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UNIVERSIDAD DANIEL A. CARRIÓN - CEPICISA
BIOTECNOLOGÍA
LA REVOLUCIÓN
GENÉTICA
Dr. Jose Perea Torres
1. ¿Cuál es la composición química del ADN?
12. ¿En qué consiste la secuenciación del ADN?
2. ¿Por qué es en espiral la estructura de ADN?
13. ¿Qué son los OGM?
3. ¿Qué es la replicación del ADN?
14 ¿Para qué se usan los MGM?
4. ¿Cómo se transmite la información?
15. ¿Qué son los animales transgénicos?
5. ¿Cuáles son los tipos de biotecnología?
16. ¿En qué consisten las plantas transgénicas?
6. ¿De qué trata el ADN recombinante?
17. ¿Para qué se utiliza la clonación
reproductiva?
7. ¿Para qué estás las enzimas celulares?
18. ¿De qué tratan las células madre?
8. ¿Cómo se busca un gen específicamente?
19. ¿Es la terapia génica un buen método?
9. ¿Para qué se usa la búsqueda de un gen?
20. ¿Cuáles son las aplicaciones de las células
madre en la actualidad?
10. ¿Cómo se clona un ADN?
21. ¿Por qué la creación del Genoma Humano?
11. ¿Qué es la amplificación del ADN?
22. ¿Está la bioética muy en lo cierto?
- El ADN es una gran molécula formada por la unión de otras moléculas más sencillas
llamadas nucleótidos, que son como los eslabones de una larga cadena. Éstos a su
vez se componen de: una molécula de ácido fosfórico, una pentosa (desoxirribosa)
y una base nitrogenada que puede ser A, G, C o T. A y G poseen doble anillo
(purinas) mientras que C y T sólo uno (pirimidina).
Adenina
Citosina
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El ADN está constituido por dos cadenas de nucleótidos que conforman una doble
hélice. Ambas cadenas son complementarias químicamente; esto se debe a la
disposición de las bases nitrogenadas. Van emparejadas la A con la T y la C con la
G, y se le llama “par de bases”.
· Virus -> una cápsula cubierta de proteínas.
· Eucarióticas -> dentro del núcleo se asocian formando la cromatina. Cuando se
condensan se convierten en cromosomas lineales. Cada segmento de éste, es un
gen.
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El ADN es la única molécula de los seres vivos capaz de hacer una molécula de sí
misma; es decir, replicarse. Esto sucede justo antes de la división celular y significa
que la información genética se transmite de generación en generación.
La doble hélice se separa en 2 hebras, y de cada una sale una doble hélice nueva.
Los nucleótidos nuevos se unen a los sueltos gracias a la ADN polimerasa (enzimas).
Se forma una nueva cadena que es complementaria a la que sirvió de molde.
Durante la replicación puede haber errores y es donde aparecen mutaciones.
Es la base de gran parte de las técnicas de biología molecular actuales.
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El ARN es el que lee la información genética del ADN y la lleva del núcleo al
citoplasma. Éste está formado por una cadena de nucleótidos de ribosa, las mismas
bases que el ADN y en vez de timina (T), uracilo (U).
El proceso de síntesis del ARN se denomina transcripción y el ARN que lleva el
mensaje genético para la síntesis de proteínas es comúnmente conocido como
ARNm.
En el citoplasma, el ARNm se une a un ribosoma para sintetizar una proteína; a
esto se le llama traducción. Usa el código genético para asignar las equivalencias
entre el ARNm y las proteínas. Cada grupo de 3 bases de ARNm (codón) le
corresponden 20 aminoácidos que forman las proteínas.
- La biotecnología moderna implica la manipulación deliberada de material genético
(ADN) a fin de modificar/fabricar un producto o mejores plantas y animales, por
ejemplo.
- Técnicas a destacar:
- La tecnología del ADN recombinante -> averiguar su secuencia de nucleótidos.
- Técnica de ingeniería genética -> organismos genéticamente modificados OGM.
- Técnicas de clonación celular -> reparar órganos y tejidos adultos.
- Técnicas de cultivo de células y tejidos -> mantener y hacer crecer células in vitro
largos períodos de tiempo.
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Comprende una serie de técnicas que permite manipular el ADN. Con ellas se puede
insertar un fragmento de ADN en otra molécula de ADN llamada vector. Como
resultado se obtiene una nueva molécula de ADN con una nueva combinación.
Algunas de estas técnicas son:
- Enzimas celulares. En las células vivas
el ADN es portado y vuelto a unir por
enzimas:
· Las enzimas de restricción
(sintetizadas por bacterias para
proteger su ADN de un ADN invasor)
· Las ligasas (enzimas que unen trozos
de ADN por los extremos).
- Análisis de fragmentos de ADN. Los distintos trozos de ADN se pueden analizar mediante
diferentes técnicas como la electroforesis en gel de agarosa.
-Hibridación del ADN. Proceso en que dos hebras de
ADN de cadena sencilla se unen para originar una
molécula de ADN de cadena doble.
-Sonda de ADN. Fragmento artificial de ADN de
cadena sencilla marcada con fluorescencia cuya
secuencia de nucleótidos es complementaria a la del
gen que se busca.
-Biochips. Láminas de vidrio donde se fija en cada una
de sus celdillas una cantidad ínfima de trozos de ADN
de cadena simple cuya secuencia de nucleótidos actúa
como sonda para un gen determinado. Usos: detectar mutaciones, controlar la
expresión de los genes, diagnosticar enfermedades infecciosas, personalizar el
tratamiento con medicamentos y sugerir nuestras técnicas diagnósticas y/o terapias.
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Clonación del ADN. Consiste en la obtención de miles de millones de billones de trillones de
copias idénticas de dicho fragmento.
