por vía germinal. Este experimento solo puedecomunicó que había logrado convertir en células madre las hacerse en animales y a efectos probatorios, porque en hu-células de la piel de la cola de un ratón introduciendo en manos está prohibido manipular las células germinales.ella cuatro genes, los mismos que ahora ha utilizado para el ¿Significa todo esto que la ingeniería de tejidos está a laexperimento en humanos. El trabajo venía con el cartel im- vuelta de la esquina? Ni mucho menos. De momento, el ex-plícito de «paren máquinas» porque aquello abría una nue- perimento no puede salir de la probeta porque para apli-va vía que permitía prescindir de la clonación y del uso de carse a humanos deben despejarse algunas importantesembriones, de modo que todos los focos apuntaron a partir incógnitas. «De entrada, averiguar qué genes exactamentede entonces hacia Kioto. intervienen en el proceso», indica Carlos Simón. […].James Thomson, pionero de la investigación en células El otro gran escollo a superar es cómo introducir los genesmadre que tiene en su haber científico las primeras líneas en las células somáticas. […]de células madre humanas obtenidas a partir de embrio- Mientras tanto, la clonación terapéutica puede haber que-nes, hizo algo más que poner los focos: puso proa a la re- dado obsoleta. Ian Wilmut, el creador de la ovejita Dolly, yaprogramación. Hasta entonces la mayoría de los equipos anunció anteayer que a la vista de los resultados de Yama-se había centrado en el proceso de diferenciación a partir naka iba a abandonar los experimentos de clonación me-de embriones humanos u ovocitos fecundados mediante diante transferencia nuclear que desarrolla en su laborato-la técnica de transferencia nuclear. Pero el trabajo del equi- rio de la Universidad de Edimburgo, en Reino Unido. […]po de Kioto demostraba que se podía hacer el camino de Lo que sí deja obsoleta es la polémica sobre si es ético oida y vuelta por un atajo mucho más corto. no usar embriones humanos. «Toda la disputa que tantoPero tras el fiasco de la falsa clonación humana del corea- ha entorpecido la ciencia, unos por tratar de frenarla yno Hwang Woo-Suk en 2005, la comunidad científica otros por acelerarla en exceso, ha sido estéril. Una vez másadoptó medidas de control más estrictas y ahora se exige, la ciencia ha puesto las cosas en su lugar», insistía ayer Ló-para dar credibilidad a un resultado, que haya sido obteni- pez Barneo. Hace apenas unas semanas se planteaba estedo al menos por dos equipos. grave problema en una mesa sobre bioética en el Congre-La confirmación de que el trabajo en ratones era válido lle- so Nacional de Epidemiología celebrado en Córdoba: «Si lagó apenas hace seis meses. […] Se demostró que aquellas medicina regenerativa logra algún día producir tejidos hu-células de cola de ratón reconvertidas en células embrio- manos para reparar órganos dañados ¿de dónde saldránnarias, no solo eran pluripotenciales y podían convertirse tantos óvulos como se van a necesitar, si se precisa al me-en cualquier célula humana, sino que incluso podían con- nos uno por cada paciente a tratar? ¿Acaso las mujeresvertirse en células germinales. Eso significaba que si se in- tendrían que cargar la enorme responsabilidad de facilitartroducía el núcleo de la célula madre inducida en un ovo- con sus cuerpos el tratamiento a sus congéneres?».cito de otro ratón, daba lugar a un nuevo animal con la MILAGROS PÉREZ OLIVA, El País, 3/12/2007 CUESTIONES 1 ¿Por qué es tan importante el descubrimiento del que habla el artículo? ¿Cuál es la ventaja que supone obtener células madre a partir de células adultas, como las de la piel, en lugar de a partir de embriones? 2 Explica la frase: «El avance supone un giro copernicano en la investigación». 3 ¿Por qué se dice en el artículo que algunos científicos están abandonando sus estudios sobre clonación a partir de la difusión de este descubrimiento? GUÍA DE CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO 1.° Bachillerato MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 111
