Ingeniería genética y Biotecnología
Biotecnología

Campo de la Biología que utilización los seres vivos para
obtener productos útiles al ser humano

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Biotecnología tradicional
Biotecnología

Tecnología del
ADN
recombinante
(década 70)

Utilización de los seres vivos para
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Tecnología del ADN recombinante

http://www.youtube.com/watch?v=_Q0ScibrEns
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1. Identificar un carácter deseab...
Enzimas de restricción
1. Endonucleasas que cortan el ADN por una secuencia (siempre la
misma) corta y conocida.
2. Las se...
ADN recombinante
Clonación de ADN
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Clonación de los fragmentos de ADN
1. Inserción de genes marcadores en el
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Reacción en cadena de la
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Es una técnica que permite duplicar un número ilimitado de veces un
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Aplicaciones de la PCR

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• ADN antiguos (mamuts, momias, fósiles…
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Biotecnología tradicional
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Ingeniería genética
Si hay modificación de genes
Medicina
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• Medicina forense y pruebas de paternidad.
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Síntesis de los ADN
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Los seres humanos difieren en un 0.1% del
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Estas diferencias están localizadas en regiones
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Agricultura y Ganadería
• Organismos transgénicos:
• Obtención de órganos.
• “Fábricas” de medicamentos.

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Clonación
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• Bioadsorción
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Bioadsorción
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Ingeniería genética y biotecnologia

