UMSA-FACULTAD DE TECNOLOGÍA CARRERA QUÍMICA INDUSTRIAL Asignatura: BIOTECNOLOGÍA Docente: M.Sc. Lic. MMartinezL Apellidos y Nombres: Alcázar León Andrea C.I.9115921 Fecha de presentación:14-03-2022 PRÁCTICA N°2 Resumen introductorio. – • • • Introducción: La ciencia del siglo 21 se llama biotecnología y gracias a ella ya conocer el genoma vamos a poder diagnosticar enfermedades de forma precoz diseñar nuevos medicamentos y vacunas mejorar muchos de los productos que consumimos e incluso tratar la contaminación atmosférica o el cambio climático las herramientas que nos permiten manipular el ADN. Con estas herramientas vamos a poder cortar trozos de ADN o incluso va a ser nitrogenada también vamos a poder pegar los segmentos de ADN que hemos cortado. LAS ENZIMAS: son un tipo de proteínas que, aunque nuestro cuerpo las sintetiza también las podemos sintetizar de forma artificial en los laboratorios y que se usan de tijera serrucho o pegamento. o Técnicas De Manipulación Genética: ▪ Endonucleasas: éstas se unen al ADN y corta el nucleótido a nucleótido desde el extremo para así obtener nucleótidos aislados por otro lado la cortan el ácido nucleico en puntos intermedios es decir en mitad de la hebra produciendo fragmentos de ácidos nucleicos de diferentes tamaños por otro lado las enzimas de restricción irrestricta. ▪ Las Polimerasas: pueden unir nucleótidos a las cadenas de ADN o ARN pero lo podrán unir siempre que exista otra cadena que haga de molde o lo que lo mismo siempre y cuando haya otra cadena complementaria. ▪ Las Transferencias: también podrán añadir a un extremo de la RN o del ADN nucleótidos, pero en esta ocasión a las transferasas no le hace falta tener una cadena como molde, sino que unirá nucleótidos en el extremo de uno en uno. ▪ Las Ligasas: podrán unidos fragmentos de ADN o ARN completos una vez visto cómo podemos tratar y manipular el ADN vamos a ver algunas. o Técnicas De Biología Molecular: ❖ Hibridación De Ácidos Nucleicos Lo primero que tendremos que hacer es separar las dos hebras de ADN y por tanto romper los puentes de hidrógeno que las unen una vez que están abiertas para encontrar el gen que estamos buscando se añadirá una secuencia de ADN que es complementario a ese gen es de RN está unido a una proteína que tiene fluorescencia pudiendo encontrar posteriormente a través de una microscopía especial de fluorescencia los genes que están marcados. o Técnicas De Ingeniería Genética Que Nos Permiten Clonar • • • • • • • ✓ Vamos a poder clonar genes o células lo primero que vamos a ver es cómo clonar ADN y para qué queremos clonar ADN pues por ejemplo para producir en grandes cantidades ciertas proteínas seguro que os suena la insulina. ✓ Para la clonación de ADN se usan bacterias y antes tenemos que recordar que las bacterias aparte de tener su ADN bacteriano tenían unos pequeños fragmentos de ADN que se llamaba un plásmido estos plásmidos en el laboratorio se pueden modificar e introducir en la bacteria y aprovechar sus mecanismos de división para y asegurarnos tener muchas copias del CEN introducido en el laboratorio. ✓ Vamos a tener un plásmido bacteriano y un gen que queremos clonar imaginaros que es el gen de la insulina usando las enzimas de restricción más estrictas vamos a cortar el plásmido en un lugar deseado para después introducir el gen y que las enzimas ligas a unos los extremos y tengamos un plásmido recombinante ahora esté plasmado habrá que introducirlo dentro de las bacterias por diferentes técnicas. ✓ Como por ejemplo un choque térmico se pueden introducir en el interior de estas el problema es que no es 100% efectivo habrá algunas bacterias donde el plásmido se haya introducido y otras que no para ello esté plasmado. Clonar Un Gen Que Hace A Las Bacterias Que lo poseen resistentes a un antibiótico por tanto al sembrar las bacterias en un medio con este antibiótico sólo crecerá aquellas que han introducido el plásmido puesto que serán bacterias resistentes al antibiótico contienen el gen que deseamos clonar estas bacterias ahora van a ser mini fábricas de producción de insulina, se induce a que estas bacterias comiencen a expresar el gen o lo que es lo mismo empiecen a transcribir y a traducir a la proteína deseada. Una Vez Que Se Ha Producido La Proteína En Las Células Bacterianas: se romperán en el laboratorio para que la proteína puedan ser liberadas y esa proteína después debe ser purificada antes de poder usarse en humanos. Se necesita también un módulo donante como el material genético el ADN: está dentro del núcleo este se extrae de ambas células y el núcleo de la célula somática se insertaría dentro del óvulo de esta forma del óvulo quedaría fecundado de manera artificial después que este cigoto entre en fase embrionaria se implanta en una hembra de esa misma especie así de esta manera se genera un individuo clónico que es idéntico genéticamente al donante de núcleos mediante esta técnica se han contenido ovejas cerdos y ratones crónicos. A nivel humano la clonación está totalmente prohibida CLORACIÓN TERAPÉUTICA es el uso de células madre embrionarias las células madres son células capaces de renovarse constantemente dividirse y transformarse en algún tipo de célula adultas que ya sí que está mucho más especializada. En el futuro se especializarán en una función concreta por ejemplo formar el hueso formar un órgano concreto o forma en la piel; podrían ser utilizadas para regenerar tejidos en el tratamiento de enfermedades provocadas por un mal funcionamiento de ciertas células o la PCR: lo que hace es detectar si hay material genético del virus en la muestra del paciente y si lo hay como este material genético será muy escaso lo que hace a PCR es amplificar lo multiplicarlo y multiplicarlo para