  12. 12. 4 FICHA 4 LA REVOLUCIÓN GENÉTICA: DESVELANDO LOS SECRETOS DE LA VIDA COMENTARIO DE TEXTO Clonación Nunca me abandones, su última y espléndida novela, tam- embargo el discurso críptico de Kathy abunda en voces poco es lo que parece […] Se nos invita a creer que se tra- como nebuloso, oculto, descubrir, turbador, custodios o do- ta de una novela de ciencia ficción, pero no lo es. Una no- nantes, subraya en cursiva palabras que ocultan significa- vela de Ishiguro jamás es lo que pretende ser, sino un dos, menciona que los maestros «sienten miedo ante la tramposo ejercicio de enmascaramiento del género que idea de que tu mano pueda rozar la suya» y, con eufemis- confunde y que desbarata el horizonte de expectativas del mos, reticencias, omisiones y elipsis –habituales aperos de lector. la retórica de Ishiguro– tiñe de sombras, secretos y conje- turas un relato desasosegante. ¿Se podrá clonar a tu mascota? Acabaremos sabiendo que Kathy […] es, como los demás alumnos huérfanos y estériles de la granja biotecnológica de Hailsham […], un clon cultivado con el objeto de donar órganos a los ciudadanos que lo requieran. Y sucede, decía- mos, que a Ishiguro no le interesa desarrollar esa pesadilla de modernos esclavos replicantes e ingeniería genética hasta convertirla en un relato de ciencia ficción […] Prefie- re ilustrar la necesidad humana de proteger, de subsistir y Kazuo Ishiguro. de amar […] Una imagen todopoderosa cierra esta claustrofóbica nove- Kathy H. [protagonista de la novela] hilvana un caudaloso y la y ninguna duda le queda ya al lector de que Nunca me abstruso monólogo que escarba en el recuerdo intenso de abandones es una inyección de melancolía en vena, un su adolescencia entre extraños maestros tutores como dardo envenenado con tristeza que Ishiguro […] arroja Madame en el idílico internado de Hailsham. En el colegio con fuerza para despertarnos la conciencia de la dignidad rodeado de naturaleza –el lector avezado advertirá que el humana. Todo lo demás aquí no es sino un pretexto o un paisaje resulta aquí metafórico– la narradora y sus compa- decorado. ñeros Tommy y Ruth juegan, sonríen, pintan y crecen, sin JAVIER APARICIO MAYDEU, El País, 26/11/2005 CUESTIONES 1 El artículo hace referencia a la novela de Kazuo Ishiguro Nunca me abandones (Editorial Anagrama, 2001), cuya lectura recomendamos para conocer la realidad no tan lejana que plantea. Pero a la vista del texto sí puedes comentar brevemente la aplicación que plantea de la clonación de seres humanos, su legitimidad, la realidad que ello diseña, sus consecuencias, su control, prohibición o autorización, aceptación, rechazo, etc. 2 Busca en Internet alguna referencia a la actualidad del problema (clonación de simios, expectativas de la clonación de humanos con fines médicos, legitimidad de tales prácticas por la comunidad científica…).112 GUÍA DE CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO 1.° Bachillerato MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L.
  13. 13. 4 FICHA 1 LA REVOLUCIÓN GENÉTICA: DESVELANDO LOS SECRETOS DE LA VIDA CRÍTICA DE PELÍCULASGATTACA Las posibilidades de la ingeniería genética, positivas o no, han sido recreadas en películas como Gattaca. Año: 1997. Duración: 1 h 41 min. País: Estados Unidos. Director: Andrew Niccol. Guión: Andrew Niccol. Música: Michael Nyman. Fotografía: Slavomir Idziak. Intérpretes: Ethan Hawke, Uma Thurman, Jude Law, Gore Vidal, Loren Dean. Productora: Columbia Pictures. Género: Ciencia ficción. SINOPSIS ■■■■■■■■En una sociedad futura, todos los nacidos lo son median- obstáculos a los deseos del director Josef de Gattaca (Gorete manipulación genética, de modo que se consigue que Vidal). Al acercarse, como todos, a la escena del crimen,los llamados válidos estén libres de cualquier defecto o a Vincent se le cae una pestaña, que es encontrada porenfermedad. Los