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DRM-Biotecnología SB 2012 1 BIOTECNOLOGÍA Tecnología del ADN recombinante Tecnología del ADN recombinante Producción de insulina Producción de insulina.

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Presentación del tema: "DRM-Biotecnología SB 2012 1 BIOTECNOLOGÍA Tecnología del ADN recombinante Tecnología del ADN recombinante Producción de insulina Producción de insulina."— Transcripción de la presentación:

1 DRM-Biotecnología SB BIOTECNOLOGÍA Tecnología del ADN recombinante Tecnología del ADN recombinante Producción de insulina Producción de insulina Organismos transgénicos Organismos transgénicos Clonaciones Clonaciones Genómica y protéomica Genómica y protéomica

2 2DRM-Biotecnología SB 2012 Tecnología del ADN recombinante Herramientas : Células donantes Células donantes Genes Genes Células receptoras Células receptoras Vectores ( plásmidos, cósmidos, cromosomas artificiales, bacteriófagos, vectores de levaduras ) Vectores ( plásmidos, cósmidos, cromosomas artificiales, bacteriófagos, vectores de levaduras ) Enzimas de restricción Enzimas de restricción Transcriptasa reversa Transcriptasa reversa Ligasas Ligasas Sondas de ADN Sondas de ADN

3 DRM-Biotecnología SB 20123

4 4 Características de los vectores: los plásmidos

5 5DRM-Biotecnología SB 2012 Enzimas de restricción o endonucleasas Enzimas específicas que reconocen ciertas secuencias blanco en el ADN llamadas palíndromos y lo cortan en fragmentos de variada longitud (fragmentos de restricción). Las enzimas de restricción pueden cortar dejando extremos romos o cohesivos. La variedad y cantidad de los fragmentos obtenidos depende de las enzimas usadas. Esta característica es única y difiere entre los individuos de una misma especie, por lo que sirve como identificación de personas y se la conoce como polimorfismo de longitud de fragmentos de restricción (RFLPs).

6 DRM-Biotecnología SB Cómo actúan las enzimas de restricción

7 DRM-Biotecnología SB Cómo se usan las enzimas de restricción para insertar genes en un plásmido

8 8DRM-Biotecnología SB 2012

9 9 Tecnología del ADN recombinante Técnicas frecuentemente usadas: Electroforesis en gel ( agarosa o poliacrilamida ) Electroforesis en gel ( agarosa o poliacrilamida ) PCR PCR Southern blot, Northern blot, western blot Southern blot, Northern blot, western blot Secuenciación de ADN Secuenciación de ADN

10 DRM-Biotecnología SB Electroforesis en gel Separación de moléculas según tamaño y carga aplicando corriente eléctrica. Separación de moléculas según tamaño y carga aplicando corriente eléctrica. Puede usarse para separar proteínas o para separa fragmentos de ADN. Puede usarse para separar proteínas o para separa fragmentos de ADN. En gel de agarosaEn gel de poliacrilamida

11 DRM-Biotecnología SB Separación de los fragmentos de ADN

12 DRM-Biotecnología SB PCR Southern blotting PCR TÉCNICAS FRECUENTES

13 13DRM-Biotecnología SB 2012 Tecnología del ADN recombinante Qué se puede hacer: Insertar genes de procariotas a procariotas ( bacteria- bacteria ) Insertar genes de procariotas a procariotas ( bacteria- bacteria ) Insertar genes de eucariotas a procariotas ( levadura/animal/vegetal – bacteria ) Insertar genes de eucariotas a procariotas ( levadura/animal/vegetal – bacteria ) Insertar genes de eucariotas a eucariotas ( levadura/animal/vegetal -levadura/animal/vegetal ) Insertar genes de eucariotas a eucariotas ( levadura/animal/vegetal -levadura/animal/vegetal ) Construcciones de bibliotecas de ADN, genómicas o de cDNA Construcciones de bibliotecas de ADN, genómicas o de cDNA

