4/24/2015Mg. Q.F. Jéssica N. Bardales Valdivia1 Herramientas para las ciencias de la vida Biotecnology.

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1 4/24/2015Mg. Q.F. Jéssica N. Bardales Valdivia1 Herramientas para las ciencias de la vida Biotecnology

2 Sesión de aprendizaje N°2 ADN RECOMBINANTE E INGENIERÍA GENÉTICA

3 4/24/2015Mg. Q.F. Jéssica N. Bardales Valdivia3 TECNOLOGÍA DEL DNA RECOMBINANTE Principio 1970 DNA molécula más difícil analizar Enormemente larga Químicamente monótona Actualmente DNA mol é cula m á s f á cil de estudiar Es posible separar regiones determinadas del DNA Obtenerlas en cantidades pr á cticamente ilimitadas Determinar su secuencia de nucle ó tidos a una velocidad de varios cientos de nucle ó tidos al d í a. Un gen puede ser alterado y transferido a c é lulas en cultivo o a la l í nea germinal de animales

4 Impacto en la biolog í a celular Determinar las funciones de muchas prote í nas y de sus dominios Resolver complejos mecanismos de regulaci ó n g é nica en eucariotas Disponer de grandes cantidades de prote í nas minoritarias A nivel comercial Producci ó n a gran escala de hormonas pept í dicas y vacunas a bajo coste y trabajo Impacto en la biolog í a celular Determinar las funciones de muchas prote í nas y de sus dominios Resolver complejos mecanismos de regulaci ó n g é nica en eucariotas Disponer de grandes cantidades de prote í nas minoritarias A nivel comercial Producci ó n a gran escala de hormonas pept í dicas y vacunas a bajo coste y trabajo 4/24/2015Mg. Q.F. Jéssica N. Bardales Valdivia4

5 El avance de la ingeniería genética dependió de tres descubrimientos independientes: 1.El descubrimiento de las enzimas de restricción. 2.Presencia en las bacterias de moléculas de ADN circular extracromosómico de replicación independiente (plásmidos). 3.Métodos de tratamiento de las bacterias para que puedan captar ADN de un plásmido y adquirir nuevas propiedades. 1.El descubrimiento de las enzimas de restricción. 2.Presencia en las bacterias de moléculas de ADN circular extracromosómico de replicación independiente (plásmidos). 3.Métodos de tratamiento de las bacterias para que puedan captar ADN de un plásmido y adquirir nuevas propiedades. 4/24/2015Mg. Q.F. Jéssica N. Bardales Valdivia5

6 Aplicaciones de la ingeniería genética: 1.Sistemas de diagnóstico. 2.Producción de insulina humana y de la hormona del crecimiento por bacterias. 3.Producción de diversas vacunas. 1.Sistemas de diagnóstico. 2.Producción de insulina humana y de la hormona del crecimiento por bacterias. 3.Producción de diversas vacunas. 4/24/2015Mg. Q.F. Jéssica N. Bardales Valdivia6

7 ORGANIZACIÓN BÁSICA DE LOS ORGANISMOS VIVOS LA CELULA Todos los organismos vivientes, ya sean bacterias, levaduras, animales o vegetales o humanos, comparten características comunes. Todos los organismos, con la posible excepción de los virus, tienen una composición común que consiste en ácidos nucleicos (ADN y ARN) y proteínas. LA CELULA Todos los organismos vivientes, ya sean bacterias, levaduras, animales o vegetales o humanos, comparten características comunes. Todos los organismos, con la posible excepción de los virus, tienen una composición común que consiste en ácidos nucleicos (ADN y ARN) y proteínas. 4/24/2015Mg. Q.F. Jéssica N. Bardales Valdivia7

8 La molécula de ADN es la que constituye los genes, los que a su vez contienen toda la información requerida para formar y controlar el organismo. La información contenida en el ADN se transfiere al resto del organismo para ejercer su función de la manera como la información almacenada en el disco duro de una computadora necesita ser leída. La molécula de ADN es la que constituye los genes, los que a su vez contienen toda la información requerida para formar y controlar el organismo. La información contenida en el ADN se transfiere al resto del organismo para ejercer su función de la manera como la información almacenada en el disco duro de una computadora necesita ser leída. 4/24/2015Mg. Q.F. Jéssica N. Bardales Valdivia8

9 El flujo de información desde el ADN hacia el resto de la célula está mediada por moléculas de ARN, las cuales finalmente dirigen la síntesis de proteínas que, como componentes estructurales o como enzimas, dirigen y controlan muchas de las funciones del organismo. El proceso de transferir la información genética del ADN a las moléculas de ARN se conoce como transcripción. La transferencia de información desde la molécula de ARN a las proteínas se conoce como traducción. El flujo de información desde el ADN hacia el resto de la célula está mediada por moléculas de ARN, las cuales finalmente dirigen la síntesis de proteínas que, como componentes estructurales o como enzimas, dirigen y controlan muchas de las funciones del organismo. El proceso de transferir la información genética del ADN a las moléculas de ARN se conoce como transcripción. La transferencia de información desde la molécula de ARN a las proteínas se conoce como traducción. 4/24/2015Mg. Q.F. Jéssica N. Bardales Valdivia9

