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LOS BIOCATALIZADORES

LOS BIOCATALIZADORES. Catalizadores. Las células poseen compuestos químicos que controlan las reacciones que ocurren en su interior. La sustancia que controla la velocidad a la que ocurre una reacción química sin que la célula sufra daño alguno ni se destruya se conoce como un catalizador .

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LOS BIOCATALIZADORES

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Presentation Transcript

  1. LOS BIOCATALIZADORES

  2. Catalizadores • Las células poseen compuestos químicos que controlan las reacciones que ocurren en su interior. • La sustancia que controla la velocidad a la que ocurre una reacción química sin que la célula sufra daño alguno ni se destruya se conoce como un catalizador. • Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores en las células.

  3. Enzimas • Hacen posibles las reacciones, disminuyendo la cantidad de energía de activación que se necesita. • Controlan la velocidad a la que ocurre la reacción, para que la energía se libere lentamente. • Permiten que las reacciones ocurran a unas temperaturas que no hagan daño al organismo. ¿Cuántas enzimas habrán en un organismo?

  4. Enzimas y sustratos • La sustancia sobre la cual actúa una enzima se conoce como sustrato. • El sustrato se convierte en uno o más productos nuevos. • Las enzimas son reutilizables y cada una puede catalizar de 100 a 30,000,000 de reacciones por min. • Pero, una enzima particular actúa solo sobre un sustrato específico. • Cada enzima particular puede controlar solo un tipo de reacción.

  5. Enzimas y coenzimas • Una enzima recibe el nombre del sustrato sobre el cual actúa. • A una parte del nombre del sustrato se le añade el sufijo –asa. ¿Cuál será el sustrato de una proteasa? • En algunas reacciones, pequeñas moléculas, llamadas coenzimas, se unen a las enzimas para controlar las reacciones. • Las coenzimas no son proteínas pero no sufren cambios durante las reacciones. • Algunas vitaminas son coenzimas. B1, B2, B6, K. • Una reacción no ocurrirá si la coenzima no está presente.

  6. Los modelos de enzimas • La forma y la estructura de una enzima determinan la reacción que puede catalizar. • La enzima se une al sustrato (S) mediante un área especial, el sitio activo, para formar un complejo enzima-sustrato o E-S. • En el sitio activo, la enzima y el sustrato se ajustan perfectamente.

  7. Modelo del ajuste inducido. Modelo de la llave y la cerradura. Los modelos de enzimas

  8. Las células regulan la cantidad y la actividad de sus enzimas

  9. Inhibición por retroalimentación

  10. Los factores que afectan la actividad enzimática • La temperatura (desnaturalización) (Ej: albúmina)

  11. Los factores que afectan la actividad enzimática • El pH (desnaturalización) (Ej: pepsina) • La concentración del sustrato • Sustancias químicas (inhibidores)

  12. BIOTECNOLOGIA

  13. El genoma es... • El conjunto completo de genes de un organismo, donde se guarda toda la información genetica.

  14. Los genes son secuencias de ADN. • Estas secuencias, de longitud variable, contienen las instrucciones para fabricar proteínas, los ladrillos de la vida.

  15. ATG CTA AAA AGT TTT ATA AAA • GRUPOS DE TRES BASES = UN AMINOÁCIDO. • UNA SECUENCIA DE AMINOÁCIDOS ES • UNA PROTEÍNA. • SI LA SECUENCIA ESTÁ MAL ESCRITA, • LA PROTEÍNA NO SE FABRICA • O SE FABRICA DEFECTUOSA.

  16. Nº de genes mapeados entre 1972-1998. 70 80 90 98

  17. Herramientas de la revolución.Ingenieria Genetica. • ADN recombinante • Terapia genica. • Organismos transgenicos. • Lineas de organismos geneticamente identicos.

  18. ADN recombinante. • Segmentos de genes de diversas fuentes se recombinan in vitro y se transfieren a celulas, donde el ADN pueda expresarse.

