ADN e Ingeniería genética

IES LAS VIÑAS
MANILVA. MÁLAGA.
CMC. Susana Serradilla
EL ADN
y la INGENIERÍA GENÉTICA
EL GENOMA HUMANO
GENOMA: Conjunto de genes de un ser
vivo.
 GENOMA HUMANO: Conjunto de genes de
la especie humana
 PROYECTO GENOMA HUMANO (PGH)
Proyecto para conocer la secuencia de
nucleótidos del genoma humano

PROYECTO GENOMA HUMANO
CENTRO NACIONAL PARA LA
INVESTIGACIÓN DEL GENOMA
EEUU, 1989
James D. Watson
“Tarea arriesgada
y emocionante”
“Uno de los mayores
proyectos de
investigación”
CONSORCIO PÚBLICO
Reino Unido, Francia, Alemania, China,
Japón. 1990
1992
Dimisión
de Watson
Sustitución por Francis Collins
PROYECTO GENOMA HUMANO
26 junio 200O Borradores Genoma
Humano: Consorcio Público y
Celera y 14 abril de 2003 se
convierte en propiedad pública y
patrimonio de la humanidad
FEBRERO
2001
PROYECTO GENOMA HUMANO

OBJETIVOS:
Obtener el mapa de los genes. Identificar y
localizar el conjunto de todos los genes en la
molécula de ADN humano.
 Hallar la secuenciación de todas las bases
químicas de los nucleótidos. Determinar las
posiciones relativas de las bases químicas del
ADN

PROYECTO GENOMA HUMANO

OBJETIVOS:
El PGH contempla la secuenciación de
genomas de otros organismos más sencillos
 Almacenar la información en bancos de datos
disponibles para toda la humanidad.
 Desarrollar nuevas tecnologías aplicables a la
secuenciación.
 Suscitar debate ético, moral y social.

PROYECTO GENOMA HUMANO

CONCLUSIONES:

Número de genes humanos inferior al previsible
 20.000
a 25.000 genes
 Más del 40% de los genes no tiene función conocida

Los seres humanos somos idénticos en un
99.9%
 Nos
diferenciamos en unos 3 millones de nucleótidos
de los más de 3000 millones que componen el
genoma
 Coincidencia mosca-humano 80%, chimpancé –
humano 96%
PROYECTO GENOMA HUMANO

CONCLUSIONES:
Un gen no codifica sólo la síntesis de una
proteína sino muchas.
 Parte de la cadena de ADN no está formada por
genes. El ADN no codificante (INTRONES) es
la mayor parte del genoma (ADN basura)
 No es necesariamente cierto que a más
genes/nucleótidos mayor complejidad

PROYECTO GENOMA HUMANO

¿Tiene alguna función el ADN basura?
Se cree que regula la
expresión diferencial de los
genes
Septiembre 2008 (Universidad de Yale) descubren secuencia
de ADN basura responsable de que los humanos hayan
desarrollado capacidad manipulativa
INGENIERIA GENÉTICA
BIOTECNOLOGÍA
MANIPULANDO LOS GENES

INGENIERÍA GENÉTICA

Conjunto de técnicas que permiten manipular
los genes de un ser vivo
MANIPULANDO LOS GENES

BIOTECNOLOGÍA

Ciencia que integra las
ciencias naturales y la
ingeniería con objeto de
aplicar los organismos,
las células, parte de ellas
y sus moléculas en el
desarrollo de productos y
servicios útiles para el ser
humano.
MANIPULANDO LOS GENES
TÉCNICAS DE
INGENIERÍA
GENÉTICA
MANIPULANDO LOS GENES