  1. 1. Ingeniería genética y Biotecnología
  2. 2. Biotecnología Campo de la Biología que utilización los seres vivos para obtener productos útiles al ser humano Ingeniería genética Conjunto de técnicas, nacidas de la Biología molecular, que permiten manipular el genoma de un ser vivo.
  3. 3. Biotecnología tradicional Biotecnología Tecnología del ADN recombinante (década 70) Utilización de los seres vivos para Utilización de los seres vivos para obtener productos útiles al ser obtener productos útiles al ser humano humano Alimentos: pan, productos Alimentos: pan, productos lácteos,… lácteos,… Medicamentos: vacunas, Medicamentos: vacunas, Biotecnología actual Ingeniería genética Animales yyplantas Animales plantas transgénicas transgénicas Si hay modificación de genes antibióticos,… antibióticos,… Bebidas: bebidas alcohólicas Bebidas: bebidas alcohólicas No hay modificación de genes
  4. 4. Tecnología del ADN recombinante http://www.youtube.com/watch?v=_Q0ScibrEns
  5. 5. Podemos entonces generalizar los pasos de la ingeniería genética de la siguiente manera: 1. Identificar un carácter deseable en el organismo de origen. 2. Encontrar el gen responsable del carácter deseado (gen de interés). En este proceso se necesita una clonación del gen deseado (clonación génica). 3. Combinar dicho gen con otros elementos necesarios (vector) para que éste sea funcional en el organismo receptor. 4. Transferir el gen de interés, previamente introducido en el vector adecuado, al organismo receptor. 5. Crecer y reproducir el organismo receptor, supuestamente modificado. 6. Seleccionar los organismos receptores que han asimilado el gen deseado.
  6. 6. Enzimas de restricción 1. Endonucleasas que cortan el ADN por una secuencia (siempre la misma) corta y conocida. 2. Las secuencias de corte son palindrómicas 3. El corte puede ser: o Liso o Escalonado (extremos cohesivos o pegajosos) Posteriormente, los fragmentos de distintos ADN cortados con la misma enzima se podrán unir mediante otro enzima, una ADN ligasa
  7. 7. ADN recombinante
  8. 8. Clonación de ADN En ingeniería genética se entiende por clonación la obtención de múltiples copias de un gen específico o de un fragmento de ADN en el interior de un organismo hospedador. Estos organismos deben cumplir las siguientes características: 1.Crecimiento rápido 2.No debe ser patógeno 3.Debe favorecer la entrada del transgén 4.Debe ser muy bien conocido 5.Debe ser fácilmente manipulable Escherichia coli
  9. 9. Vectores de clonación • • • Son moléculas transportadoras que transfieren y replican fragmentos de ADN que llevan insertados. Debe ser capaz de replicarse junto con el fragmento de ADN que transporta. Tiene que tener secuencias de reconocimiento que permitan la inserción del fragmento de ADN a clonar. Para insertar un fragmento de ADN al vector, se utiliza una enzima de restricción, y se mezcla con fragmentos de ADN producidos con la misma enzima. Tipos de vectores de clonación • • • • • • Plásmidos Virus bacteriófagos Cósmidos YAC’s (cromosomas artificiales de levadura) Cromosomas artificiales de bacterias (BAC’s) Cromosomas artificiales humanos
  10. 10. Clonación de los fragmentos de ADN 1. Inserción de genes marcadores en el vector (plásmido o lo que sea). Generalmente de resistencia a antibióticos 2. Se cortan el ADN humano y el vector con el mismo plásmido. 3. Se mezclan los fragmentos. 4. Obtención de plásmidos recombinantes. 5. Se juntan los plásmidos con bacterias. 6. Incorporación de los plásmidos por transformación bacteriana. 7. Cultivo de bacterias en presencia de un antibiótico. 8. Las bacterias que no han incorporado el plásmido mueren (no son resistentes).
  11. 11. Reacción en cadena de la polimerasa (PCR) Es una técnica que permite duplicar un número ilimitado de veces un fragmento de ADN en un tubo de ensayo. Mediante esta técnica pueden generarse millones de moléculas idénticas, a partir de una molécula de ADN y además en muy poco tiempo. La reacción es un proceso cíclico: 1.La molécula de ADN que va a copiarse se calienta para que se desnaturalice y se separe las dos hebras. 2.Cada una de las hebras es copiada por la ADNpolimerasa. (Se utiliza la ADN-polimerasa de una bacteria que vive en aguas termales, Thermus aquaticus, así la enzima puede trabajar a altas temperaturas). 3.Las cadenas recién formadas son separadas de nuevo por el calor y comienza otro nuevo ciclo de copias.
  12. 12. Aplicaciones de la PCR Amplificación de: • ADN antiguos (mamuts, momias, fósiles… •ADN obtenidos de la escena de un crimen (medicina forense). •ADN de células embrionarias (diagnostico prenatal de trastornos genéticos) •ADN de genes virales (en células infectadas por virus difíciles de detectar, como el VIH) Animación de la PCR: http://www.maxanim.com/genetics/PCR/pcr.swf
  13. 13. Biotecnología tradicional Utilización de los seres vivos para obtener Utilización de los seres vivos para obtener productos útiles al ser humano productos útiles al ser humano No hay modificación de genes Los individuos que se utilizan han sido escogidos mediante técnicas de selección artificial, esto quiere decir que el hombre ha potenciado el desarrollo de estos organismos por el beneficio que le proporcionan. Ganadería yy Ganadería Agricultura Agricultura Conservación del Conservación del medio ambiente medio ambiente Industria Alimentaria Industria Alimentaria Industria Industria Farmacéutica Farmacéutica
  14. 14. Biotecnología actual Ingeniería genética Si hay modificación de genes
  15. 15. Medicina • Investigación y diagnóstico de enfermedades. • Medicina forense y pruebas de paternidad. • Estudios históricos y arqueológicos. • Producción de medicamentos: vacunas, antibióticos, otros (insulina),… • Curación de enfermedades: Terapia génica
  16. 16. 1. 2. 3. 4. 5. 6. Secuencia de la proteína (insulina) Síntesis de los ADN Obtención de plásmidos recombinantes con los genes para formar las dos cadenas de la insulina. Expresión en E. coli Purificación y procesado químico Obtención de insulina activa
  17. 17. 1. 2. 3. 4. 5. 6. Los seres humanos difieren en un 0.1% del genoma. Estas diferencias están localizadas en regiones cromosómicas concretas. Estas zonas se usan como marcadores genéticos Con la identificación de los marcadores se hace la huella genética (método de Southern blot) La comparación de huellas genéticas permite resolver casos policiales y de paternidad. A veces es útil en caso de estudios históricos y arqueológicos.
  18. 18. Agricultura y Ganadería • Organismos transgénicos: • Obtención de órganos. • “Fábricas” de medicamentos. Actualmente también se utilizan como “fábricas” para obtener medicamentos, órganos, …. Organismos transgénicos Organismos transgénicos Resistencia aa Resistencia herbicidas herbicidas Mejora del Mejora del producto producto Se introduce un gen de Se introduce un gen de E. coli que permite E. coli que permite usar mayores usar mayores concentraciones de concentraciones de herbicidas sin dañar aa herbicidas sin dañar la planta de interés, yy la planta de interés, eliminando malas eliminando malas hierbas. hierbas. Se mejora el valor Se mejora el valor nutricional del nutricional del producto, por ejemplo producto, por ejemplo añadiendo betaañadiendo betacaroteno al arroz caroteno al arroz Plantas Plantas farmacéuticas farmacéuticas Las plantas producen Las plantas producen sustancias medicinales, sustancias medicinales, vacunas o anticuerpos vacunas o anticuerpos (planticuerpos). (planticuerpos).
  19. 19. Agricultura y Ganadería • Organismos transgénicos: • Obtención de órganos. • “Fábricas” de medicamentos. MEJORA DE MEJORA DE RAZAS RAZAS PRODUCCIÓN DE PRODUCCIÓN DE MEDICAMENTOS MEDICAMENTOS Obtener razas mas Obtener razas mas resistentes, mas resistentes, mas productivas, con productivas, con mayor desarrollo, mayor desarrollo, resistentes aa resistentes condiciones más condiciones más difíciles difíciles Se usan animales Se usan animales transgénicos. transgénicos. Se pueden obtener Se pueden obtener sustancias de interés sustancias de interés como proteínas como proteínas humanas para combatir humanas para combatir enfermedades: enfermedades: Enfisema hereditario Enfisema hereditario Factores de coagulación Factores de coagulación ESTUDIO DE ESTUDIO DE ENFERMEDADES ENFERMEDADES HUMANAS HUMANAS Se estudia la expresión Se estudia la expresión de genes humanos en de genes humanos en organismos organismos transgénicos transgénicos
  20. 20. Clonación Clonación Consiste en obtener individuos genéticamente iguales que el de partida, el cual tiene las características que me interesa.
  21. 21. Medio ambiente • Biorremediación • Bioadsorción • Biolixiviación Biorremediación Biorremediación Bioadsorción Bioadsorción Biolixiviación Biolixiviación Uso de bacterias Uso de bacterias modificadas para modificadas para degradar materia degradar materia orgánica (petróleo) orgánica (petróleo) Fijación de metales Fijación de metales pesados aala superficie pesados la superficie de la célula para de la célula para limpieza de suelos limpieza de suelos Obtención de metales Obtención de metales aapartir de minerales partir de minerales de baja ley de baja ley
  22. 22. MÉTODO DE SOUTHERN BLOT
  1. A particular slide catching your eye?

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