BIOTECNOLOGIA

1. BIOTECNOLOGIA • Enfoque multidisciplinario involucra otras disciplinas y ciencias • Biología • Bioquímica • Genética • Virología • Química • Medicina • veterinaria • Agronomía • Ingeniería

2. BIOTECNOLOGÍA • Es el uso de microorganismos vivos para la obtención de productos de valor para el hombre

3. ANTECEDENTES • PRIMER PERIODO • Era anterior a Pasteur y se refiere a prácticas empíricas de selección de plantas, animales, sus cruzas y su fermentación para preservar y enriquecer el contenido de proteínas de los alimentos

4. SEGUNDO PERÍODO • Identifica los microorganismos que causan la fermentación • LUIS PASTEUR • Por parte de BUCHNER de la capacidad de las enzimas extraídas de las levaduras de convertir azucares en alcohol • EDUARD BUCHNER

5. TERCER PERÍODO • Se caracteriza por desarrollos en cierto sentidos opuestos, por un lado la expansión de la industria petroquímica y por otro el descubrimiento de la penicilina por FLEMING 1928

6. En la década de los 30 s la aplicación de las variedades hibridas en la zona maicera de E.U. con aumento considerable en la producción por hectárea de tal manera inició la revolución verde.

7. CUARTO PERÍODO • Inicia con el descubrimiento de l ácido desoxi-ribonucleico (ADN), seguido por los procesos que permiten la inmovilización de las enzimas • James Watson y Francis Crick son los científicos que en 1953 dieron con la forma del ADN dentro del núcleo: la doble hélice.. Por su descubrimiento recibieron el Premio Nobel de Medicina en 1962.

8. CATEGORIAS BASICAS DE LA NUEVAS BIOTECNOLOGIAS • 1.- Técnicas para el cultivo de células y tejidos. • 2.- Procesos biotecnológicos • 3.- Técnicas que aplican la microbiología a la selección y cultivo de células y microorganismos. • 4.- Técnicas para la manipulación, modificación y transferencia de materiales genéticos.

9. TECNOLOGIAS QUE FORMAN PARTE DE LA BIOTECNOLOGIA • 1.- Cultivos de tejidos y células para la rápida micropropagación “in vitro” de plantas. • 2.- El uso de enzimas o fermentación microbiana. • 3.- Tecnología del “hibridoma”. • 4.- Ingeniería de proteínas. • 5.- Bioinformática.

10. BIOTECNOLOGIA VEGETAL Con esta técnica moderna, es posible producir más rápidamente nuevas variedades de plantas con características mejoradas. Mayor producción. Tolerancia a condiciones adversas. Resistencia a herbicidas específicos. Control de plagas. Producción durante todo el año.

11. INGENIERIA GENETICA Proceso de transferir ADN de un organismo a otro. Aporta grandes beneficios a la agricultura a través de la manipulación genética de microorganismos y plantas.

12. APLICACIONES A) Rápida micro propagación “in vitro” de plantas. B) Desarrollo in vitro de variedades mejoradas. C) Produccion de “metabolitos” secundarios de interes económico para el cultivo de células de plantas

13. VENTAJAS DE LA BIOTECNOLOGÍA VEGETAL A) Rápida reproducción y propagación de cultivos. B) Obtención de cultivos sanos, libres de virus y agentes patógenos

14. C) Posibilidad de obtener material de siembra a lo largo de todo el año D) Posibilidad de reproducir especies de difícil reproducción o de reproducción y crecimiento lentos

15. E) Facilita la investigación y permite desarrollar nuevas técnicas de gran utilidad. F) Mejora las condiciones de almacenamiento, transporte y comercialización de germosplasma, facilitando su transferencia internacional.

16. Banco de Germoplasma Es un jardín clonal de especies y variedades de árboles frutales y plantas condimentarias en el cual se desarrollan programas de colaboración técnica con instituciones nacionales e internacionales

17. ADN RECOMBINANTE ADN recombinante es una molécula que proviene de la unión artificial de dos fragmentos de ADN. La tecnología de ADN recombinante es el conjunto de técnicas que permiten aislar un gen de un organismo, para su posterior manipulación e inserción en otro diferente. De esta manera podemos hacer que un organismo (animal, vegetal, bacteria, hongo) o un virus produzca una proteína que le sea totalmente extraña.

18. Esta tecnología del ADN recombinante es la que se ha utilizado para obtener grandes cantidades de determinadas proteínas como la insulina.

19. Esta tecnología nos permite obtener fragmentos de ADN en cantidades ilimitadas, que llevará además el gen o los genes que se desee, incorporarse a las células de otros organismos (vegetales, animales, bacterias...) en los que se podrá "expresar" la información de dichos genes. (De una manera muy simple podemos decir que "cortamos" un gen humano y se lo "pegamos" al ADN de una bacteria; si por ejemplo es el gen que regula la fabricación de insulina, lo que haríamos al ponérselo a una bacteria es "obligar" a ésta a que fabrique la insulina.

20. La insulina humana se obtiene, por medio de tecnología ADN recombinante, de una cepa no patógena de Sacharomyces cerevisiae, también conocida como levadura de panadero, que ha sido modificada genéticamente para producir insulina humana.

21. Nucleótidos • Para empezar a obtener insulina utilizada por la tecnología del ADN recombinante fue conocer la secuencia de nucleótidos del gen de la célula y emplear enzimas de restricción.