TÉCNICAS DE LA INGENIERÍA GENÉTICA
1.
TECNOLOGÍA DEL ADN RECOMBINANTE
Técnica que permite cortar la molécula de
ADN de un organismo en múltiples trozos y
aislar alguno de los fragmentos obtenidos,
para mediante un vector, introducirlo en un
organismo distinto.
MANIPULANDO LOS GENES
1.
-
-
TECNOLOGÍA DEL ADN RECOMBINANTE
La técnica se realiza a través de las ENZIMAS DE
RESTRICCIÓN.
Cada enzima reconoce una secuencia específica de
nucleótidos y corta en un punto determinado cada
una de las cadenas de ADN
Los extremos libres se denominan EXTREMOS
PEGAJOSOS, porque pueden unirse a otros
fragmentos de ADN que hayan sido cortados por la
misma enzima de restricción
MANIPULANDO LOS GENES
TÉCNICAS DE SECUENCIACIÓN DEL ADN
2.
-
-
Permiten averiguar el orden de los nucleótidos
que forman parte, no sólo de un gen concreto,
sino también de los que forman el genoma
completo de un organismo.
Sintetizados en el laboratorio, puedo aislarlos,
modificarlos y transferirlos a otras células. Se
realiza mediante reacciones enzimáticas en las
que interviene un CEBADOR
MANIPULANDO LOS GENES
TÉCNICAS DE SECUENCIACIÓN DEL ADN
2.
-
-
Permiten averiguar el orden de los nucleótidos
que forman parte, no sólo de un gen concreto,
sino también de los que forman el genoma
completo de un organismo.
Sintetizados en el laboratorio, puedo aislarlos,
modificarlos y transferirlos a otras células. Se
realiza mediante reacciones enzimáticas en las
que interviene un CEBADOR
MANIPULANDO LOS GENES
TÉCNICAS DE SECUENCIACIÓN DEL ADN
MANIPULANDO LOS GENES
3.
-
REACCIÓN EN CADENA
DE LA POLIMERASA
Técnica in vitro que
permite obtener de
forma muy rápida un
elevado número de
copias de un fragmento
pequeño de ADN
APLICACIONES DE LA
INGENIERÍA GENÉTICA

MEDICINA
Diagnóstico de enfermedades
 Producción de medicamentos
 Estudios forenses
 Terapia génica

APLICACIONES DE LA
INGENIERÍA GENÉTICA

AGRICULTURA
Utilización de plantas transgénicas como
“fábricas” de medicamentos
 Obtención de plantas resistentes

APLICACIONES DE LA
INGENIERÍA GENÉTICA

GANADERÍA
Mejora en el rendimiento de explotaciones
ganaderas
 Utilización de animales transgénicos para
xenotransplantes
 Clonación terapéutica y reproductiva

APLICACIONES DE LA
INGENIERÍA GENÉTICA

MEDIO AMBIENTE

Biorremediación
NUEVAS DISCIPLINAS SURGIDAS DE LA
INGENIERÍA GENÉTICA

GENÓMICA


Rama de la genética que estudia el genoma
completo de un organismo tanto desde el punto
de vista estructural como de funcionamiento
PROTEÓMICA

Estudia desde el punto de vista estructural y
funcional todas las proteínas codificadas por un
genoma concreto
NUEVAS DISCIPLINAS SURGIDAS DE LA
INGENIERÍA GENÉTICA

FARMACOGENÉTICA

Estudia el mecanismo de acción de los
fármacos en el organismo según el individuo.
Persigue la fabricación de medicamentos
personalizados mediante el estudio de las
bases genéticas que provocan distintas
reacciones a los fármacos
ANIMALES Y PLANTAS
TRANSGÉNICOS
ANIMALES Y PLANTAS
TRANSGÉNICOS

Los organismos transgénicos
son animales o plantas con
genes procedentes de otro
organismo, adquiriendo
características que no posee la
especie original (resistencia a
plagas, mayor tiempo de
conservación, mayor
productividad, crecimiento
rápido…)
ANIMALES Y PLANTAS
TRANSGÉNICOS

Mediante la biotecnología y la mejora
genética se han obtenido:
Bacterias superdegradadoras de manchas de
petróleo.
 Bacterias productoras de plásticos
biodegradables
 Plantas con resistencia a insectos productores
de plagas

ANIMALES Y PLANTAS
TRANSGÉNICOS

VENTAJAS




Obtención de alimentos más
baratos al aumentar la
productividad
de
los
cultivos(mayor tiempo de
conservación, resistencia a
los herbicidas, a plagas..).
¿Reducción del hambre en el
mundo?
Obtención de alimentos más
nutritivos
y
alimentos
funcionales. (“arroz” dorado
para paliar el déficit de
vitamina A)
Plantas farmacéuticas.

INCONVENIENTES
 ¿Qué efectos puede tener para
la salud humana el consumo de
organismos transgénicos?
 ¿Existen controles suficientes
para evitar que el ADN
transgénico sea perjudicial para
la salud?
 ¿Se incrementarán el número
de alergias?
 ¿Ocasionarán
problemas
medioambientales?
 ¿Los
insectos también se
adaptarán a los transgénicos?
ANIMALES Y PLANTAS
TRANSGÉNICOS
ANIMALES Y PLANTAS
TRANSGÉNICOS
CLONACIÓN
La clonación es un proceso
por el que se producen
organismos genéticamente
idénticos entre sí e idénticos
al organismo original del
que proceden.
Clonar organismos es obtener uno o
varios individuos a partir de una célula
somática o de un núcleo de otro
individuo, de modo que los individuos
clonados son iguales o casi idénticos
al original
CLONACIÓN

En animales la clonación terapéutica consiste en
la creación de embriones por clonación para
utilizarlos como materia prima en distintas
terapias, mientras que la clonación reproductiva
persigue conseguir animales genéticamente
iguales a otros, a partir de una célula adulta.

