INGENIERÍA GENÉTICA Y BIOTECNOLOGÍA

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NOTICIAS A Través de la Ingeniería Genética es Posible Hacer Crecer la Acuicultura en Chile Santander y sus colegas de investigación introducen una bacteria genéticamente modificada en una larva. Utilizan bacterias ya que éstas poseen la capacidad de colonizar los tejidos linfoides del pez, es decir, la matriz de su aparato inmunológico. Previamente, y gracias a la Ingeniería Genética, eliminan las propiedades patógenas de la bacteria y expresan antígenos a fin de que el sistema inmunológico del pez logre generar anticuerpos, en otras palabras al alimentarse con la larva queda inmunizado.

Por ingeniería genética se logró completar en el arroz común la ruta para la síntesis de pro-vitamina A (precursora de la vitamina A), y obtener así el arroz dorado. Este producto sería de mucha importancia en poblaciones que basan su alimentación en el arroz, alimento que naturalmente no posee pro-vitamina A. La carencia de vitamina A en estas poblaciones (Asiática principalmente) provoca altos niveles de ceguera y mortalidad. 

Científicos japoneses crearon una vacuna usando pequeños fragmentos de las proteínas alergénicas encontradas en el polen del cedro japonés. Una vacuna comestible producida en arroz transgénico podía evitar la respuesta inmune propia de la alergia al polen del cedro japonés, responsable del mayor número de casos de la fiebre del heno en Japón.

CONCEPTOS: BIOTECNOLOGÍA: Uso o alteración industrial de organismos, células o moléculas biológicas para obtener productos de utilidad para el ser humano. Ejemplos: cruces selectivos en plantas y animales para conseguir un determinado fenotipo, utilización de las propiedades bioquímicas de los microorganismos para obtener alimentos. 

Como el mejoramiento genético ha modificado los cultivos Como el mejoramiento genético ha modificado los cultivos. Arriba se muestran los ancestros silvestres de la lechuga, zanahoria y maíz. Abajo se muestran los cultivos actuales, obtenidos a partir de los cultivos silvestres, mediante mejoramiento genético.

Técnica del ADN recombinante INGENIERÍA GENÉTICA: Conjunto de técnicas, nacidas de la biología molecular, que permiten manipular el genoma de un ser vivo. Herramienta fundamental: Técnica del ADN recombinante

Tres son las grandes áreas de aplicación de la ingeniería genética: Obtención de productos biológicos   Mejora animal y vegetal en ganadería y agricultura Terapia génica

¿Cómo se recombina el ADN en la naturaleza? El ADN se recombina naturalmente mediante los procesos de: *Reproducción sexual *Transformación bacteriana *Infección viral - transducción Conjugación bacteriana

AÑO DESCUBRIMIENTO 1960s - 1970s Aislamiento de enzimas de restricción y su uso para el análisis de DNA 1972-73 Técnicas de clonamiento de DNA desarrolladas por H. Boyer, S. Cohen, P. Berg y otros en USA. En 1973 se clona el primer gen procarionte 1974 Expresión en bacteria de un gen heterólogo 1975-77 Desarrollo de métodos de secuenciación DNA. F. Sanger et al. (Inglaterra); A. Maxam y W. Gilbert (USA). En 1977 se obtiene la primera secuencia de un genoma completo. Se trata del fago F X174 que tiene 5375 bases. 1978 Clonamiento en bacterias de genes sintetizados químicamente: somatostatina humana e insulina humana.  1980 La corte Suprema en USA reglamenta que los microorganismos pueden patentarse 1982 La Insulina (Eli Lilly's Humulin) es el primer producto de la ingeniería genética que es introducido al mercado en USA e Inglaterra 1981/2 Producción de los primeros animales transgénicos (ratones) 1983 Primeras plantas transgénicas 1986 Introducción experimental y controlada al medio ambiente de organismos modificados genéticamente 1989 La Oficina de Patentes de USA anuncia que otorgará patentes a plantas y animales modificados genéticamente. Primer animal transgénico patentado es "oncomouse" de DuPont's 1990-92 Producción de maíz y trigo transgénicos 1992 Se establecen regulaciones en USA y EC para organismos modificados genéticamente Primera secuencia completa de un cromosoma (crom. III de levadura) 1994 Introducción al mercado de USA del primer tomate modificado genéticamente. 2003 Cincuenta años después del descubrimiento de la estructura del ADN se completa la secuencia del Genoma Humano

TÉCNICAS UTILIZADAS EN INGENIERÍA GENÉTICA 1. Transferencia de genes de una especie a otra a través de plásmidos o virus. 2. Técnica de la PCR

Manipulación del ADN http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esobiologia/4quincena8/imagenes5/Manipulacion_ADN.swf

TECNOLOGÍA DEL ADN RECOMBINANTE El ADN puede cortarse en fragmentos por medio de las enzimas de restricción (tijeras moleculares) Cada enzima de restricción reconoce una secuencia específica de nucleótidos y corta en ese punto cada una de las cadenas de ADN. Estos fragmentos quedan con unos extremos o bordes cohesivos, también llamados bordes pegajosos, que hacen que se puedan unir fragmentos de distinto origen, formando un ADN llamado recombinante.

ENZIMAS DE RESTRICCIÓN COMUNES

Inserción de los fragmentos de ADN i) PLÁSMIDOS                                                                        Vectores de clonación: moléculas de ADN que tienen la capacidad para autoreplicarse dentro de la célula hospedadora.

ii) BACTERIÓFAGOS                                                                                           

Métodos de introducción del vector 1. Transformación 2. Transducción                                                                                                                                                                                                                                                                    

Clonación de un gen

Mapa de restricción del vector pBR322 Mapa de restricción del vector pBR322. Presenta dos genes marcadores (resistencia a amplicilina y resistencia a tetraciclina)

El siguiente paso es poner a las bacterias en un medio de cultivo apropiado para que se multipliquen. A la vez que se reproducen las bacterias lo hace también el plásmido con el gen que interesa, el resultado es que se obtiene un clon de células que llevan ese gen de interés Se pueden formar diferentes clones con genes de interés para el hombre. Este conjunto de clones se denomina biblioteca genómica.

Además del origen de replicación, los vectores de clonación deben llevar otros genes denominados marcadores, que sirven para identificar las células que contienen el vector de clonación. Se suelen utilizar como marcadores, genes de resistencia a antibióticos y genes de bioluminiscencia. Genes de resistencia a antibióticos. Sirven para identificar bacterias que contienen el vector de clonación, porque estas bacterias serán resistentes al antibiótico del gen marcador. Genes de luminiscencia.. En este caso, la célula que contenga el gen que se quiere clonar, tendrá la propiedad de emitir luz, ya que el marcador que se le incorpora determina que se exprese esa característica. Este sistema se emplea cuando la célula hospedadora es una célula eucariota.

Plantas que se iluminan En la transfección vegetal con Agrobacterium se ha ensayado un marcador inusual: el gen de la enzima luciferasa, de las luciérnagas. El sustrato de esta enzima es una proteina llamada luciferina, que con ATP y oxígeno desprende luz. Plásmidos Ti con este marcador, se transfirieron a células de tabaco, con las que se formaron nuevas plantas. Las nuevas plantas obtenidas se regaron en la oscuridad con agua y luciferina disuelta. El resultado fue sorprendente: las plantas se iluminaron como si fuesen unas bombillas de poca potencia o un dibujo de un anuncio fluorescente.                                                       

Hojas en plantas expresando el antígeno de la hepatitis B