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El avance de la ciencia y la tecnología a lo largo de la segunda mitad del siglo XX y durante el siglo XXI han permitido introducir modificaciones en la información genética
Enzimas de restricción
Las enzimas de
restricción son tijeras
biológicas que cortan el
ADN por sitios concretos
que previamente han
reconocido, esto nos permite
trabajar con fragmentos de ADN
cuyos extremos sabemos
como son
Electroforesis en gel de agarosaLa carga eléctrica del ADN
permite que los fragmentos obtenidos puedan separarse por tamaños, Las muestras se sitúan en unos pocillos de una sustancia llamada gel de agarosa. que está sometida a un campo eléctrico. Cada fragmento de ADN se moverá en función de su tamaño
Huella génica
Clonación de un gen in vivo
Clonar un gen es obtener copia repetidas de ese gen
La gran fotocopiadora del ADNEn los años ochenta se inventa un aparato que cambiaría la manera de trabajar en los laboratorios.Kary Mullis es su artífice, por él recibiría el premio Nobel en 1993l.La máquina de Kary Mullis recibe el nombre de PCR de las siglas de Reacción en Cadena de la Polimerasa
La máquina de la PCR permite crear un millón del copias de un fragmento de ADN en apenas una hora
Calentamiento del ADN para que se separen las
dos cadenas,Se añaden los primer o cebadores para quela
enzima polimerasa pueda unirsela polimerasa
Elongación de la cadena por la ADN polimerasa
Mecanismo por el que se lleva a cabo la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) incluye tres etapas:
Clonación reproductiva: permite crear clones de animales
CLONACIÓN
La oveja Dolly fue pre-sentada en 1997 como elprimer mamífero clonadoa partir de células adultas.
Mecanismo de clonación de Dolly
Clonación de células madres
Las células madres son aquellas que pueden tanto dividirse indefinidamente para dar lugar a otras células madre, como, en condiciones adecuadas, diferenciarse en uno o varios tipos celulares especializados, por ejemplo, células musculares, cardíacas, hepáticas, etc.
Se comportan como células embrionarias las células del cordón umbilical
Secuenciación de ADN
Consiste en conocer la secuencias de nucleótidos de un determinado gen o de todo un organismo.
Actualmente es una técnica automatizada y informatizada mediante máquinas como la que aparece a la izquierda.
El proyecto Genoma Humano
El Proyecto Genoma Humano (PGH) fue un proyecto de investigación científica con el objetivo fundamental de determinar la secuencia de pares de bases químicas que componen el ADN e identificar y cartografiar los aproximadamente 20.000-25.000 genes del genoma humano desde un punto de vista físico y funcional.
El proyecto se inicio en 1990 en EEUU y se terminó en el 2000 gracias a acuerdos internacionales y a los avances tecnológicos, pues estaba previsto que se terminara varios años más tarde.
Proyecto Genoma Humano
La existencia de sólo 20.000 genes desconcertó a los científicos.
La cantidad de nucleótidos que forman parte de los genes supone sólo el 2% del ADN humano.
Al resto del ADN no codificante de proteínas se le dio el inadecuado nombre de ADN basura
Proyecto Encode
Consorcio internacional que se funda en 2003 para investigar como funciona el ADN.
Sus conclusiones, publicadas en 2013, resultan muy interesantes:
Demuestran que por lo menos el 80% del genoma está activo
Proyecto Encode
El antiguamente mal llamado ADN basura es el encargado de regular la activación de cada gen en los diferentes tipos celulares.
Científicos del consorcio Encode ya han relacionado con alteraciones en estas regiones del genoma 400 enfermedades que, destacan dolencias cuyo origen era un enigma como la diabetes tipo 1, la esclerosis múltiple, la artritis reumatoide, la enfermedad de Crohn o algunos casos de cáncer de mama
Según la visión clásica, el ADN está organizado de manera lineal como un hilo y un gen es un fragmento de este hilo que contiene las instrucciones para producir una proteína. Pero en la realidad el ADN está enrollado en el núcleo de las células. Según la visión que emerge del proyecto Encode, regiones de ADN que estarían alejadas si el ovillo se desenrollara se encuentran tan cerca que interactúan entre ellas.