seres humanos son creados a partir del los investigadores del asesinato, que deducen que haygenoma de sus padres, que es seleccionado con el fin de un no válido trabajando en el proyecto. Aun así, Vincentobtener lo mejor de cada uno de ellos. logra ir al espacio, cumpliendo finalmente con su objetivo.Vincent Freeman (Ethan Hawke) tiene un sueño: ser as- El encargado de hacer los análisis, a pesar de que sabetronauta. Aunque no es un válido, quiere trabajar en Gat- que es un no válido, lo deja seguir, ya que su hijo tiene lataca, una agencia aeroespacial, con el proyecto de ir a misma meta que Vincent y el mismo impedimento queTitán, para demostrar que es tan bueno como el mejor. El él para poder alcanzarla.nombre lo dice todo: Vincent significa vencedor; Freeman, El título de la película usa las iniciales de las bases de lashombre libre. que está compuesto el ADN: adenina (A), guanina (G), ti-Vincent, mediante una serie de cambios exteriores, y de mina (T) y citosina (C). En los títulos de crédito se ve, deacuerdo con Jerome Morrow, un exitoso nadador, ahora fondo, la doble hélice del ADN. El nombre de uno de losen desgracia, porque está confinado a una silla de ruedas, personajes, Eugene, significa en griego «nacido bien» y eshaciéndose pasar por él, consigue el trabajo que desea. la raíz de la palabra eugenesia. En la casa donde viven Vi-Una semana antes de que Vincent sea lanzado al espacio cent y Jerome se puede ver una escalera de caracol queasesinan al director de la misión, un hombre que ponía simboliza el modelo de hélice del ADN. ACTIVIDADES 1 Manipulación del genoma. La investigación del genoma humano, recientemente catalogado al completo, es la puerta que abre la cura a una gran cantidad de enfermedades, pero que permite también investigar de forma inquietante nuestro interior. a) En algunos países está prohibido utilizar análisis genéticos a la hora de contratar seguros de vida o de enfermedad. ¿Pero seguirá durante mucho tiempo esa prohibición? b) El ser humano ha luchado siempre en contra de la enfermedad, buscando una cura para sus males. Gracias a la genética puede eliminar enfermedades, elegir el sexo del feto, etc. ¿Dónde está el límite? 2 ¿Qué es el hombre? La película plantea la cuestión perenne: ¿qué es el hombre? ¿Es solo su código genético? ¿Se reduce a su código genético o es algo más? Mucha gente consigue cosas que están por encima de sus posibilidades físicas. ¿Es el ser humano una máquina más, medible, cuantificable? GUÍA DE CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO 1.° Bachillerato MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 113
  14. 14. 4 FICHA 2 LA REVOLUCIÓN GENÉTICA: DESVELANDO LOS SECRETOS DE LA VIDA CRÍTICA DE PELÍCULAS LA ISLA (The Island) Un futuro desastroso para la Tierra y para el ser humano, manipulado en un falso paraíso como es La Isla. Año: 2005. Duración: 2 h 7 min. País: Estados Unidos. Director: Michael Bay. Guión: Caspian Tredwell-Owen, Alex Kurtzman-Counter, Roberto Orci. Música: Steve Jablonsk. Fotografía: Mauro Fiore. Intérpretes: Ewan McGregor, Scarlett Johansson, Djimon Hounsou, Sean Bean, Steve Buscemi, Michael Clarke Duncan. Productor: DreamWorks Pictures / Warner Bros. Pictures Género: Ciencia ficción. SINOPSIS ■■■■■■■■ Estamos a mediados del siglo XXI. La Tierra, a consecuen- réplicas –clones– de personas del mundo real. Asistimos, cia de siglos de despreocupación y de gestiones perver- por tanto, a la historia de varios clones que creen ser hu- sas, está contaminada, Lincoln Six-Echo (McGregor) de- manos y que, engañados con una supuesta contamina- sea, como todos los humanos, poder ir a La Isla, el único ción del globo, están encerrados en un edificio esperando lugar que, por lo que dicen, se ha visto libre de contami- la fortuna de la lotería para trasladarse a una paradisíaca y nación. Ir a La Isla es un premio que a cualquiera le puede utópica isla donde vivirán para siempre felices y libres. tocar