que así pueda ser detectado con aparato denominado termociclador. Lo primero que ocurre es que la temperatura aumenta mucho para separar las dos cadenas de ADN la temperatura romperá los puentes de hidrógeno que mantenían junta a ambas cadenas ahora él termociclador hace el proceso contrario baja mucho la temperatura enfriando así las cadenas y permitiendo que se unan a ella unos pequeños fragmentos llamados cebadores y complementarios a la zona del ADN que queremos clonar si en estos • • • • • cebadores los nuevos nucleótidos de adenina timina citosina y guanina no se van a poder empezar a unir para alargar la cadena complementaria ahora la ADN polimerasa va añadiendo los nucleótidos que son complementarios a la cadena molde de este modo se produce la síntesis de las cadenas complementarias con lo que se completa el primer ciclo de replicación este ciclo se repite una y otra vez de tal modo que el ADN se duplica de forma exponencial de una hebra tenemos dos de 24 de 4 8 de 8 16 32 64 para detectar bajos niveles de infección vírica como el caso del coronavirus muy sensible aunque tengas muy poca carga vírica en tu interior la PCR lo va a detectar ya que es capaz de multiplicarlo o Gracias a la secuenciación del genoma humano se ha conocido que compartimos el 99,9 por ciento del genoma entre los humanos y que lo que nos hace diferentes tan sólo es un 0.1 por ciento de nuestro ADN también se ha descubierto que los genes que realmente codifican proteínas sólo constituyen el 15 por ciento del genoma total actualmente se desconoce exactamente cuál es la función de ese 98 5% restante del ADN. La proteína que codifica y los defectos que en éstas se ha producido además saber esta secuencia nos permitirá desarrollar fármacos y tratamientos adecuados también permite el diagnóstico precoz de las enfermedades para su prevención o mejora de la calidad de vida eso también permite el diagnóstico de enfermedades en el vientre materno también ha permitido la obtención de vacunas a partir de la secuenciación y el aislamiento de los genes del patógeno Permite analizar muestras de ADN en el ámbito civil para la realización de pruebas de paternidad o la identificación de restos óseos o de personas desaparecidas en catástrofe o guerra asimismo como hemos dicho antes el análisis del ADN. Es determinante en la investigación criminal también se ha podido amplificar pequeñas fracciones de ADN ha permitido comprobar el grado de parentesco que tenemos con algunos simios como el chimpancés el descubrimiento del genoma la ingeniería genética el manipular organismos vivos o el aprovecharnos de los procesos que estos organismos realizan para la producción industrial. Aplicaciones De La Biotecnología En La Medicina En la elaboración de hormonas vacunas o antibióticos en todo lo que se refiere a la terapia génica o modificación de genes, así como todas las técnicas de reproducción asistida o diagnóstico prenatal. El uso de la biotecnología en aplicaciones agrícolas también ha progresado muy rápidamente en los últimos años sobre todo la modificación genética de plantas los objetivos suelen ser hacer plantas que sea mucho más resistente a herbicidas pesticidas insecticidas. La fruta o verdura más atractiva también se le introducen genes de hormonas que intervienen en la maduración de los frutos plantas o alimentos transgénicos y éstos también se han dado en el mundo animal para obtener animales que sean resistentes a determinadas condiciones ambientales o a diferentes enfermedades. La biotecnología también resulta muy útil para luchar contra algunos problemas medioambientales por ejemplo creando bacterias transgénicas que son capaces de eliminar los vertidos de hidrocarburos o los plásticos de los mares también se investiga la obtención de cultivos transgénicos como por ejemplo del marino de caña de azúcar diseñados para la producción de biocombustibles que sustituirán el diésel o la gasolina. La controversia de los organismos transgénicos ya que estos son organismos que sean modificados genéticamente es decir se ha tocado su código de barras y aún no se sabe si llegan a ser los desencadenantes de ciertas toxicidades o alergias o si planta modificada de forma transgénica van a ser especies invasoras en un futuro desplazando a las especies autóctonas porque ellas son más resistentes que las que normalmente. Problemas éticos es decir hasta dónde se puede llegar conociendo el genoma humano que puedo o que no puedo experimentar con el que está permitido y qué no quizás esto suena ciencia ficción, pero imaginar que llevarse en nuestro DNI nuestro genoma y ese genoma informará de que de mayor vamos a padecer una enfermedad que es incurable creéis que seríamos menos aptos de que nos contratarán en un trabajo u otro porque ya es nuestro DNI. Los costes de ingeniería genética y biotecnología son muy elevados y no permite que todos los países o todas las unidades puedan beneficiarse de estas técnicas además seguro que llegará el día que el tratamiento de terapia génica dejará de ser un tratamiento experimental para convertirse en una técnica utilizada en el día a día. CUADRO SINOPTICO Endonucleasas Introducción Polimerasas Las Enzimas Técnicas De Manipulación Genética Transferencias Técnicas De Biología Molecular Ligasas Hibridación De Ácidos Nucleicos Técnicas De Ingeniería Genética Que Nos Permiten Clonar Ingeniería de la Biotecnología Clonación de genes o células Clonar Un Gen Que Hace A Las Bacterias Cloración Terapéutica La elaboración de hormonas vacunas o antibióticos La PCR Modificación genética de plantas Aplicaciones De La Biotecnología En La Medicina La fruta o verdura más atractiva Creación de bacterias transgénicas que son capaces de eliminar los vertidos de hidrocarburos
