Conceptos Clave de Biotecnología e Inmunología: Aplicaciones y Mecanismos

Conceptos Clave de Biotecnología

Biotecnología: ciencia que estudia el uso de las propiedades y componentes de los seres vivos para fines prácticos e industriales. Utiliza tanto seres vivos (animales, plantas y microorganismos) como sus componentes (células y biomoléculas).

Ingeniería genética: conjunto de técnicas y métodos que permiten el acceso y la manipulación del ADN.

Enzimas de restricción: son endonucleasas, es decir, enzimas capaces de romper enlaces fosfodiéster entre nucleótidos. Son altamente específicas (sitios de restricción), cortan en ambas cadenas y están producidas por bacterias como mecanismo de defensa.

Sitios de restricción: secuencias palíndromas de ADN reconocidas por las enzimas de restricción como el lugar en el que se cortará el ADN.

Vectores de clonación: moléculas pequeñas de ADN cuya misión es transportar el gen que se desea clonar hasta la célula hospedadora, favoreciendo su replicación dentro de la misma. Recuerda que deben tener un origen de replicación, genes marcadores como control positivo para identificar que el vector se ha insertado en la célula, y 1 o más sitios de restricción para que las enzimas de restricción puedan cortar. Los más comunes son los plásmidos y los bacteriófagos, como el fago lambda.

Células hospedadoras: células caracterizadas por su crecimiento rápido, no ser patógenas y favorecer la entrada del ADN recombinante.

ADN recombinante: Molécula de ADN obtenida por ingeniería genética formada por dos fragmentos de distinto origen: el inserto, que es el gen que interesa clonar, y el vector, la molécula de ADN que sirve como transporte.

Electroforesis: técnica de separación de moléculas en función de su movilidad, sometidas a un campo eléctrico.

Hibridación de ADN: proceso de formación de moléculas de ADN dúplex con dos cadenas de diferente origen, o ADN híbrido. Tiene lugar cuando dos cadenas complementarias se ponen en contacto. También puede darse entre una cadena de ADN y una de ARN complementarias. Se usa para identificar secuencias de ADN conocidas.

Sonda: fragmento determinado de ARN o ADN marcado química o radiactivamente, utilizado para localizar determinadas secuencias de ácidos nucleicos mediante la hibridación.

PCR: técnica de amplificación del ADN in vitro en donde se llevan a cabo sucesivas replicaciones para producir copias de un gen conocido. Hace falta ADN molde, un par de cebadores (uno en cada sentido), nucleótidos trifosfato y una ADN polimerasa termoestable.

Retrotranscripción: proceso que sirve para obtener ADN complementario a partir de una molécula de ARN que actúa como molde para la transcriptasa inversa.

Biorremediación: proceso biotecnológico que emplea organismos para recuperar un ambiente contaminado, puede ser tanto un ambiente terrestre como uno acuático.

Terapia génica: proceso en el cual se introducen uno o más genes para tratar, prevenir o curar una enfermedad; por ejemplo, introduciendo formas sanas de un gen que está dañado o reemplazando el gen defectuoso por una versión sana del mismo. Ej: en la distrofia muscular de Duchenne, en donde se corrige el gen defectuoso con Crispr-Cas9.

Organismos modificados genéticamente (OMG): organismos a los que se les ha introducido algún gen, ya sea de su propia especie (cisgénicos, por ejemplo con la tecnología de CRISPR-Cas9) o de otra especie (transgénicos, por ejemplo con la tecnología del ADN recombinante. Ej: Maíz Bt).

Células madre: células caracterizadas por la alta capacidad de división mediante mitosis y por ser células indiferenciadas. Al dividirse, pueden dar lugar a nuevas células madre o diferenciarse a un tipo celular específico. Distinguir entre embrionarias, adultas e IPS.

Técnica CRISPR-Cas: técnica de edición génica que permite cortar el ADN en un sitio específico y editarlo; es decir, permite reescribir la secuencia de nucleótidos de cualquier gen. También se conoce como mutagénesis dirigida.

Conceptos Clave de Inmunología

Antígeno: Cualquier molécula no reconocida como propia por el sistema inmunitario y que desencadena una respuesta inmunitaria. Nota (xenoantígeno (de otra especie), aloantígeno (misma especie), autoantígeno (mismo individuo).

Inmunogenicidad: capacidad de una molécula para activar al sistema inmunitario.

Anticuerpo: Proteína con conformación globular producida por los linfocitos B maduros (células plasmáticas) en respuesta a la presencia de un antígeno.

