Ingeniería genética y biotecnología

Presentación del tema: "Ingeniería genética y biotecnología"— Transcripción de la presentación:

1 Ingeniería genética y biotecnología

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La biotecnología es la tecnología basada en la Biología, especialmente usada en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, medioambiente y medicina. Se desarrolla en un enfoque multidisciplinario que involucra varias disciplinas y ciencias como Biología, bioquímica, genética, virología, agronomía, ingeniería, física, química, medicina y veterinaria entre otras.

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Según el Convenio sobre Diversidad Biológica de 1992, la biotecnología podría definirse como "toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos“ (Artículo 2 de Convenio sobre diversidad biológica. Secretaría del Convenio sobre la Diversidad Biológica. Río de Janeiro, 1992; La biotecnología en la alimentación y la agricultura FAO)

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El Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnología del Convenio sobre la Diversidad Biológica define la biotecnología moderna como la aplicación de: Técnicas in vitro de ácido nucleico, incluidos el  (ADN) recombinante y la inyección directa de ácido nucleico en células u orgánulos, o La fusión de células más allá de la familia taxonómica que superan las barreras fisiológicas naturales de la reproducción o de la recombinación y que no son técnicas utilizadas en la reproducción y selección tradicional (Secretaría del Convenio sobre la Diversidad Biológica. Montreal, 2000).

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Las aplicaciones de la biotecnología son numerosas y se suelen codificarse como: Biotecnología roja: se aplica a la utilización de biotecnología en procesos médicos y el desarrollo de la ingeniería genética para curar enfermedades a través de la terapia génica -consiste en la inserción de copias funcionales de genes defectivos o ausentes en el genoma de un individuo-. La técnica todavía está en desarrollo, motivo por el cual su aplicación se lleva principalmente a cabo dentro de ensayos clínicos controlados, 

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Biotecnología blanca: también conocida como biotecnología industrial, Su principal objetivo es la creación de productos fácilmente degradables, que consuman menos energía y generen menos desechos durante su producción. La biotecnología blanca tiende a consumir menos recursos que los procesos tradicionales utilizados para producir bienes industriales.

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Biotecnología verde: es la biotecnología aplicada a procesos agrícolas. Un ejemplo de ello es el diseño de plantas transgénicas capaces de crecer en condiciones ambientales desfavorables o plantas resistentes a plagas y enfermedades. Si los productos de la biotecnología verde como éste son más respetuosos con el medio ambiente o no, es un tema de debate.

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Biotecnología azul: también llamada biotecnología marina, es un término utilizado para describir las aplicaciones de la biotecnología en ambientes marinos y acuáticos. Aún en una fase temprana de desarrollo sus aplicaciones son prometedoras para la acuicultura, cuidados sanitarios, cosmética y productos alimentarios.

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La ingeniería genética es la tecnología de la manipulación y transferencia de ADN de un organismo a otro –TRANSGENIA-, que posibilita la creación de nuevas especies, la corrección de defectos genéticos y la fabricación de numerosos compuestos. La ingeniería genética incluye un conjunto de técnicas biotecnológicas, entre las que destacan: La tecnología del ADN recombinante; La secuenciación del ADN; La reacción en cadena de la polimerasa (PCR en ingles).

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Cuando se transfieren genes entre distintas especies, la secuencia de aminoácidos de los polipéptidos traducida a partir de dichos genes no varia dado que el código genético es universal. Para la transgenia se utiliza los plasmidos –ADN desnudo y circular- de la Escherichia coli Estos plásmidos pueden ser extraídos y cortados con enzimas de restricción en determinadas secuencias diana.

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Los fragmentos de ADN de otro organismo también pueden ser cortados por la misma enzima de restricción, pudiendo añadirse posteriormente estos fragmentos al plásmido abierto y volver a cerrar el mismo mediante la acción de una ligasa. Los plásmidos recombinantes formados pueden ser introducidos en nuevas células huésped y clonados.

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Entre ejemplos citables sobre las aplicaciones de esta técnica se cuentan las plantas de tomate con tolerancia a una mayor salinidad, la síntesis de betacaroteno (precursor de la vitamina A) en el arroz, plantas de cultivo resistentes a herbicidas y leche de oveja con factor IX (factor de coagulación sanguínea en seres humanos).

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La técnica del PCR sirve para copiar y amplificar cantidades mínimas de ADN, con lo que se consigue aumentar el número de copias de ella, por lo tanto, con una mínima cantidad de muestra de ADN, se puede conseguir toda la que se necesite para un determinado estudio.

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La electroforesis en gel de ADN se emplea en técnicas de análisis del ADN. Se la conoce como Análisis STR (short tandem repetition). El gran gel de poliacrilamida se utiliza para separar los fragmentos de ADN. Un campo eléctrico es aplicado,  esto hace que los fragmentos más pequeños de ADN se ejecutan cerca de la parte inferior del gel y todo el gel es escaneado y guardado en un ordenador. 

25 ANALISIS PCR Esto produce una imagen que muestra todos los de las bandas correspondientes a diferentes tamaños y repite la escalera alélica. Este método no requiere el uso de las normas de tamaño, ya que la escalera alélica se ejecuta junto con las muestras y sirve para este propósito. Su desventaja son los elevados costos de los marcadores moleculares como tintes fluorescentes primers en la tinción de plata

26 ANALISIS PCR Un método mas económico es el de la utilización de capilares en vez de gel (electroforesis capilar), igualmente se aplica corriente eléctrica y la separación de los fragmentos ocurre de tal manera que los más pequeños fragmentos de viajan más rápido a través de los capilares. La economía esta en que se pueden utilizar muchos capilares para hacer muchos exámenes simultáneos reduciendo costos

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28 ANALISIS PCR Estos métodos sirven para determinar identidad de difuntos desconocidos, paternidad irresponsable, autores de crímenes; y en otros asuntos, determinar parentesco entre individuos vegetales o animales de la misma especie. Para el caso especifico de la paternidad irresponsable, se toman muestras de ADN del bebe a través de las vellosidades coriónicas y/o el liquido aminocentético

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30 Genoma humano “Antes pensábamos que nuestro futuro estaba en las estrellas. Ahora sabemos que está en nuestros genes”. James Watson. Es una aventura científica que comenzó en octubre de 1990 y se pensó llevaría 15 años, sin embargo el 14 de abril de 2003 se declaró el proyecto finalizado, cuya fecha casualmente coincidió con los 50 años del descubrimiento de la cadena de ADN por Watson y Crick. El largo total del genoma humano es de tres mil cien millones de bases.

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32 Genoma humano Los genes y otros importantes elementos del genoma están casi todos en su posición correcta, un requerimiento vital para los investigadores que intentan localizar un gen que contribuye a una determinada enfermedad. Los datos, que abren una nueva era de la medicina, serán de libre acceso en los bancos de datos genéticos para investigaciones en las diversas ramas.

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