14 14DRM-Biotecnología SB 2012 Aplicaciones de la tecnología del ADN recombinante Ingeniería genética Ingeniería genética Estudio de genes específicos responsables de enfermedades Estudio de genes específicos responsables de enfermedades Estudio de genes que codifican para enzimas específicas Estudio de genes que codifican para enzimas específicas Identificación de personas (medicina forense – antropología - desaparecidos) Identificación de personas (medicina forense – antropología - desaparecidos) Producción de proteínas o enzimas específicas para la industria farmacéutica/láctea/vitivinícola, medicina preventiva, etc. Producción de proteínas o enzimas específicas para la industria farmacéutica/láctea/vitivinícola, medicina preventiva, etc. Producción de fragmentos cortos de ADN (sondas, primers) Producción de fragmentos cortos de ADN (sondas, primers)

15 15DRM-Biotecnología SB 2012 Aplicaciones de la tecnología del ADN recombinante

16 16DRM-Biotecnología SB 2012 Ingeniería genética Definición: un conjunto de metodologías que permite transferir genes de un organismo a otro y expresarlos (producir las proteínas para las cuales estos genes codifican) en organismos diferentes al de origen. Definición: un conjunto de metodologías que permite transferir genes de un organismo a otro y expresarlos (producir las proteínas para las cuales estos genes codifican) en organismos diferentes al de origen. Algunas aplicaciones Algunas aplicaciones En la industria farmacéutica En la industria farmacéutica En medicina En medicina En agricultura y ganadería En agricultura y ganadería En limpieza del medio ambiente En limpieza del medio ambiente

17 DRM-Biotecnología SB )Ingeniería genética en bacterias: Producción de insulina humana a escala industrial

18 DRM-Biotecnología SB Se aísla el gen de la insulina a insertar 2.Se aísla el plásmido con genes marcadores de la bacteria y se lo corta con ER 3.Se incuba el plásmido abierto + gen + ligasa 4.Se introduce el plásmido recombinante en las bacterias 5.Se seleccionan las bacterias que hayan adquirido el plásmido recombinante deseado (en 2 pasos, ver diapo. siguiente.) 6.Se cultivan las bacterias en tanques fermentadores, donde se reproducen y sintetizan grandes cantidades de la proteína insulina 7.Se extrae y separa la proteína insulina, se la purifica, se la embotella y finalmente se la comercializa. PASOS

19 DRM-Biotecnología SB Selección de las bacterias Supongamos que el plásmido contiene los genes marcadores Tet® y Amp® (genes de resistencia a los antibióticos tetraciclina y ampicilina) y se quiere insertar el gen de la insulina en el lugar del gen Amp®. ¿Cómo sabemos qué bacterias cultivar en tanques? tetraciclina 1)Para discriminar entre bacterias que adquirieron o no el plásmido, se cultivan a las bacterias en un medio con el antibiótico tetraciclina. ampicilina 2)Para diferenciar a aquellas bacterias que poseen el gen de la insulina insertado en el lugar correcto de las que lo tienen en otro lugar del plásmido, se cultivan a las bacterias sobrevivientes del caso anterior en un medio con ampicilina. Para esto se utiliza la técnica de transferencia; luego se marcan las colonias que poseen el plásmido deseado y se las cultiva aparte.

20 DRM-Biotecnología SB Del laboratorio a la industria

21 DRM-Biotecnología SB ) Ingeniería genética en plantas: 2) Ingeniería genética en plantas: Producción del maíz Bt Qué se necesita: Agrobacterium tumefaciens (bacteria que será usada como vector natural). Esta bacteria tiene un plásmido con dos regiones importantes: Ti (inductor de tumores) y vir (le confiere la capacidad de infectar e introducirse en células vegetales). Bacillus thurigiensis (aporta el gen de resistencia al ataque de la plaga- el gen insecticida natural) Medios de cultivos con hormonas de crecimiento para células vegetales Planta de maíz a modificar Macetas en invernaderos – área de cultivo

