BASES MOLECULARES DE LA VIDA ADN ADN ARN genoma PROTEÍNAS Célula cromosomas genes los genes contienen instrucciones para hacer proteínas ADN las proteínas actúan solas o en complejos para realizar las funciones celulares BASES MOLECULARES DE LA VIDA ADN ADN ARN PROTEÍNAS

Anticuerpos Monoclonales . Marcadores Ingeniería Genética Tecnología del ADN Fármacos Anti-cáncer Diagnósticos Cultivo de Células Vegetales Transferencia de genes en animales Síntesis de Sondas de ADN Localización desórdenes genéticos Clonación Solución de crimenes BIOTECNOLOGÍA Producción de Proteínas humanas Terapia Génica Bancos de ADN, ARN Proteínas Mapas de Genomas completos Biología Molecular Cultivos Celulares Anticuerpos Monoclonales Síntesis de Nuevas Proteínas Nuevos Antibióticos Nuevas Plantas y Animales Alimentos Recursos humanos químicos raros BIOTECNOLOGÍA

BIOTECNOLOGÍA Es el medio o vía de manipulación de las formas de vida (organismos) para proveer un producto deseable para el uso del hombre. Areas cubiertas por el término Biotecnología incluyen: i) Biología Molecular: ADN recombinante, cultivo de células animales, cultivo de tejidos vegetales, inmunología, mejoramiento animal y vegetal, ii) Fermentación, iii) Sistema de Enzimas y iv) Otras.

Áreas cubiertas por el término Biotecnología incluyen: 1.- Biología Molecular: - ADN recombinante, - cultivo de células animales, - cultivo de tejidos vegetales, - inmunología, mejoramiento animal y vegetal, 2.- Fermentación 3.- Sistema de Enzimas 5.- Otras.

Tecnología del ADN (Diagnóstico Molecular) PCR - REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA El PCR utiliza la capacidad de las Enzimas polimerasas que catalizan la formación y reparación de ADN (y ARN), mediante un mecanismo que permite iniciar y parar su actividad en un punto específico de una hebra de ADN, para lo cual se emplean polimerasas obtenidas de arqueobacterias como Termophillus aquaticus que resisten temperaturas arriba de los 100°C.

Tecnología del ADN FINGERPRINTING El ADN tiene muchas regiones que son muy variables en su estructura y pueden ser usadas para ADN fingerprintings. El ADN puede ser obtenido de sangre, fluidos corporales y otros tejidos incluyendo hueso, y es relativamente estable, frecuentemente sobre muchos años. Se requieren cantidades muy pequeñas y las muestras pueden ser obtenidas de manera no invasiva.

Tecnología del ADN (identificación de paternidad) MADRE PADRE NIÑO 1 NIÑO 2 NIÑO 3 NIÑO 4

Tecnología del ADN BIOINFORMÁTICA Campo convergente de la biología, computación e información tecnológica en una misma disciplina. La meta última de este campo es posibilitar el descubrimiento de nuevas ideas biológicas

GENÓMICA Es el estudio del genoma y su acción. Tecnología del ADN El genoma es la suma total del material genético presente en un organismo particular e incluye el ADN presente en los cromosomas y en los orgánulos subcelulares (ej., mitocondrias) y además el genoma del ARN de algunos virus.

GENOMAS Tecnología del ADN IDENTIDAD GENÉTICA El genoma de un organismo es el juego completo de ADN. La planificación del Proyecto Genoma Humano se inició en 1986, previsto para el 2007. En Junio de 2000 se presentó el 90% del borrador con la secuenciación de unos 30,000 genes y 3 mil millones de pares de bases (pb). Los genes son secuencias específicas de bases que codifican instrucciones para hacer proteínas. Los genes son un 2% del genoma humano. Entre una persona y otra el ADN solo difiere en 0.2% 60% IDENTIDAD GENÉTICA De 289 genes humanos implicados en enfermedades, hay 177 cercanamente similares a los genes de Drosophila. 20% 70% 95% idéntico Humanos 30,000 genes Chimpancé 30,000 genes Ratón 30,000 genes A. thaliana 25,000 genes C. elegans 19,000 genes D. melanogaster 13,000 genes

PROTEÓMICA Tecnología del ADN La Proteómica es la “caracterización sistemática a gran escala de las proteínas presentes en una célula, tejido u organismo”. La investigación del Proteoma (conjunto de todas las proteínas que intervienen en los procesos biológicos de una especie) aborda problemas tales como el nivel de proteínas o actividades que cambian entre dos condiciones experimentales .

INGENIERÍA GENÉTICA O ADNr La Ingeniería Genética o tecnología del ADNr se inició en la década de los 70s. Se refiere a un grupo de tecnologías usadas para cambiar la composición genética de las células y mover genes a través de las fronteras de las especies para producir nuevos organismos. Se pueden aislar genes, modificarlos, introducirlos a nuevos hospederos, y clonarlos para obtener una ventaja novedosa sobre el organismo natural.

Ingeniería Genética SISTEMAS DE TRANSFERENCIA GENÉTICA 1. Agrobacterium. Uso de la bacteria Como "Ingeniero Genético". La bacteria conteniendo el inserto, infecta las células de la planta produciendo la recombinación genética. 2. Acelerador de Partículas (Gene Gun). Un cañón artificial bombardea micropartículas con el inserto, sobre la célula. 3. Electroporación. Uso de carga eléctrica para que el ADN atraviese la membrana nuclear. 4. Polietilenglicol. Exposición de las membranas al PEG, facilita el movimiento de las moléculas de ADN. 5. Silicon Wiskers. Inyección con fibras microscópi-cas, que atraviesan las membranas con los insertos.