La clonación reproductiva mediante transferencia
nuclear es el método más utilizado.
CLONACIÓN
En ingeniería genética,
clonar es aislar una
secuencia de ADN y
obtener múltiples
copias de ella, sin
embargo, Dolly no es
producto de la
ingeniería genética
DOLLY (1996 -2003)
Envejecimiento
prematuro
CLONACIÓN

Dolly carece de padre y es el producto de
tres “madres.
CLONACIÓN
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Se obtiene una célula somática del individuo que se
quiere clonar.
Se extrae un óvulo de una hembra donante y se elimina el
núcleo
Se reemplaza este núcleo por el de la célula somática.
Se desarrolla la “célula creada” hasta formar un embrión.
Se implanta en el útero de una hembra de la misma
especie, donde culmina su desarrollo.
La descendencia es genéticamente igual que el donante
de la célula somática
TERAPIA GÉNICA

“Técnica terapéutica mediante la cual se
inserta un gen funcional en las células de un
paciente humano para corregir un defecto
genético o para dotar a las células de una
nueva función” Juan Ramón Lacadena.

Se utiliza para curar enfermedades
hereditarias o adquiridas
TERAPIA GÉNICA






La enfermedad está causada por una anomalía génica
La enfermedad debe estar provocada por un gen recesivo
Localización del “gen” defectuoso
Posibilidad de clonar el gen “normal” no defectuoso
Introducción del gen en el organismo técnicamente posible
Expresión correcta del gen sin reacciones adversas
TERAPIA GÉNICA
CÉLULAS
SOMÁTICAS
NO descendencia
TERAPIA
GÉNICA
CÉLULAS
GERMINALES
Problemas
éticos
SI descendencia
TERAPIA GÉNICA en
células somáticas
• Ex vivo Se extrae la célula del
paciente, se corrige el defecto
genético en el laboratorio y se
reintegra al individuo
• In vivo La transferencia de los
genes terapéuticos se realiza
directamente al paciente
mediante un vector
• In situ se realiza directamente
en las células del paciente,
introduciendo los genes
funcionales en el órgano
afectado
TERAPIA GÉNICA


Se utilizó por primera vez en 1990.
“Niños burbuja”
Síndrome de inmunodeficiencia
combinada severa (SCID)
Deficiencia en la enzima adenosín
desaminasa que conduce a un
desarrollo incorrecto de los
linfocitos T y B (infecciones graves
y frecuentes a partir del primer año
de vida)
IMPLICACIONES DE
LA INGENIERÍA
GENÉTICA
Bioética
BIOÉTICA
Aplicación de la
ética a las ciencias
de la vida (1970)
 Licitud o ilicitud
moral de las
intervenciones
sobre los seres
vivos

BIOÉTICA
El criterio ético que inspira la bioética es la
dignidad del ser humano
El dios Jano
Ventajas e
inconvenientes de la
ingeniería genética
No todo lo que puede hacerse, debe
hacerse.
BIOÉTICA
¿Es lícito que las
empresas pidan a sus
trabajadores un
perfil genético’
¿Es lícito que los
genes
se puedan patentar?
¿Qué pasaría si
los organismos
transgénicos se cruzan
con especies silvestres
o cultivadas?
¿Qué efectos sobre
la salud tiene el
consumo
de los
alimentos transgénicos?
EUGENESIA
Define la
mejora de los
rasgos
hereditarios
humanos
EUGENESIA
Técnicamente no es posible la eugenesia
positiva (mejorar los caracteres biológicos)
 La eugenesia negativa va encaminada a:

La no reproducción de las personas con taras
 Eliminar los embriones generados in vitro que
posean defectos o predisposición a tenerlos
 Eliminar (aborto) fetos con taras

BIOÉTICA

Declaración Universal sobre el Genoma
Humano. UNESCO 11 de septiembre de
1977. Trata cuestiones éticas relacionadas
con las ciencias de la vida y la metodología
aplicada al ser humano.
BIOÉTICA

Ley de Investigación Biomédica.
España.2007.
Prohíbe la creación de embriones y
preembriones humanos con fines
exclusivamente de experimentación.
 Permite la clonación con fines terapéuticos pero
prohíbe la clonación humana reproductiva
 Regula la realización de análisis genéticos

INGENIERÍA GENÉTICA