RESUMEN CMC: BIOTECNOLOGÍA

RESUMEN CMC: BIOTECNOLOGÍA
Los ácidos nucleicos son biomoléculas orgánicas, formadas por nucleótidos
que está formado por un azúcar, una molécula de ácido fosfórico y una base
nitrogenada.
El azúcar del ADN es la desoxirribosa y las bases nitrogenadas son citosina,
guanina, adenina y timina que se unen por enlaces de hidrógeno. A-T, G-C. La
molécula de ADN almacena la información genética, gobierna la actividad
celular y transmite su información de generación en generación por su
capacidad de duplicación. Está formada por dos largas cadenas
complementarias en forma de hélice.
El ARN está formado por una única cadena, el azúcar es una ribosa y contiene
las mismas bases que el ADN, excepto la timina que se sustituye por uracilo.
Existen tres tipos de ARN: mensajero, transferente y ribosómico.
La cromatina es la forma en la que se presenta el material genético en el
núcleo interfásico y está formada por ADN y proteínas.
Los cromosomas son la forma en la que se presenta el material genético en el
núcleo en división y son estructuras compactas que representan el mayor
grado de empaquetamiento de la cromatina. Los cromosomas están formados
por dos cromátidas hermanas y el conjunto de todos es el cariotipo. Un gen es
un fragmento de ADN con la información para fabricar una proteína.
El código genético establece las equivalencias entre los nucleótidos que
componen los ácidos nucleicos y los aminoácidos (cada 3 nucleótidos, un
aminoácido que construye la proteína. La información genética se conserva
gracias a la replicación o duplicación, proceso por el que la molécula de ADN
hace copias de sí misma; la información del ADN se transmite al ARN en la
transcripción y el mensaje del ARN se usa para sintetizar las proteínas en la
traducción.
Las células se dividen principalmente por mitosis, la célula se divide en otras
dos idénticas a ella. La molécula de ADN de cada cromosoma debe sufrir una
duplicación para que pueda copiarse en cada célula hija.
-La duplicación o replicación tiene lugar en el núcleo y es semi-conservativa,
cada cadena sirve de molde en la síntesis de la cadena complementaria, de
manera que se obtienen dos moléculas con estructura de doble hélice que son
copias exactas de la original. Cada cadena hija conserva una de las hebras
maternas.
-La transcripción tiene lugar en el núcleo y se transmite la información o
mensaje genético del ADN al ARNm (mensajero), consiste en la formación de
una cadena de ARN complementaria de un fragmento de una de las de ADN.
La información debe pasar a los ribosomas donde se fabricarán las proteínas
correspondientes.
-La traducción tiene lugar en el citoplasma, en los ribosomas, se fabrica una
proteína a partir de la información del ARNm que sale al citoplasma celular
donde su información es traducida para la síntesis de proteínas necesarias
para la célula. Los aminoácidos que formarán parte de las proteínas están en el
citoplasma y se unen en un orden determinado por el ARNm que se une al
ribosoma para que se lleve a cabo la traducción, para lo que se necesita ARNt
(transferente), cada ARNt es específico de cada aminoácido y contiene una
secuencia de bases complementaria a la secuencia de bases del ARNm. Una
vez unido al ARNm, el ribosoma se desplaza por la unión de los ARNt con los
aminoácidos correspondientes. Así se unen los aminoácidos que formarán la
proteína.
Las mutaciones son alteraciones en la información genética de las células que
se puede producir, con consecuencias negativas, neutras o ventajosas. Si se
producen en las células formadoras de gametos, los descendientes heredan las
mutaciones. La frecuencia de las mutaciones puede incrementarse por los
agentes mutagénicos como rayos X (físicos), alquitrán (químicos) o algunos
virus (biológicos).
Mutaciones génicas: afectan a la secuencia de los nucleótidos del ADN por
errores en el proceso de duplicación. (Por ejemplo: Fibrosis quística)
Mutaciones cromosómicas o genómicas: afectan al número o estructura de
los cromosomas, se suelen deber a errores en la meiosis. (Ej.: Síndrome de
Down)
La biotecnología consiste en el conjunto de técnicas o procesos que utilizan
organismos vivos o sustancias derivadas de ellos para fabricar alimentos,
fármacos u otras sustancias de utilidad para personas, industrias o medio
ambiente.
La ingeniería genética, o tecnología del ADN recombinante, es el conjunto de
técnicas que permiten modificar el genoma de un organismo, añadiendo,
eliminando o cambiando algunos de sus genes, con lo que se alteran
determinadas características.
Las enzimas de restricción son sustancias capaces de romper la molécula de
ADN y separar sus genes y volver a unirlos, abrió las puertas al desarrollo de la
biotecnología y la ingeniería genética.
ADN recombinante es aquel que se forma al intercalarse un fragmento de un
ADN en otro ADN.
La clonación es la acción de producir una entidad biológica genéticamente
idéntica a otra a partir de una preexistente. En ámbitos científicos, el término
clonación se usa principalmente para la reproducción idéntica de moléculas
hereditarias.
-Clonación molecular: el proceso de aislar un fragmento de ADN de interés,
integrarlo en un plásmido y obtener múltiples copias de él gracias a un
organismo, normalmente una bacteria, en la que se introduce. Por ejemplo, con
la insulina.