en un sorteo. Pero Lincoln es inquisitivo, inquieto; Todo esto es simple marketing: es un invento, un fraude unos extraños sueños le hace intuir que en La Isla hay de una empresa que tiene como clientes a gente rica. Es- algo que se le oculta. tos, gracias a los clonados, pueden, de necesitarlo, tener En esas situación, su mejor amiga, Jordan Dos Delta (Scar- fácilmente los órganos compatibles en caso de operación lett Johansson) es seleccionada por sorteo para ir a La Isla. o enfermedad. Lincoln quiere saber y su curiosidad le lleva a conocer el El destino de Lincoln y Jordan parece sellado y no queda secreto mejor guardado de La Isla: que tanto él como to- más remedio que huir. Han de arriesgarse y salir al mun- dos los demás valen más muertos que vivos para los pla- do real, que no conocen para nada. En esta aventura, la nes de los que dirigen La Isla. Todos ellos no son más que amistad entre Lincoln y Jordan se convierte en amor. ACTIVIDADES 1 Clonación. La clonación es un proceso por el que se obtienen de forma asexual copias idénticas de un organismo ya desarrollado. Se parte de un animal ya adulto, porque la clonación busca obtener copias de un sujeto conociendo sus características consolidadas. Ha de hacerse de forma asexual, pues la reproducción sexual no da copias idénticas, sino diversidad. ¿Te parece lícito proseguir en los intentos por clonar seres humanos? 2 Células madre. Una práctica muy extendida es el uso de células madre. De una célula madre se puede obtener cualquier otro tipo de célula. Hay dos tipos: embrionarias o adultas. Parece que las células madre adultas tienen un gran potencial y quizá más facilidades que las células madre embrionarias, puesto que se puede partir de células del propio individuo y, por tanto, con la misma carga genética. Con eso desaparecerían, además, los problemas éticos de manipular y destruir embriones. Con todo, hay un gran debate internacional en torno a la siguiente pregunta: ¿Es lícito el uso de células madres embrionarias o se debe recurrir solo a las células madres adultas?114 GUÍA DE CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO 1.° Bachillerato MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L.
  15. 15. 4 LA REVOLUCIÓN GENÉTICA: DESVELANDO LOS SECRETOS DE LA VIDA CRÍTICA DE LIBROS¿SUEÑAN LOS ANDROIDES CON OVEJAS ELÉCTRICAS? (Do androids dream of electric sheep?)Autor: Philip K. Dick. Año: 1968. Editorial: Edhasa. ARGUMENTO ✍ ✍ ✍ ✍ ✍Blade Runner, la película con gran éxito de crítica y de pú- menos consideración y los androides son simplementeblico dirigida por Ridley Scott en 1982, se basa en esta no- insignificantes.vela, que a veces se reedita con ese título. Los humanos se dividen entre aquellos que pueden emi-Estamos en los tiempos que siguen a una terrible guerra grar fuera de la tierra y aquellos que, por defectos genéti-nuclear y el polvo radiactivo lo envuelve todo; los perso- cos producidos en su mayor parte por el polvo radiactivo,najes masculinos en la novela deben usar protectores ge- tienen que quedarse, esperando una muerte segura ynitales de plomo para evitar quedar estériles. Rick Dec- próxima: son los especiales; finalmente, los androides, dekard, un ex policía, debe eliminar a un grupo de Nexus 6 los que cada vez sacan nuevos y más perfectos modelos.–androides de última generación casi idénticos a seres Están, además, los animales eléctricos que reemplazan ahumanos– que ha llegado hasta la Tierra, huyendo desde animales verdaderos y parecen sentir y vivir como ellos, yuna colonia espacial. El de Rick es un negocio lucrativo, hacia los cuales sus dueños guardan sentimientos entra-porque por cada androide que elimine recibe una sustan- ñables y cercanos.ciosa bonificación. La Tierra carece ya de futuro. Quedan algunos sentimien-Pero la novela, más allá de las aventuras y de las peripe- tos hacia las realidades naturales (de ahí el interés y el ca-cias y del romance entre Rick y la mutante