Tema 4: La revolución genética Ingeniería genética Se puede definir como la formación in vitro de nuevas combinaciones de material genético, por medio de la inserción de un ADN de interés en un vehículo genético (vector), de modo que tras su introducción en un organismo huésped, el ADN híbrido (recombinante) se pueda multiplicar, propagar, y eventualmente expresarse. Lo que se pretende mediante la ingeniería genética es lograr ciertos fines tanto en la ciencia pura como en la aplicada (producción microbiana de productos, plantas y animales transgénicos, nuevos diagnósticos). Tema 4: La revolución genética

Tema 4: La revolución genética ADN recombinante El ADN recombinante es aquel que tiene fragmentos de distinta procedencia. De forma natural existen ADN recombinantes, cuando los virus insertan su ADN en el ADN de la célula huésped. Se pensó hacer lo mismo de manera artificial en el laboratorio utilizando enzimas de restricción. Tema 4: La revolución genética

Enzimas de restricción Estas enzimas, procedentes de bacterias, tienen la capacidad de reconocer una secuencia determinada de nucleótidos y extraerla del resto de la cadena. Esta secuencia puede volver a colocarse con la ayuda de otra clase de enzimas, las ligasas. La enzima de restricción actúa como una "tijera de ADN", y la ligasa en el "pegamento". Por lo tanto, es posible quitar un gen de la cadena principal y en su lugar colocar otro. Tema 4: La revolución genética

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Tema 4: La revolución genética PCR Tema 4: La revolución genética

Biotecnología: Aplicaciones A pesar de los inconvenientes, las aplicaciones de la biotecnología son numerosas y se suelen clasificar como:   Biotecnología roja o médica. Biotecnología blanca o industrial. Biotecnología verde o biotecnología agrícola. Biotecnología azul o biotecnología marina. Tema 4: La revolución genética

Tema 4: La revolución genética Obtención de fármacos Se obtienen a partir de microorganismos que contienen el gen que produce la proteína de interés farmacológico (insulina, hormona del crecimiento…) Las principales ventajas son: Se controla mejor la producción, disminuye el riesgo de contaminación, se abaratan los costes… Por el mismo procedimiento se pueden fabricar vacunas, evitando el riesgo de utilizar virus atenuados. Tema 4: La revolución genética

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Determinación de enfermedades Consiste en poner en contacto ADN de un individuo con secuencias de genes responsables de una determinada enfermedad. Las hebras del ADN del paciente se separan y si hibridan con el ADN de la enfermedad, es que el paciente tiene ese gen. Tema 4: La revolución genética

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Tema 4: La revolución genética Terapia génica Consiste en modificar los genes anómalos para impedir que se manifieste la enfermedad o curarla una vez manifestada. En las células afectadas se puede introducir una copia correcta del gen defectuoso mediante vectores (infección vírica), corrigiendo el problema. El proceso se podría hacer incluso en las células germinales, pero esto plantea problemas éticos. Es una técnica prometedora pero aún en una fase muy temprana, con todavía muy pocos logros significativos. Tema 4: La revolución genética

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Biotecnología agrícola Se basa en la modificación de plantas por IG para que generen proteínas de interés. Son las plantas transgénicas. Los principales objetivos son: Lograr plantas resistentes a herbicidas, bacterias, virus e insectos Aumentar el rendimiento fotosintético (más producción) Fijación del nitrógeno atmosférico Mayor calidad de los productos Obtener plantas con proteínas de interés comercial (vacunas, interferones, vitaminas…) Tema 4: La revolución genética

Plantas transgénicas Transgénesis= introducción de ADN extraño en un genoma, de modo que se mantenga estable de forma hereditaria y afecte a todas las células en los organismos multicelulares. Agrobacterium tumefaciens es patógena de plantas. Produce tumores tumores célula vegetal Proliferación de hormonas crecimiento. Se forman tumores en las zonas de la lesión Plásmido Ti núcleo cromosoma Agrobacterium inductor de tumores contiene oncogenes (genes onc) Ingeniero genético natural tras sutitución de genes onc por genes de interés