-Clonación celular: en ella se usan células troncales embrionarias (las que
constituyen el embrión desde cigoto a blastocito) capaces de formar células
diferenciadas, que pueden originar tejidos u órganos porque son todipotentes.
-Clonación de organismos: se usa para obtener clones u organismos
clónicos.
La huella genética se refiere a la llamada huella dactilar del ADN. Es una
técnica que permite identificar y diferenciar individuos gracias a las
peculiaridades individuales y propias de su ADN.
Aplicaciones de la ingeniería genética en la agricultura: producción de
toxinas que las hacen resistentes, desarrollo lento de los frutos, producción de
sustancias de interés farmacéutico.
Aplicaciones en la ganadería: mejora la producción animal al aumentar al
masa corporal con menos grasa o más musculosa, mayor resistencia a
enfermedades; vacas que producen leche con proteínas humanas como
alternativa a la leche maternizada, ratones transgénicos para estudiar el cáncer
y reproducción de especies en extinción.
Las enfermedades relacionadas con la alteración del material genético pueden
ser:
-Genéticas: producidas por alteraciones del material genético, no tienen por
qué recibirse de los progenitores.
-Hereditarias: se transmiten de una generación a la siguiente y pueden, o no,
manifestarse en los descendientes a lo largo de su vida.
-Congénitas: se adquieren durante el desarrollo embrionario o durante el parto
y pueden ser consecuencia de un defecto hereditario o problemas ambientales.
Herencia ligada al sexo: se da cuando las alteraciones genéticas se
encuentran en los cromosomas sexuales (X e Y).
Herencia no ligada al sexo: las alteraciones genéticas se encuentran en los
cromosomas no sexuales. Son monogénicas si dependen de un solo gen o
poligénicas si dependen de varios genes.
Diagnóstico y prevención de las enfermedades genéticas:
-Prevención primaria: antes de la concepción, la fecundación del óvulo por el
espermatozoide. Se lleva a cabo por el consejo genético, en el que el individuo
o la pareja que desea tener descendencia y tiene un cierto riesgo de transmitir
enfermedades recibe información.
-Prevención secundaria: tras la fecundación por el diagnóstico precoz de
enfermedades genéticas. Se usan técnicas como la amniocentesis o el
diagnóstico genético preimplantacional. En la amniocentesis se extraen células
de la cavidad amniótica de la embarazada, se cultivan y se analiza su material
genético buscando alteraciones. El diagnóstico genético preimplantacional
consiste en analizar células de cigotos obtenidos por fecundación in vitro antes
de ser transferidos al útero para analizar su material hereditario y seleccionar al
más idóneo.
La terapia génica es el proceso por el que los genes defectuosos que
producen enfermedades son sustituidos por genes normales o sanos.
-Terapia de células somáticas: se rectifican exclusivamente las células
somáticas defectuosas, la modificación no se transmite a la descendencia.
-Terapia de células germinales: interviene sobre las células germinales, por
lo que su acción alcanza a los descendientes. Está prohibida.
Se lleva a cabo introduciendo un gen sano en la dotación génica del enfermo o
sustituyendo al gen defectuoso. Se pueden usar métodos directos: como la
micro inyección; o métodos indirectos: usan un mediador o vector que
transporta el transgén, pueden ser virales y no virales.
Aplicaciones a la Medicina reproductiva:
-Inseminación artificial: la inyección de espermatozoides en el aparato
reproductor femenino para facilitar la fertilización.
-Fertilización in vitro: extraer óvulos de la mujer por una aspiración y su
fertilización en el laboratorio. Una vez ocurrida la fecundación, se implantan los
embriones en el útero por transferencia intrauterina para intentar conseguir la
viabilidad de alguno.
-Transferencia intratubárica de gametos: un procedimiento de reproducción
asistida en el que los óvulos y espermatozoides se sitúan directamente por
laparoscopia en una de las trompas de Falopio de la mujer. Así se facilita que
la fertilización suceda de forma natural.
Se denominan células madre o troncales a un tipo de células indiferenciadas
que tienen la capacidad de reproducirse por división celular indefinidamente sin
perder sus propiedades y son capaces de producir células especializadas de
los distintos tejidos.
Si se extraen de un embrión son células madre embrionarias, si son de tejidos
adultos son células madres adultas que suelen ser muy especializadas, pues
solo se pueden diferenciar en un tipo de tejido, muy escasas y difíciles de
aislar.
-Se podrían obtener células madre del propio adulto y especializarlas (si se
dominan los mecanismos de la diferenciación celular) para producir otros
tejidos o reconstruir órganos deteriorados.
-Su estudio permitirá conocer los mecanismos de diferenciación y
especialización celular.
-Pueden utilizarse para experimentar nuevos medicamentos en diferentes tipos
de tejidos.
-Podrían ser empleadas para el tratamiento y curación de varias enfermedades.
Entre las aplicaciones de la ingeniería genética más sobresalientes destaca la
elaboración de productos farmacéuticos:
-Anticuerpos monoclonales: son proteínas capaces de reconocer sustancias
extrañas en la sangre y en los tejidos humanos. Son útiles en la detección de
enfermedades y se experimenta su uso en el tratamiento de algunos cánceres.
-Hormonas como la insulina humana y la hormona de crecimiento.
-Vacunas: algunas vacunas se obtienen de forma no tradicional con técnicas
de ingeniería genética, como de la hepatitis B, la rabia, cólera, etc.