Rachel, trata en riño por los animales) y una creciente desconfianza haciarealidad de los confusos límites entre lo natural y lo artifi- los humanos que pueden ser androides, concebidos alcial, lo real y lo irreal. El propio Rick no deja de preguntar- principio como esclavos electrónicos y cada día más per-se alguna vez si él mismo, el cazador, no será también un fectos y más… humanos. Muchos de los mejores perso-mutante… En la tierra de la post-Guerra Terminal, a los najes de la novela, los que más emoción y simpatía des-animales se los considera preciosos, los humanos reciben piertan, son androides. ACTIVIDADES 1 Natural y artificial. La ingeniería genética permitirá cada vez más rebasar las fronteras de lo natural, o al menos de la normalidad del funcionamiento de la naturaleza, como en el caso de la clonación. ¿Te parece positiva esa posibilidad? ¿Es deseable seguir trabajando en esa dirección? 2 Hombres y animales. En el libro se marca el contraste de que, mientras más seres artificiales se fabrican, más se estiman a los puramente naturales, como los animales. ¿Te parece adecuada esa estimación? ¿Crees que los androides sueñan con ovejas eléctricas? OTROS LIBROSFicción • ADN, El secreto de la vida, James Watson. Taurus, 2003.• Next, Michael Chrichton. Plaza y Janés, 2007. El investiga- Una excelencia referencia sobre la genética en plan di- dor Henry Kendall mezcla ADN humano y de chimpancé vulgativo, pero riguroso. Con ilustraciones claras y con re- y produce un híbrido evolucionado. ferencias históricas y socioeconómicas interesantes. Y de• Los ojos de Heisenberg, Frank Herbert. Ediciones B, 1989. En la mano de uno de los descubridores de la estructura de una sociedad dominada y controlada por unos seres supe- la molécula de ADN. riores viven los Optimen, que mediante la manipulación • Genoma, Matt Ridley. Taurus, 2000. Una historia en 23 ca- genética, han conseguido llegar a ser inmortales. pítulos (uno por cromosoma). Un recorrido completo por los genes de la especie humana.No ficción • Deconstruyendo a Darwin, Javier Sampedro. Crítica, 2002.• La doble hélice, James Watson. Alianza Editorial (1.ª ed., Un libro fascinante sobre el origen de la vida y sobre las 1968). La historia del descubrimiento de la doble hélice precisiones que realiza la ciencia actual (con especial men- narrada por uno de sus protagonistas. ción a la genética) a la teoría de la evolución de Darwin. GUÍA DE CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO 1.° Bachillerato MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 115
  16. 16. 4 LA REVOLUCIÓN GENÉTICA: DESVELANDO LOS SECRETOS DE LA VIDA INTERPRETACIÓN DE GRÁFICOS El genoma humano La complejidad de un organismo no correlaciona con el En el laboratorio los cromosomas humanos se tiñen y apa- número de genes que este posee. Los seres humanos dis- recen en ellos una serie de bandas claras y oscuras en cada ponemos de 46 cromosomas (22 pares más dos cromoso- uno de los brazos que son utilizadas por los genetistas mas sexuales) en los que se almacena la información ge- para ubicar los genes. En profase los cromosomas tienen nética. Además, no todos los cromosomas incluyen el más bandas que en metafase. mismo número de genes. Sexual Cromátida Cromátida Centrómero Cariotipo de una mujer. Bandas oscuras Y X 21 22 1 Bandas claras 20 19 2 18 Fragmento 17 3 de cromosoma 16 4 humano. 15 5 Número de genes 14 presentes en los 6 cromosomas humanos. 13 CUESTIONES 12 7 11 8 10 9 1 Observa todas las ilustraciones que aparecen en esta página. a) ¿Cuáles son los cromosomas más grandes? b) ¿Cuáles son los cromosomas que tienen más genes? ¿Y los que tienen menos genes? c) ¿Los cromosomas mayores son también los que poseen más genes? 2 A partir de la respuesta anterior, ¿puedes decir si todo el cromosoma está formado por genes?116 GUÍA DE CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO 1.° Bachillerato MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L.