Amplificación del ADN. Su técnica es la PCR que es una reacción en cadena que hace
millones de copias de un segmento de ADN pero in vitro. Uno de sus usos puede ser el
diagnóstico prenatal de enfermedades genéticas.
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Mediante ella se pueden transferir genes entre especies distintas. Algunas de sus
aplicaciones son la obtención de OGM y la terapia génica.
OGM (o transgénicos). Organismos que contienen un gen procedente de otro
organismo (transgén). Para introducir un transgén en un organismo se utilizan
vectores de expresión como algunos virus o plásmidos bacterianos.
· MicroOGM. Se usan para la mejora
del medio ambiente(biorremediación)
eliminación de las mareas negras,
metales pesados, para
biocombustibles, para enzimas
(proteínas que hacen que se degraden
sustancias), para antibióticos
(bactericidas), para proteínas
humanas (bacterias y levaduras…),
etc.
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Animales transgénicos: son aquellos que llevan un gen de otro organismo en el suyo. Esta
técnica se usa para aumentar la resistencia a enfermedades y mejorar la producción
animal, diseñar animales knockout, fabricar órganos de animales para trasplantes, crear
granjas farmacéuticas, …
Plantas transgénicas: tiene como objetivo transferir genes para simular cruzamientos que
no se harían en la naturaleza con fin de resistir contra herbicidas o plagas, a las heladas,
sequías, exceso de acidez, retrasar la maduración, mejorar el valor nutritivo y producir
sustancias de interés farmacológico.
- Tiene como objetivo tratar, curar y prevenir enfermedades producidas por un solo gen
defectuoso introduciendo en el paciente un gen terapéutico. Existen dos tipos:
· La terapia génica somática: se intenta corregir una enfermedad tratando algunas
células del cuerpo del enfermo. Para introducir el gen terapéutico se utilizan
vectores, generalmente virus.
· La terapia génica de la línea germinal: Introduce células transgénicas en un ovulo
fecundado haciendo que todo gen terapéutico forme parte del código
genético de todas las células del cuerpo.
No se ha realizado en humanos y se
asocia a problemas éticos. Mucha gente
cree que esto se acerca demasiado a
diseñar bebés a la carta.
- Esta técnica consiste en eliminar el núcleo del óvulo y reemplazarlo por el de una célula
somática del animal que se quiera clonar. A este método se le llama transplante nuclear.
Se crea así un embrión artificial que se implanta en el útero de una hembra de la misma
especia para que finalice su desarrollo embrionario. El individuo que se obtiene es
genéticamente idéntico al individuo del núcleo de la célula somática.
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Las células madre son células que pueden tanto dividirse indefinidamente
produciendo células madre, como, diferenciarse en uno o varios tipos celulares
especializados (musculares, sanguíneas o hepáticas por ejemplo)
Tipos de células madre (se diferencian por el grado de plasticidad):
· Células madre embrionarias (ESC): son células pluripotentes porque son el origen de todos los tipos celulares y
tejidos del individuo adulto.
· Células madre adultas (ASC): son células multipotentes capaces de originar muchos tipos celulares, pero no
todos.
· Otros tipos de células madre: las células madre fetales que pueden aislarse de fetos cuyo desarrollo ha sido
interrumpido; las células madre extraídas del cordón umbilical son células adultas con plasticidad similar a las
del origen embrionario y las células germinales embrionarias (EGC) que son las células madre de las células
germinales (óvulos y espermatozoides) y que son capaces de dar lugar a todos los tipos celulares del adulto.
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Testar toxinas y probar nuevos fármacos con potencial terapéutico.
Estudiar las fases iniciales del desarrollo embrionario y su control genético.
Terapias celulares y transplantes: hoy en día existen terapias basadas en el uso de células
madre adultas que se utilizan para reparar órganos y tejidos dañados con resultados
prometedores. La más conocida es el transplante de células madre de médula ósea.
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El genoma humano es el conjunto de todos los genes que posee nuestra especie distribuidos
entre los 23 pares de cromosomas que tenemos en nuestras células.
Su estudio constituye el campo de trabajo de la genómica.
- En 1990 y a instancias de Crick, se inició el Proyecto Genoma Humano (PGH), ideado para
localizar, secuenciar, y estudiar la función de los genes humanos.
- Tras la secuenciación de 3.150 millones de pares de nucleótidos se considera que el
genoma humano contiene unos 35.000 genes.
- La finalización del PGH marca el comienzo de una nueva era, “la era del genoma en la
medicina y la salud”.
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La bioética es una actividad multidisciplinar que estudia los problemas éticos que surgen
en la aplicación de las ciencias biomédicas y sus tecnologías que pueden influir y
modificar la vida humana y la de otros organismos.
Evaluación de los riesgos de la biotecnología:
-Terapia génica: debería utilizarse para beneficio de pacientes afectados por ciertas enfermedades,
nunca como método para la mejora genética de la humanidad.
-Clonación humana con fines reproductivos: su aplicación sería un individuo con características “a la
carta” y se atenta contra el patrimonio genético de cada persona.
-Células madre: conseguir células embrionarias por clonación no reproductiva, supone un problema
ético ya que los embriones son creados por esto y destruidos durante el proceso de obtención de
dichas células.
-Genoma humano: ¿puede ser un objeto de discriminación una persona cuyos genes la hagan
susceptible de padecer una enfermedad?
-OGM: introducirlos puede modificar o invadir los ecosistemas, contaminar genéticamente a otros,
alergias insospechadas en alimentos transgénicos… Económicamente hablando está la preocupación
de que las compañías multinacionales produzcan organismos transgénicos lleguen a tener el control
sobre los recursos mundiales.
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