Transferencia génica: Consiste en extraer genes de una
célula para introducirlos en otra
Transferencia génica
Genes de una especie a otra diferente
Introducción de genes a una célula de la misma especie
Se forman organismos transgénicos
Introducción de genes sanos en un organismo
con una alteración genética
Animales Plantas Microorganismos
Pueden ser
Pueden transferirse
Técnicas utilizadas en biotecnología
Aplicaciones de la biotecnología
Producción de sustancias útiles para el ser humano: Producción de sustancias terapéuticas:
Hormonas: Insulina, para tratar la diabetes Factor de crecimiento para tratar el enanismo
Factores de coagulación para tratar la hemofilia. Sustancias mediadoras del sistema inmunitario
Producción de enzimas de interés industrial Producción de vacunas.
Los organismos transgénicos que pueden ser empleados para la producción de sustancias son:
Microorganismos
Plantas
Animales
Obtención de plantas transgénicas
Las técnicas más empleadas en las plantas son: * Uso de pistolas con microbalas de metal recubiertas de ADN.* Uso como vector de un plásmido de una bacteria simbionte que produce tumores.
Plantas transgénicas
Plantas transgénicas
Animales transgénicos
óvulo
Microinyección del gen humano
Implantación del óvulo en una oveja receptora
Nacimiento del animal
El animal se hace adulto comienza a producir leche
La leche contiene la sustancia
PLANTAS TRANSGÉNICAS UTILIZADAS EN ALIMENTACIÓN
Los cultivos de soja y maíz transgénicos son los más utilizados para alimentación humana en la UE.
Variedades transgénicas del maíz que:
Resisten heladas.- incorporación de un gen de un pez resistente al frío.
Resisten plagas.- incorporación de un gen del trigo.
Resisten herbicidas.- incorporación de un gen bacteriano.
La soja transgénica que:Contiene un gen obtenido de una bacteria que la hace resistente un herbicida.
Otros plantas producidos en gran cantidad en todo el mundo son: el algodón y la colza que entra en España a través de importaciones, también se producen variedades de tomate, patata y tabaco
ANIMALES TRANSGÉNICOS UTILIZADOS EN ALIMENTACIÓN
* Carpas transgénicas que crecen de un 20 a un 40% más rápido. Se consiguen introduciendo el gen de la hormona del crecimiento de la trucha arco iris. Se estimula añadiendo Cinc a la dieta. * Salmones transgénicos.- Resisten mejor las temperaturas bajas. Se consigue por incorporación de un gen de una especie de platija del ártico.
Riesgos de los transgénicos
SanitariosPodría producir efectos nocivos en las personas
que los toman
EcológicosPérdida de
biodiversidad
ÉticosLas grandes empresas establecen monopolios
BIORREMEDIACCIÓN
Se define como biorremediación a cualquier proceso que utilice microorganismos, hongos, plantas o las enzimas derivadas de ellos para retornar un medio ambiente alterado por contaminantes a su condición natural.
El uso de la ingeniería genética para crear organismos específicamente diseñados para la biorremediación tiene gran potencial.
La bacteria Deinococcus radiodurans (el organismo más resistente a la radiación que se conozca) ha sido modificado para que pueda consumir el tolueno y los iones de mercurio de desperdicio nuclear altamente radioactivo.
DEFICIENCIA HEPÁTICA
INFARTO Leucemias y aplasias
¿DIABETES?
REGENERACIÓN CORNEA
USO DE CÉLULAS MADRE
LA TERAPIA GÉNICA
Esta técnica se basa en la introducción de un gen correcto en las células humanas para sustituir un gen deficienteSe pueden tratar de esta forma:•Enfermedades hereditarias•Enfermedades autoinmunes•El cáncer