  17. 17. 4 LA REVOLUCIÓN GENÉTICA: DESVELANDO LOS SECRETOS DE LA VIDA PÁGINAS WEBGENÉTICA HUMANA ADN DESDE EL PRINCIPIO ENFERMEDADES GENÉTICAShttp://www.juntadeandalucia.es/ http://www.dnaftb.org/dnaftb http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/averroes/concurso2006/ver/26/ spanish/geneticdisorders.htmlgenetica1.html Una excelente referencia con animaciones. Puede servir como Es un servicio en español de la BibliotecaDivulgación de temas genéticos punto de partida para personas alejadas Nacional de Salud de EE UU.con un diseño llamativo y agradable. del mundo de la genética. En esta página se incluye informaciónCon abundantes ilustraciones Con problemas, ilustraciones, etc. sobre enfermedades genéticas.y animaciones.EL GENOMA HUMANO Y LOS DERECHOS HUMANOS GENÉTICA HUMANA 4.º ESO LAS HERRAMIENTAS DE LA INGENIERÍA GENÉTICAhttp://www.fortunecity.com/ http://recursos.cnice.mec.es/ http://www.arrakis.es/%7Eibrabida/campus/dawson/196/decgenoma.htm biosfera/alumno/4ESO/Genetica2/ general.html contenidos.htmDeclaración Universal sobre el genoma Una web completísima que recogehumano y los derechos humanos. Unidad didáctica de 4.º ESO sobre las contribuciones de Charles Darwin. genética. En inglés. Otras páginas web interesantes• http://www.ornl.gov/sci/techresources/ • http://lagenetica.info. La genética explicada Human_Genome/education/spanish.shtml. Enlaces de una manera sencilla. En español y en catalán. de genética en español. • http://www.segenetica.es. Sociedad Española• http://genomics.energy.gov/gallery/chromosomes/ de Genética. gallery-01.html. Información sobre los cromosomas • http://www.ornl.gov/sci/techresources/ humanos. En inglés. Human_Genome/home.shtml. Información sobre el Proyecto Genoma Humano.• http://genomics.energy.gov. Completísima información sobre genética. En inglés. • http://www.estudiosgeneticos.com.ar/ estudiosgeneticos/servicios.asp. Para conocer cuáles• http://www.kumc.edu/gec. Recursos educativos son los servicios que las empresas relacionadas sobre genética. En inglés. con la genética pueden prestar.• http://stemcells.nih.gov/info/basics/basics1.asp. • http://www.epigenome.eu/es. Información Información sobre células madre. En inglés. sobre epigenética. GUÍA DE CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO 1.° Bachillerato MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 117
  18. 18. 4 FICHA 1 LA REVOLUCIÓN GENÉTICA: DESVELANDO LOS SECRETOS DE LA VIDA BIOGRAFÍAS BARBARA McCLINTOCK durante los procesos de meiosis, en la reproducción celu- lar. Y su campo de estudio abarcó también a los genes re- guladores que activan o desactivan a otros genes. El siguiente texto corresponde a la traducción de su dis- curso durante el banquete de entrega de los premios Nobel de 1983: «Entiendo que estoy aquí esta tarde porque la planta del maíz, con la que he trabajado durante muchos años, reveló un fenómeno genético que resultaba totalmente chocante con el dogma de ese tiempo, hacia la mitad de la década de 1940. Recientemente, con la aceptación general de este fenó- meno, me han preguntado, especialmente jóvenes in- vestigadores, simplemente cómo me he sentido duran- te el largo periodo en que mi trabajo fue ignorado, Barbara McClintock recibe el premio Nobel de Fisiología descartado o cuando despertó frustración. o Medicina. Primero, debo admitir, estaba sorprendida y desconcerta- Barbara McClintock (1902-1993) es una de esas perso- da, pues pensé que la evidencia y mi interpretación lógi- nas que se adelantó a su tiempo. Botánica de profesión, ca eran suficientemente reveladores. Pronto quedó claro, dedicó su vida al estudio de la genética aplicada al maíz. sin embargo, que asunciones tácitas –la esencia del dog- Esta genetista estadounidense realizó importantes des- ma– ejercieron como barrera frente a una comunicación cubrimientos durante las décadas de 1940 y 1950; en efectiva. Mi comprensión del fenómeno responsable de particular, la transposición de genes, procedimiento los rápidos cambios en la acción del gen, incluyendo ex- mediante el cual porciones de ADN pueden moverse presiones variopintas vistas comúnmente tanto en plan- por distintos lugares de un cromosoma. tas como animales, era demasiado radical para esa época. Por este descubrimiento, difundido públicamente en Una persona necesitaría tener mis experiencias, o unas si- 1951 durante una conferencia en Cold Spring Harbour milares a ellas, para penetrar en esta barrera. (EE UU), recibiría en 1983 (¡32 años después!) el premio Posteriormente, varios genetistas del maíz sí reconocie- Nobel de Fisiología o Medicina. Es la única mujer que ha ron y exploraron la naturaleza de este fenómeno, y ellos obtenido este galardón en solitario. Y, como muchos deben haber sentido las mismas exclusiones. Nuevas téc- otros científicos, tuvo que sufrir una buena dosis de in- nicas hicieron posible darse cuenta de que el fenómeno comprensión por parte de sus colegas antes de que es- era universal, pero esto fue muchos años después. Entre tos admitieran la veracidad de sus descubrimientos. tanto no fui invitada a dar lecturas o seminarios, excepto La transposición de genes (genes saltarines) le permitió en raras ocasiones, o a actuar en comités o comisiones, o explicar algunas características físicas observadas en el interpretar el trabajo de otros. En lugar de causar dificul- maíz. Por ejemplo, la presencia de granos de distintos tades personales, este largo intervalo de tiempo me pro- colores en una misma mazorca. vocó un gran placer. Permitió una completa libertad para continuar investigaciones sin interrupción y por la mera Además, contribuyó de manera notable a afianzar algunos felicidad que ellas me proporcionaban». conceptos claves en la genética actual, como la recombi- nación genética y el entrecruzamiento que se producen Fuente: http://nobelprize.org ACTIVIDADES 1 Explica en qué consiste la transposición de genes. Intenta ayudarte con un dibujo en el que representes cromosomas. 2 Resume en tres o cuatro líneas el discurso de McClintock durante el banquete de entrega de los premios Nobel. 3 ¿Por qué no fue invitada Barbara McClintock a dar casi ninguna conferencia o seminario durante una gran parte de su carrera?118 GUÍA DE CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO 1.° Bachillerato MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L.