Ingeniería Genética NUEVAS PROTEÍNAS Enzimas producidas por Biotecnología mediante el ADN recombinante se usan como aditivos en dietas de aves, para digerir carbohidratos complejos como las beta-glucanasas, alfa-amilasas, maltasas, oligo 1-6 glucosidasas, xilanasas, sacarasas; lipasas; proteasas y fitasas (para la utilización del fósforo). En México, tienen un gran impacto en la producción avícola proporcionando 3/5 de carne de aves para el consumo de proteína animal.

Ingeniería Genética NUEVAS PLANTAS ARROZ con altos niveles de tolerancia a diferentes condiciones ambientales de estrés. Se insertaron dos genes fusionados de trehalosa de E. Coli y un promotor tejido específico dependiente del estrés. Los genes de trehalosa permiten la producción de arroz aún si está estresado por frio, sequía o altos niveles de salinidad e incrementa la producción en 20%. La composición química de los granos no cambia. El azúcar trehalosa ayuda a estabilizar moléculas biológicas: lípidos, enzimas y otras proteínas, en organismos en condiciones de estrés.

Ingeniería Genética NUEVOS ANIMALES 1987 secreción de Beta-lactoglobulina en leche de ratón. Producción de proteína C humana en leche de cerdos, para desórdenes como hemofilia. Hormonas de crecimiento humano en tejido seminal de cerdo. Antitrombina humana III, anti- coagulante sanguíneo secretada en leche de cabras transgénicas. Cabras transgénicas para producir BioSteel fibra hecha por el hombre con propiedades de tela de araña.

Ingeniería Genética NUEVOS ALIMENTOS ARROZ DORADO con beta caroteno de genes de narciso y de Erwinia uredovora, pigmentos que se transforman en pro-vitamina A al ser ingeridos. ARROZ fortificado con un gen de la ferritina del frijol de soya. ARROZ con aa esenciales.

Salmón transgénico por Ingeniería Genética NUEVOS ALIMENTOS Salmón transgénico por hormona de crecimiento. Cuenta con el promotor de la proteína de anti congelamiento de otra especie de pez. Crece de 4 a 6 veces más rápido que un salmón no transgénico. Cerdo transgénico

Ingeniería Genética NUEVOS ANTIBIÓTICOS PAPA con la vacuna que previene la insulina dependencia de la diabetes mellitus 100 veces más poderosa que la actual vacuna. PAPA con la sub-unidad B antigénica de la enterotoxina del Vibrio cholerae causante del cólera). FRIJOL de SOYA con anticuerpos que protegen contra el virus 2 de Herpes simplex. TABACO con anticuerpos que previenen la caries dental producida por Streptococcus mutans.

CLONACION Ingeniería Genética Término genérico para la replicación en un laboratorio de genes, células u organismos de una entidad original, con copias genéticas exactas del gen, célula u organismo original. Esta técnica ha producido avances sensacionales en medicinas y vacunas. También hay investigación en clonación de células humanas, órganos y otros tejidos. Esto puede producir el reemplazo de piel, cartilagos y hueso para victimas de quemaduras y accidentes, o de órganos.

TERAPIA DE CÉLULAS MADRE Ingeniería Genética TERAPIA DE CÉLULAS MADRE

Ingeniería Genética TERAPIA GÉNICA Rafael Valdes del Hospital de Niños de México Implantó células de cerdo en 12 adolescentes en procura de curar su diabetes. En su método, usó células especializadas para proteger el transplante de los sistemas inmunológicos de los pacientes hospederos, que nunca había sido ensayado en humanos. Los implantes en los pacientes constan de células pancreáticas de cerdo, las cuales producen insulina (hay 150 millones de diabéticos en el mundo) . Para prevenir el rechazo del transplante implantó células de Sertoli (de testículo de cerdo) que han mostrado que protegen a los tejidos transplantados del sistema inmune recipiente en algunos modelos animales. Uno de los pacientes ha dejado de inyectarse insulina y cinco otros están tomando menos insulina que antes. Los resultados han llegado sin usar medicamentos Inmuno- supresores, los cuales tienen que ser dados por el resto de sus vidas a recipientes de transplantes (Nature/Vol. 419/5 sept. 2002).

Marcadores SONDAS DE ADN El microarreglo de ADN pone secuencias de genes en una lámina. Los ARNm de una célula particular con “tags” fluorescentes, se hibridizan, a las secuencias cuando son complementarias. Un escáner mide la fluorescencia de cada muestra sobre la lámina, para determinar la presencia o actividad de los genes. COMPAÑÍA PRODUCTO GENES CARACTERÍSTICAS Affimetrix GeneChip Human Genoma + 12000 GeneChip Human Cancer + 1700 Selección de investigadores GeneChip Custom Arrays + 12000 Arreglos diseñados por clientes MBG Biotech Pan Human array 30000 Genes humanos en 3 slides Clontech Atlas Human 1.0 1081 Atlas Human Apoptosis array 205 Atlas Human Cardiovas array 588 Atlas Human Neurobiol array Atlas Human Oncogene array

También existen los marcadores de desordenes genéticos y en el futuro se espera que la nanotecnología sea usada como futuros marcadores.