10 REPLICACIÓN TRANSCRIPCIÓN TRADUCCIÓN El ADN actúa como molde para su propia síntesis La información codificada en el ADN determina la estructura del ARN El ARN actúa como molde para la síntesis de una cadena polipeptídica 4/24/2015 Mg. Q.F. Jéssica N. Bardales Valdivia

11 Además de contener estos tres tipos de moléculas, los organismos realizan ciertas reacciones químicas conocidas colectivamente como metabolismo. Para crecer y dividirse, se necesita un organismo para sintetizar sus propios constituyentes celulares a partir de sustancias químicas externas y, para lograr esto, a menudo organismos diferentes tienen vías enzimáticas similares y una estructura celular básica. Además de contener estos tres tipos de moléculas, los organismos realizan ciertas reacciones químicas conocidas colectivamente como metabolismo. Para crecer y dividirse, se necesita un organismo para sintetizar sus propios constituyentes celulares a partir de sustancias químicas externas y, para lograr esto, a menudo organismos diferentes tienen vías enzimáticas similares y una estructura celular básica. 4/24/2015Mg. Q.F. Jéssica N. Bardales Valdivia11

12 TIPOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR La estructura celular de los organismos vivos (sin incluir a los virus), han permitido dividirlos en dos tipos celulares: procariotas y eucariotas. La diferencia fundamental entre ambos tipo celulares radica en si los cromosomas están contenidos en un núcleo bien definido (con membrana nuclear, aislado del citoplasma). La estructura celular de los organismos vivos (sin incluir a los virus), han permitido dividirlos en dos tipos celulares: procariotas y eucariotas. La diferencia fundamental entre ambos tipo celulares radica en si los cromosomas están contenidos en un núcleo bien definido (con membrana nuclear, aislado del citoplasma). 4/24/2015Mg. Q.F. Jéssica N. Bardales Valdivia12

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14 + + PROTEÍNAS (histonas) CROMATINA (Fibras) CROMOSOMAS ( ADN, ARN) Condensada Sólo visible en fase mitótica El ADN se enrolla en las Histonas. El ADN se enrolla dos veces formando una superhélice levógira El ADN se enrolla en las Histonas. El ADN se enrolla dos veces formando una superhélice levógira

15 PROCARIOTAS 4/24/2015Mg. Q.F. Jéssica N. Bardales Valdivia15

16 Partes de una bacteria 4/24/2015Mg. Q.F. Jéssica N. Bardales Valdivia16

17 ACIDOS NUCLEICOS 4/24/2015Mg. Q.F. Jéssica N. Bardales Valdivia17

18 LOS NUCLEÓTIDOS: COMPONENTES Los nucleótidos están formados por: Una base nitrogenada: BN, Un azúcar (pentosa): A y Ácido fosfórico: P Unidos en el siguiente orden: P A BN Los nucleótidos están formados por: Una base nitrogenada: BN, Un azúcar (pentosa): A y Ácido fosfórico: P Unidos en el siguiente orden: P A BN Mg. Q.F. Jéssica N. Bardales Valdivia4/24/2015

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29 El ADN de los procariotas es circular y está en uno o dos cromosomas. El contenido de ADN es bajo como en Escherichia coli (3.8 x 10 3 pares de kilobases). Los eucariotas tienen complejidad genética mayor y grandes cantidades de ADN. Las moléculas de ADN lineal tienen la forma de los cromosomas ubicados en el núcleo. Los eucariotas inferiores, como los hongos, tienen poca cantidad de ADN, por ejemplo Sacharomyces cerevisiae tiene 34 pequeños cromosomas con aproximadamente 14 x 10 3 pares de kilobases por célula. El ADN de los procariotas es circular y está en uno o dos cromosomas. El contenido de ADN es bajo como en Escherichia coli (3.8 x 10 3 pares de kilobases). Los eucariotas tienen complejidad genética mayor y grandes cantidades de ADN. Las moléculas de ADN lineal tienen la forma de los cromosomas ubicados en el núcleo. Los eucariotas inferiores, como los hongos, tienen poca cantidad de ADN, por ejemplo Sacharomyces cerevisiae tiene 34 pequeños cromosomas con aproximadamente 14 x 10 3 pares de kilobases por célula. 4/24/2015Mg. Q.F. Jéssica N. Bardales Valdivia29