Biotecnología ganadera Consiste en la alteración genética de animales para mejorar el rendimiento que de ellos se obtiene. La investigación se centra en la obtención de animales que produzcan proteínas y compuestos de interés farmacológico y a obtener órganos destinados a trasplantes humanos (fundamentalmente a partir de cerdos) Tema 4: La revolución genética

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Tema 4: La revolución genética Biorremediación La naturaleza tiene una cierta capacidad de limpieza de los elementos contaminantes. Microorganismos como levaduras, hongos o bacterias degradan una gran cantidad de sustancias tóxicas, reduciendo su carácter nocivo o incluso volviéndolas inocuas para el medio ambiente y la salud humana. La biorremediación consiste en acelerar este proceso natural para mitigar la contaminación ambiental. Tema 4: La revolución genética

Reproducción asistida La reproducción asistida tiene como finalidad solucionar problemas de esterilidad Actualmente se trabaja en evitar la aparición de enfermedades genéticas (diagnostico genético preimplantacional) y obtener bebés sanos cuyas células del cordón umbilical sirvan para salvar vidas de familiares enfermos. Tema 4: La revolución genética

Técnicas de reproducción asistida Estimulación ovárica Inseminación artificial Fecundación “in vitro” Inyección citoplasmática de espermatozoides Transferencia de embriones clonados Tema 4: La revolución genética

Tema 4: La revolución genética Proceso FIV Estimulación ovárica por medio de hormonas Extracción de óvulos y espermatozoides Fecundación extrauterina Divisiones de los preembriones Implantación de los preembriones seleccionados Es una técnica con un elevado porcentaje de éxito Tema 4: La revolución genética

Tema 4: La revolución genética Clonación Es la obtención de copias (ADN, células u organismos) genéticamente iguales. Las primeras clonaciones de organismos se hicieron por fisión de embriones tempranos. Un embrión, obtenido por procedimientos normales, se dividía, y los embriones resultantes eran genéticamente idénticos, pero no se sabía las características que iban a tener. Esto ya se puede saber a partir de la primera clonación por transferencia de núcleos de células de individuos adultos. Los embriones resultantes eran genéticamente idénticos al donante del núcleo. Tema 4: La revolución genética

Tema 4: La revolución genética Dolly La primera clonación de mamíferos fue realizada por Ian Wilmut en 1996 utilizando tres ovejas, la donadora de la información (núcleo) la donadora del ovulo y la “madre de alquiler” (oveja nodriza). El resultado fue la oveja Dolly Tema 4: La revolución genética

Tema 4: La revolución genética Tipos de células madre Embrionarias o troncales: Se obtienen de embriones de menos de 14 días. Pueden generar un organismo completo (totipotentes). Adultas o somáticas Están en los adultos. Pueden generar células especializadas de diferentes tejidos (no son totipotentes) Tema 4: La revolución genética

Tema 4: La revolución genética Controversia Hay un importante debate (político, ético y científico) sobre el uso de las células madre. ¿Qué tipo de célula madre es más conveniente usar, ¿embrionaria o adulta?, y sobre todo el estatus de un embrión humano, aunque tenga menos de 14 días y haya sido obtenido “in vitro” y esté congelado. La solución puede venir de los últimos avances científicos. Se ha logrado obtener células madre reprogramadas o inducidas, que son células pluripotentes obtenidas a partir de células adultas (se comportan como células madre embrionarias) Tema 4: La revolución genética

Tema 4: La revolución genética Bioética Es una consecuencia del enorme desarrollo alcanzado, pero de también los efectos negativos de la ciencia (experimentos con prisioneros, Hiroshima, deterioro ambiental, guerras químicas y bacteriológicas…) La ciencia no es neutral desde un punto de vista ético o económico y se puede utilizar con buenos fines u otros no tan buenos. Lo que esto nos indica es que hay cosas que la ciencia puede lograr, pero “no todo lo que puede hacerse, debe ser hecho” La Bioética nace para establecer unos principios que permitan afrontar los avances de la ciencia con respeto y responsabilidad. El criterio ético fundamental que regula esta disciplina es el respeto al ser humano, a sus derechos inalienables, a su bien verdadero e integral: la dignidad de la persona. Tema 4: La revolución genética