BIOTECNOLOGÍA LA REVOLUCIÓN GENÉTICA

1. UNIVERSIDAD DANIEL A. CARRIÓN - CEPICISA BIOTECNOLOGÍA LA REVOLUCIÓN GENÉTICA Dr. Jose Perea Torres

3. - 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). AdeninaCitosina

4. 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.

5. 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.

6. 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.

8. - 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.

9. 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 vivasel ADN es portado y vuelto a unir porenzimas:· Las enzimas de restricción(sintetizadas por bacterias paraproteger su ADN de un ADN invasor) · Las ligasas (enzimas que unen trozos de ADN por los extremos).

10. - 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.

11. 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.

12. 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 mejoradel medio ambiente(biorremediación)eliminación de las mareas negras, metales pesados, parabiocombustibles, para enzimas (proteínas que hacen que se degradensustancias), para antibióticos(bactericidas), para proteínashumanas (bacterias y levaduras…), etc.

13. 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.

14. - 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.

15. - 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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”.

19. 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.

20. DILEMAS ACTUALES 2012 • Células madres • Fertilización in Vitro • Marcadores Genéticos • Trasplante de Organos / piel • Pacientes Terminales • Nuevos Antibióticos • Nuevos Quimioterápicos • Nuevas Vacunas • Terapias para el Dolor • …….