22. ENZIMAS DE RESTRICCIÒN • Las enzimas de restricción permiten cortar el genoma de cualquier organismo en pequeños fragmentos llamados fragmentos de restricción. La colección de miles o millones de estos fragmentos se llama biblioteca génica.

23. Corte específico del ADN en fragmentos pequeños y manejables mediante la utilización de un tipo de enzimas conocidas como enzimas de restricción que pueden considerarse como las "tijeras moleculares".

24. Cada enzima de restricción reconoce una secuencia específica de nucleótidos y corta en ese punto cada una de las cadenas de ADN. Ejemplo de cómo actuarían estas enzimas: En este esquema se indica el lugar en el que corta la enzima de restricción. Se aprecia la actuación en ambas hebras.

25. Los extremos libres que quedan se llaman extremos pegajosos, porque pueden unirse a otros fragmentos de ADN que hayan sido cortados por la misma enzima de restricción. En este esquema se ve el resultado de la actuación de la enzima de restricción.Ha quedado rota la molécula de ADN, quedando unos bordes pegajosos por donde puede unirse este ADN, con otro aunque sea de una especie diferente.

26. Los fragmentos de ADN obtenidos de este modo pueden unirse por otras enzimas llamadas ligasas. Conocemos así el ADN vector, que sería aquel que es capaz de replicarse independientemente del ADN de la célula anfitriona en la cual crece. Dentro de este grupo de vectores están los Plásmidos, moléculas circulares de ADN halladas en las bacterias.

27. INSERCIÓN DE LOS FRAGMENTOS DE ADN. Los vectores de clonación son pequeñas moléculas de ADN, que tienen capacidad para autorreplicarse dentro de las células hospedadoras. En esta secuencia de dibujos se puede ver como se realiza la inserción de un gen en un plásmido. En la figura a tenemos un gen(color rojo) que interesa insertar en un plásmido (color turquesa) La unión del ADN con el gen que se desea clonar con el vector de clonación, se realiza por medio de enzimas, ADN-ligasas, uniendo ambos trozos de ADN. El resultado es una molécula de ADN recombinante, ya que contiene fragmentos de ADN de distinta procedencia. En la figura b, vemos como una enzima de restricción ha cortado el gen y el plásmido, quedando unos bordes cohesivos o pegajosos.

28. En este proceso son importantes las enzimas de restricción, producidas por varias especies bacterianas, éstas son capaces de reconocer una secuencia determinada de la cadena de unidades químicas (nucleótidos) que forman la molécula de ADN, y romperla en dicha localización. • Los fragmentos de ADN obtenidos se pueden unir utilizando otras enzimas llamadas ligasas; lo que quiere decir que, las enzimas de restricción y las ligasas permiten romper y reunir de nuevo los fragmentos de ADN.

29. Actualmente se conocen más de 150 enzimas de restricción, entre las cuales se pueden mencionar: EcoRI, EcoRII, HpII, HindII, BamI. Estas enzimas se suelen elaborar a partir del nombre científico de la bacteria donde se encuentre, por ejemplo: Eco: Escherichia coli ; Hp: Hemophilus parainfluenzae; Hind: Hemophilus influenzae; Bam: Bacillus amy loliquefaciens.

30. El uso de las enzimas a permitido a los biólogos moleculares identificar, aislar, juntar, multiplicar, y expresar genes específicos del ADN de un organismo, se han desarrollado técnicas que permiten aislar un gen de la dotación total del ADN de un organismo insertado en otra molécula de ADN.

31. GENOTECA

32. GENOTECA O LIBRERÌAS DE ADN • Una Genoteca es un conjunto de clones en los que está contenido el genoma de un organismo.

33. SU CONSTRUCCIÓN IMPLICA • Aislar el genoma completo de la célula (obtención de DNA genómico). • Fraccionar el genoma en tamaño apropiado. • Clonar cada fragmento en un vector (ligar cada fragmento a un vector). • Introducir cada molécula recombinante, fragmento-vector en una célula huésped.

34. GENOMA • El genoma es todo el material genético contenido en las células de un organismo en particular. Por lo general, al hablar de genoma en los seres eucarióticos nos referimos sólo al ADN contenido en el núcleo, organizado en cromosomas . Pero no debemos olvidar que también la mitocondrias contiene genes

36. REACCIÒN EN CADENA DE LA POLIMERASA • La reacción en cadena de la polimerasa, conocida como PCR. Es una técnica de biología molecular descrita en 1986 por Kary Mullis cuyo objetivo es obtener un gran número de copias de un fragmento de ADN particular, partiendo de un mínimo; en teoría basta partir de una única copia de ese fragmento original, o molde.

37. Esta técnica sirve para amplificar un fragmento de ADN; su utilidad es que, tras la amplificación, resulta mucho más fácil identificar con una muy alta probabilidad virus o bacterias causantes de una enfermedad, identificar personas (cadáveres) o hacer investigación científica sobre el ADN amplificado.

39. ELECTROFORESIS ESTA TECNICA PERMITE SEPARAR FRAGMENTOS DE ADN EN FUNCION DE SU TAMAÑO AL APLICAR UNA CORRIENTE ELECTRICA A UN GEL

42. SECUENCIACION DE ADN ESTA TECNICA PERMITE DETERMINAR LA SECUENCIA ESPECIFICA (EL ORDEN PRECISO DE BASE NUCLEOTIDAS) DE UN FRAGMENTO DE ADN