  19. 19. 4 FICHA 2 LA REVOLUCIÓN GENÉTICA: DESVELANDO LOS SECRETOS DE LA VIDA BIOGRAFÍÁS GINÉS MORATA como el premio Nacional de Investigación Santiago Ra- món y Cajal en 2002 y el premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica en 2007 (este junto a Meter Lawrence), donde el jurado destacó lo siguiente: «Los premiados han llevado a cabo trabajos decisivos, en Cambridge y en Madrid, continuando una colabora- ción que se inició en el prestigioso Laboratorio de Biolo- gía Molecular de Cambridge, testigo de numerosos avances en investigación básica. El jurado quiere, así mismo, resaltar con este galardón el valor de la escuela española de Biología del Desarrollo, que resulta funda- mental para esta disciplina a nivel internacional. Los trabajos de Lawrence y Morata son esenciales para conocer con claridad algunos detalles del proceso de formación de organismos complejos. Sus investigacio- nes pioneras arrojan luz sobre el funcionamiento de los compartimentos biológicos como unidades funcionales que regulan, mediante gradientes moleculares y con-Ginés Morata. juntos de genes, el programa de desarrollo embrionario. El esfuerzo de ambos científicos para esclarecer los pro-Ginés Morata (n. 1945) es uno de los exponentes de la cesos morfogenéticos, basado en modelos experimen-escuela de genética del desarrollo en España, conti- tales sencillos, posibilita el abordar cuestiones de nota-nuando con la labor llevada a cabo por Antonio García ble complejidad. Entre estas están la función de algunosBellido. genes altamente conservados, desde los insectos alSus trabajos, desde el Centro de Biología Molecular del hombre, o la formación de linajes de células que dan lu-Consejo Superior de Investigaciones Científicas, se cen- gar a órganos como el ojo o las alas.tran en el estudio genético de la mosca de la fruta (Dro- El trabajo de Lawrence y Morata, en colaboración o desophila melanogaster), una especie que ha proporciona- forma independiente, proporciona información sobredo muchas alegrías a numerosos genetistas. fenómenos de regeneración de órganos y tejidos y so-El estudio del desarrollo de esta mosca ha permitido bre la llamada apoptosis o muerte celular programada,realizar numerosos avances relacionados con el papel esenciales para abordar cuestiones como el envejeci-de los genes durante el desarrollo embrionario en nu- miento y el cáncer.merosos animales. Además, estos conocimientos serán En los descubrimientos científicos de los profesoresempleados probablemente en el futuro para afrontar el Lawrence y Morata, de valor universal, se asientan avan-estudio del cáncer y del envejecimiento. ces del conocimiento con importante repercusión paraSus descubrimientos son reconocidos internacional- la medicina del futuro».mente, y ha recibido varios premios de importancia, Fuente: http://www.fundacionprincipedeasturias.org ACTIVIDADES 1 Explica en pocas palabras de qué se ocupa la genética del desarrollo. 2 ¿Por qué crees que se emplea tanto la mosca de la fruta en estudios genéticos? Elige la respuesta correcta. a) Porque las moscas tienen muy poca variación genética de unos individuos a otros. b) Porque su ciclo vital es muy rápido y se pueden hacer estudios con muchas generaciones de moscas en poco tiempo. c) Porque su genoma es muy grande. d) Porque tiene muchos cromosomas. GUÍA DE CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO 1.° Bachillerato MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 119

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