Respuesta inmunitaria: respuesta del organismo frente a un antígeno (molécula o microorganismo reconocido como extraño).

Respuesta inmunitaria congénita o innata: respuesta inmunitaria propia de la especie y no precisa activación. Es una primera línea defensiva que se posee desde el nacimiento.

Respuesta inmunitaria adquirida o adaptativa: respuesta inmunitaria propia del individuo que se desarrolla a lo largo de la vida a partir del contacto con un antígeno.

Respuesta inmunitaria inespecífica: mecanismos generales de defensa del sistema inmunitario que actúan contra cualquier microorganismo o agente extraño.

Respuesta inmunitaria específica: mecanismos de defensa del sistema inmunitario que actúan contra un microorganismo o agente extraño de forma específica.

Respuesta inmunitaria humoral: respuesta del sistema inmunitario que está basada en la producción de sustancias, especialmente anticuerpos que son específicos contra un antígeno.

Respuesta inmunitaria celular: respuesta del sistema inmunitario basada en la acción directa de células como linfocitos T y macrófagos ante un antígeno reconocido como extraño.

Quimiotaxis: capacidad de migración que poseen los leucocitos al ser atraídos por estímulos químicos como productos microbianos o sustancias liberadas por las células dañadas o los propios leucocitos.

Diapédesis: capacidad de los leucocitos para atravesar las paredes de los capilares sanguíneos, ante un daño celular, debido a que las lesiones provocan aumento de la permeabilidad capilar y vasodilatación.

Fagocitosis: es una de las formas de endocitosis en donde las células son capaces de captar partículas del entorno.

Sistema del complemento: conjunto de proteínas presentes en el plasma sanguíneo que se activan en respuesta a la presencia de componentes moleculares de microorganismos, produciendo una cascada enzimática que provoca una amplificación de la respuesta inmunitaria.

Interferón: citoquina que interviene en las infecciones víricas y es producida por células NK, linfocitos T y células infectadas por virus.

Células NK: linfocitos que forman parte del sistema inmunitario innato porque identifican y destruyen células infectadas por virus o tumorales, produciendo citoquinas como el interferón.

Macrófago: tipo de leucocito que interviene en la respuesta inmunitaria celular como célula presentadora de antígenos y que también puede realizar la fagocitosis.

Linfocito B: tipo de leucocito que participa en la inmunidad mediada por anticuerpos (humoral) y que, ante la presencia de un antígeno, se diferencia para convertirse en células plasmáticas productoras de anticuerpos. Se forman y maduran en la médula ósea.

Linfocito T: Leucocito responsable de la respuesta inmunitaria celular implicado en la eliminación de células infectadas o tumorales. Se forman en la médula ósea y maduran en el timo.

Memoria inmunológica: capacidad del sistema inmunitario de reconocer a un antígeno con el que ha estado en contacto previamente, lo que le permite desencadenar una respuesta inmunológica más rápida y eficaz contra él. Esto se consigue gracias a la formación de linfocitos T y B de memoria sensibilizados ante un antígeno concreto.

Inmunidad pasiva: respuesta inmunitaria producida por la introducción de anticuerpos que no son producidos por el propio individuo, bien de forma natural (anticuerpos que pasan de la madre al feto por la placenta o la leche materna) o de forma artificial a través de la sueroterapia.

Inmunidad activa: respuesta inmunitaria en donde el sistema inmunitario produce anticuerpos. Requiere del contacto con el antígeno y desarrollar memoria inmunológica. Puede ser de forma natural (tras un primer contacto con el antígeno) o de forma artificial, a través de las vacunas.

Respuesta inmunitaria primaria: respuesta inmunitaria que se produce después del primer contacto con un antígeno. Caracterizada por un aumento de los anticuerpos de tipo M (IgM).

Respuesta inmunitaria secundaria: respuesta inmunitaria que se produce cuando ya se ha tenido contacto previo con el antígeno, y es consecuencia de la memoria inmunológica. Caracterizada por un aumento de los anticuerpos de tipo G (IgG).

Hipersensibilidad: producción de una respuesta inadecuada o exagerada del sistema inmunitario ante un antígeno inocuo. La más común es la de tipo I (alergias).

Autoinmunidad: respuesta inmunitaria contra moléculas, células o tejidos propios del organismo. Se produce cuando, bajo ciertas circunstancias, se produce una pérdida de la autotolerancia, o los linfocitos autorreactivos no son convenientemente eliminados.