22 DRM-Biotecnología SB En el caso particular de la producción de una variedad de maíz que resista el ataque de insectos, el organismo dador es la bacteria del suelo denominada Bacillus thuringiensis (Bt) de la cual se extrae el gen que determina la síntesis de la proteína insecticida, y el organismo receptor del gen es la planta de maíz. El vector usado es la bacteria Agrobacterium tumefaciens quien naturalmente posee la capacidad de infectar plantas causando tumores. En esta técnica, la Agrobacterium conserva la capacidad de infectar pero la información genética necesaria para causar tumores es removida. Después de la transformación, se expone el tejido tratado al agente químico selectivo (antibiótico o herbicida). Sólo las células exitosamente transformadas, sobrevivirán. Se usan luego métodos de cultivo de tejidos para regenerar plantas viables de las pocas células sobrevivientes. Este maíz transgénico se lo conoce en el mercado como maíz Bt.

23 DRM-Biotecnología SB Esquema resumido

24 DRM-Biotecnología SB Del laboratorio al campo

25 DRM-Biotecnología SB Maneras de insertar genes en células vegetales 1. Agrobacterium. Uso de una bacteria como "Ingeniero Genético Natural". La bacteria conteniendo el plásmido recombinante, infecta las células de la planta produciendo la recombinación genética. 2. Acelerador de Partículas (Gene Gun). Un cañón artificial bombardea micropartículas con el plásmido recombinante, sobre la célula. 3. Electroporación. Uso de carga eléctrica para que el ADN atraviese la membrana nuclear. La corriente, fuerza el paso de los plásmido recombinante al interior del núcleo. 4. Polietilenglicol. La exposición de las membranas al PEG, facilita el movimiento de las moléculas de ADN.

26 DRM-Biotecnología SB ) Ingeniería genética en animales: 3) Ingeniería genética en animales: algunos ejemplos

27 DRM-Biotecnología SB Técnicas en animales

28 DRM-Biotecnología SB Obtención de animales transgénicos: pharming Se utilizan animales de granja modificados tal que puedan dar leche que contenga alguna molécula de interés farmacéutico: hormonas, factores de crecimiento, de coagulación, etc. Luego se extrae la molécula de la leche para ser comercializada o se comercializa la leche directamente. Reemplaza a nivel industrial a las bacterias modificadas cultivadas en fermentadores. Se utiliza la técnica de implantación de embriones genéticamente modificados. Estos clones producirán la leche especial.

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30 30DRM-Biotecnología SB 2012 Clonación Un clon es una copia genética idéntica de otro individuo, sea unicelular o multicelular. La clonación puede ser: Natural: fisión binaria en bacterias y protistas, propagación vegetal, generación de gemelos idénticos. Natural: fisión binaria en bacterias y protistas, propagación vegetal, generación de gemelos idénticos. Artificial: producida en laboratorios por medio de manipulación de células y/o embriones. Artificial: producida en laboratorios por medio de manipulación de células y/o embriones. La clonación artificial puede definirse como el proceso por el que se consiguen de modo asexual individuos idénticos a un organismo adulto. Dentro de la clonación artificial, existen 2 tipos: A) Clonación terapéutica B) Clonación reproductiva

31 DRM-Biotecnología SB Clonación de Dolly

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33 DRM-Biotecnología SB Para qué sirve la clonación terapéutica generar células madre uso en la terapia génica (reemplazo de genes defectuosos por normales) reconstrucción de tejidos para implantes

34 DRM-Biotecnología SB

35 DRM-Biotecnología SB Nuevas aplicaciones de la clonación

36 DRM-Biotecnología SB

37 DRM-Biotecnología SB Comparación entre desarrollo normal y los diferentes tipos de clonación

38 DRM-Biotecnología SB Diferencia entre selección artificial y la ingeniería genética

39 DRM-Biotecnología SB Células madre (stem cells) Se obtienen a partir de estadíos tempranos del desarrollo embrionario Sirven para lograr varias líneas celulares

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