  19. Bacteria Célula con gen de interés. ADN recombinante Células se clonan y se eligen para su aplicación posterior. PLASMIDOS CON ADN RECOMBINANTE

  20. Bibliotecas Genómicas • Es el set completo de miles de clones plásmidos recombinantes, cada uno con una copia de un segmento particular del genoma inicial. • Vectores: Plásmidos, bacteriofagos. Biblioteca de plasmidos

  21. Cómo se hacen los clones de ADN. 5’ 3’ Secuencia deseada. • EL método de PCR o Polymerase Chain Reaction clona ADN enteramente in vitro. • Se necesita ADN polimerasa, nucleotidos, y primers.Se aplica calor y en 5 min. Se dobla la cantidad de ADN. 3’ 5’ Calor para separar hebras. 3’ 3’ Se enfría, ADN polimerasa alarga 3’.

  22. Análisis del genoma • Análisis de las secuencias de ADN. • Estudiar la expresión genética. • Determinar la función genética.

  23. Determinar la función génica • Mutagénesis in vitro: técnica que introduce cambios específicos en la secuencia de un gen clonado. • La mutación puede alterar o destruir la función del producto proteico.

  24. Productos de la tecnología de ADN recombinante. • Insulina • Activador Plasminogénico proteico de tejidos. • Factores coagulantes puros • Hormona de crecimiento

  25. Aplicaciones prácticas de la tecnología ADN. Huellas ADN en electroforesis casocriminal. Sangre acusado. • Diagnosis de enfermedades. • Terapia Génica Humana. • Productos farmaceúticos. • Criminalística. • Ambiente. • Agricultura. Sangre ropa acusado. Sangre víctima

  26. Aplicaciones • Se aislan copias del gen y se transfieren a otros organismos: • Para crear plantas con resistencia a pestes. • Para alterar bacterias y limpiar desechos tóxicos.

  27. TERAPIA GÉNICA • Encontrar el gen “roto”. • Encontrar una copia sana del gen que falta y transplantarlo en las células afectadas.

  28. ¿Cómo colocar los genes en las celulas que los necesitan? • Se utilizan vectores: • Retrovirus. • Adenovirus. • Injección directa en liposomas.

  29. Ingeniería Genética • Animales transgénicos • cerdos que producen proteínas humanas que inhiben la respuesta inmune (ideal para transplantes)

  30. Ingeniería Genética • Plantas transgénicas • Tomates que maduran sin llegar a la pudrición. • Plantas resistentes a pestes.

  31. Organismos transgénicos Introducir varios embriones en ratón. Nacimiento Ratón transgénico

  32. Otras tecnologías • Transferencia de núcleos. • Duplicidad de células en sus primeros estadíos de desarrollo. ¿CLONES?

  33. Transferencia de núcleos 1 2 célula mamaria Ovocito núcleo Ovocito enucleado Ovocito de 2 con núcleo de célula mamaria de 1. Individuo idéntico a 1

  34. La transferencia de núcleos... • Permitió saber que la diferenciación celular no modifica la información genética. • (Wilmut et al 1997)

  35. Algunos (de los 30.000) genes localizados hasta hoy. Genes ligados al sexo: SCID Enf. de Lorenzo (ADL) Retinitis pigmentosa. Cáncer al cólon (2) Hiperactividad (3) Alzheimer (19) Cáncer a la piel (9) Hemocromatosis (6) Epilepsia mioclonus progresiva (21) Huntington (4) Síndrome Williams (7) Anemia de Fanconi (16) Fibrosis cística (7)

  36. CROMOSOMA X • DMD Defecto del gen Distrofina causa distrofia muscular de Duchenne, una enfermedad degenerativa fatal del tejido muscular. • ATP7A Enfermedad de Menke. • FMR1Síndrome del X frágil. Enfermedad mental. • ALD Adrenoleucodistrofia o Enfermedad de Lorenzo.

  37. CROMOSOMA Y • SRY Factor determinante de la formación testicular.

  38. BIOLOGIA Y ETICA MODERNA • ¿Deberían los científicos patentar la vida? • ¿Los beneficios contrapesan los riesgos? • ¿Quién decide la utilización de órganos para donarlos?

  39. ¿Desearía saber si su hijo por nacer tiene defectos genéticos?

  40. ETICA • Algunas aplicaciones parecen claramente no éticas (armas biológicas). • ...y muchas preguntas no tiene una respuesta clara.

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