TECNICAS EN BIOLOGIA CELULAR BIOTECNOLOGIA TECNICAS EN BIOLOGIA CELULAR Dra. Judith García de Rodas Salón 207

Que es la biotecnología Es la aplicación de principios de la ciencia y la ingeniería para tratamiento de materiales orgánicos e inorgánicos por sistemas biológicos para producir bienes y servicios. Se fundamenta en variedad de tecnologías que permiten estudiar los mecanismos e interacciones biológicas de los seres vivos.  Es ampliamente aplicada en la agricultura, farmacia, Medicina, procesamiento de alimentos y estudios de microorganismos. Se apoya en la biología, Bioquímica y microbiología para la realización de experimentos y estudios.

La biotecnología utiliza sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados, para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos. Aplica técnicas in vitro para el estudio de los ácidos nucléicos  (ADN y ARN), ADN recom-binante introduciéndolos en células y orgánulos.  Fusión de células de diferente familia taxonómica para estudio de la reproducción de los hibridos.

CULTIVO CELULAR Desventajas Técnica sensible Inestabilidad Conjunto de técnicas que permiten el mantenimiento y reproducción de las células 'in vitro', manteniendo al máximo sus propiedades fisiológicas, bioquímicas y genéticas. Ventajas Permiten un control preciso y fino del medio ambiente Caracterización y homogeneidad de la muestra Economia Motivaciones éticas Desventajas Técnica sensible Inestabilidad Cantidad y coste Validez del modelo 'in vitro'

Aplicaciones En la industria farmacéutica para atención de la salud, con nuevos enfoques para el tratamiento de enfermedades; En agricultura con desarrollando cultivos y alimentos mejorados y usos no alimentarios de los cultivos, como plásticos biodegradables, aceites vegetales, biocombustibles y cuidado del medio ambiente por biorremediación, reciclaje, manejo de residuos y limpieza de sitios contaminados por actividades industriales (biotecnología vegetal).  En genética para modificación de organismos y mejora de las especies.

CULTIVOS DE BACTERIAS Medio de cultivo es el material alimenticio en el que crecen los y el crecimiento de los microorganismos es el Cultivo. Existen más de 10.000 medios de cultivo diferentes y deben contener los nutrientes y factores de crecimiento necesarios. Entre los medios de cultivo existen variedad de agares (sólidos), suero y sangre líquidos) Los cultivos deben estar libres de todo microorganismo contaminante.

Crecimiento de células animales en cultivo Los cultivos preparados directamente a partir de los tejidos de un organismo, con o sin fraccionamiento se denominan cultivos primarios Las células de estos cultivos crecen hasta cubrir la superficie de la placa de cultivo Se toman fracciones de estos cultivos para disminuir la densidad y formar cultivos secundarios

Líneas celulares (estirpe celular) La mayoría de células normales, no pueden crecer en cultivo indefinidamente, sólo las que se derivan de tumores pueden proliferar indefinidamente y reciben el nombre de línea celular inmortal, También pueden obtenerse de células normales que hayan sido genéticamente modificadas, Permite formar clones útiles para estudiar mutacione en genes determinados

La ingeniería genética es un conjunto de técnicas, nacidas de la Biología molecular, que permiten manipular el genoma de un ser vivo. Para el estudio del genoma es necesario hacer cultivos de las células en medios apropiados

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.

Se realiza a través de las enzimas de restricción que son capaces de "cortar" el ADN en puntos concretos. Las enzimas de restricción y los vectores moleculares, se coordinan para aislar una secuencia de ADN de cualquier organismo e insertarla en el ADN de otro.

Enzimas de restricción Son producidas por bacterias como método de defensa contra virus y degradan el ADN extraño. Reconoce una secuencia específica de nucleótidos y corta en ese punto cada una de las cadenas de ADN. L regiones donde cortan el ADN se llaman palindrómicas Las secuencias reconocidas son repeticiones invertidas Los extremos libres que quedan se llaman extremos pegajosos, porque Las pueden unirse a otros fragmentos de ADN que hayan sido cortados por la misma enzima de restricción.

Las 2 moléculas de DNA se digieren con la misma endonucleasa de restricción La enzima corta y produce extremos complementarios que se aparean La ligasa une las hebras de DNA y se forma el DNA

VECTORES PLÁSMIDOS BACTERIOFAGOS COSMIDOS Son pequeñas moléculas de ADN, que tienen capacidad para autorreplicarse dentro de las células hospederas. Se utilizan con frecuencia tres tipos de vectores de clonación: PLÁSMIDOS BACTERIOFAGOS COSMIDOS

Plásmidos Los plásmidos son secuencias de ADN de bacterias, extracromosómicas que tienen la capacidad de reproducirse autónomamente y, algunos, de pasar de una célula a otra. Contienen genes que confieren particularidades fenotípicas a las bacterias que los contienen, como la resistencia a los antibióticos.

BACTERIOFAGOS Son virus que infectan a las bacterias. Algunos de ellos: Lambda y M13 se han adaptado a las exigencias de los biólogos moleculares, que han modificado oportunamente sus genomas. Pueden tener efectos líticos o lisogénicos en las bacterias.

COSMIDOS Los cósmidos son unos vectores híbridos entre un plásmido, que proporciona la resistencia a los antibióticos, y una región del ADN de un bacteriófago llamada "cos" que le otorga sus particulares características.

CLONACIÓN DE ADN RECOMBINADO Un clon es un grupo de células u organismos genéticamente idénticas. Para tener gran cantidad y fácil disponibilidad del ADN de interés, el vector se inserta dentro de bacterias (E. coli), las cuales crecen fácil y rápidamente. O sea, la bacteria se utiliza como "multiplicadora" del vector, y por ende del inserto de interés.

HIBRIDACION MOLECULAR Técnica que permite la formación de una cadena complementaria de ADN-ARN modificando la temperatura Al elevar la temperatura se desnaturaliza el ADN (separan las cadenas) Al bajar la temperatura se vuelve a aparear con una cadena complementaria. Algunas se aparean con ARN (hibridación)

ADNc (copiado) Copia de DNA a partir de RNA Obtenido con Transcriptasa inversa (enzima de retrovirus) Este DNA es complementario al RNA Este DNA se clona Útil para entender la estructura y función de los genes