INTRODUCCION


       Todo organismo, aún el más simple, contiene una enorme cantidad de
información. Esa información le p...
DESARROLLO


      El ácido desoxirribonucleico es una macromolécula orgánica compuesta
por dos cadenas de polinucleótidos...
por consiguiente, la aparición de la ingeniería genética molecular. En la
ingeniería genética se busca el conocimiento de ...
organismo, para luego introducirla en una célula y hacerla replicarse allí, por sí
misma, o después de haberse integrado e...
5. IDENTIFICACIÓN DE LAS CÉLULA CON EL ADN RECOMBINANTE. Muchos
       de estos plásmidos poseen genes que otorgan resiste...
•   La utilización de las bacterias de Escherichia Coli en la obtención de
                Somatotropina Bovina, una hormo...
•   Alteración genética de los organismos fermentadores de productos
              como la cerveza, para lograr nuevas cla...
•   Algunos xenobióticos pueden actuar como mutágenos pueden
              haciendo que el ADN desnudo se escape o se libe...
CONCLUSIONES


    De este trabajo se logran extraer las siguientes conclusiones:


     A. La técnica del ADN recombinant...
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Trabajo Escrito Adn Recombinante

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  1. 1. INTRODUCCION Todo organismo, aún el más simple, contiene una enorme cantidad de información. Esa información le permite tener características que lo diferencien de otros individuos. Como se sabe, todas esas características están ubicadas en un conjunto de moléculas orgánicas de gran tamaño llamadas ácidos nucleicos. En cada una de las células de un organismo encontramos dos moléculas de este tipo: el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN). Ambos tienen propiedades y funciones muy diferentes en la maquinaria de la vida. Pero es el ADN el que lleva la batuta de la transmisión de información genética de los padres a los hijos, llamada herencia. La genética es la rama de la biología encargada del estudio de la herencia. Luego de los estudios hechos por el Padre de la genética, Gregor Mendel, en esta rama de la biología se desarrollaron técnicas que darían lugar a lo que hoy día se conoce como ingeniería genética y nueva biotecnología. Con estas técnicas se han podido desarrollar una diversidad de investigaciones de notable importancia médica, farmacéutica, agrícola y ecológica. En el 1917 se utilizó, por primera vez, el termino Biotecnología. Ésta se define como un conjunto de técnicas que utilizan organismos vivos o genes de éstos, para producir o modificar un producto. Dentro de la biotecnología incluimos la ingeniería genética. Desde principios de siglo XX, la ingeniería genética ha experimentado notables avances en la manipulación y el control de la herencia. Uno de los principales descubrimientos en este campo ha sido la técnica del ADN recombinante o ADNr, la cual ha permitido un notable avance en diferentes campos de aplicación de la ciencia. Este trabajo se concentrará en la importancia y aplicaciones de este método por medio de una exhaustiva investigación bibliográfica, con el objetivo de lograr un aprendizaje verdaderamente significativo acerca de los agigantados pasos con que avanza la ciencia en nuestros días.
  2. 2. DESARROLLO El ácido desoxirribonucleico es una macromolécula orgánica compuesta por dos cadenas de polinucleótidos enrolladas en forma de doble hélice (más o menos como un colocho). Esta molécula se encuentra principalmente en los núcleos de las células y tiene la función de regular todo lo que pasa en la célula y mantener las características hereditarias del ser vivo. El ADN está conformado por nucleótidos que a su vez tienen tres componentes principales: un grupo fosfato, un azúcar (desoxirribosa, de seis carbonos y una base nitrogenada, que puede ser cualquiera de las siguientes cuatro sustancias: adenina, guanina, citosina y timina. Estas bases tienen unas reglas de combinación que solo permiten la unión de la adenina con la timina y la guanina con la citosina. Sin embargo, estas dos combinaciones dan lugar como en un alfabeto, o mejor dicho, como en la clave morse; a una increíble cantidad de información, la cual incluso permite que una bacteria sea tan diferente de una planta o un mamífero. El ADN a su vez tiende a enrollarse formando estructuras llamadas cromosomas, en unión con proteínas y alguna cantidad de ARN. Estos cromosomas están divididos en unidades llamadas genes, las cuales se encargan de la codificación de las características de los seres vivos. Los defectos de los genes pueden causar malfuncionamientos en el metabolismo del cuerpo, y es el origen de muchas enfermedades genéticas. Como es posible deducir de lo anteriormente expuesto, un control sobre la transmisión de la información genética nos permitiría la erradicación de una gran variedad de enfermedades que tienen origen genético. Es por este supuesto que, a nivel mundial, la comunidad científica ha sido partícipe del desarrollo de una rama de la biotecnología conocida como ingeniería genética. La ingeniería genética puede definirse como "La manipulación deliberada de la información genética". Con el descubrimiento de la composición del material genético, en 1953, nace la biología molecular y con ello se inicia una nueva etapa en la historia de la biología. El año de 1970 marca otra etapa importante: el comienzo de la manipulación enzimática del material genético, y
  3. 3. por consiguiente, la aparición de la ingeniería genética molecular. En la ingeniería genética se busca el conocimiento de lo que significa cada uno de los genes en el mapa genético. La manipulación de genes a través de la ingeniera genética tiene un gran campo de acción. En las plantas ofrece la posibilidad de variar la expresión de genes específicos, que son importantes para un cierto proceso metabólico. Además, es posible aumentar o disminuir la manifestación de un determinado gen dependiendo de la necesidad. También es posible tomar una molécula de ADN de un organismo, sea un virus, una planta o una bacteria y llevarla al laboratorio para manipularla y ponerla de nuevo dentro de otro organismo. Por ejemplo, el gen para la insulina, que por lo general, sólo se encuentra en los animales superiores, se puede ahora introducir en células bacterianas mediante un plásmido o vector. Después, la bacteria puede reproducirse en grandes cantidades constituyendo una fuente abundante de la llamada insulina recombinante a un precio relativamente bajo. La producción de insulina recombinante no depende, entonces, del variable suministro pancreático animal. Otros usos de la ingeniería genética son el aumento de la resistencia de los cultivos a enfermedades, la producción de compuestos farmacéuticos en la leche de los animales, la elaboración de vacunas, y la alteración de las características del ganado. Existen muchos métodos para lograr todos estos avances como la transferencia de genes, ADN recombinante, activadores genéticos, clonación, hibridizaciones, electroforesis, reacción en cadena de la polimerasa entre otros. En el pasado se utilizaban en forma inconsciente los sistemas biológicos, pero hoy en día, no solamente se selecciona uno de esos sistemas, sino que se diseñan teniendo en mente la posibilidad de manejar la información genética e incorporarle la de otros organismos. Este trabajo se concentrará en uno de los sistemas más usados a nivel mundial: el ADN recombinante. Con este nombre se conoce a una gran variedad de técnicas que los biólogos moleculares utilizan para manipular las moléculas de ADN uniendo segmentos de ADN en un lugar fuera de la célula u
  4. 4. organismo, para luego introducirla en una célula y hacerla replicarse allí, por sí misma, o después de haberse integrado en un cromosoma celular. ADN recombinante es una molécula que proviene de la unión artificial de dos fragmentos de ADN. Por lo tanto, la tecnología de ADN recombinante es el conjunto de técnicas que permiten aislar un gen de un organismo, para su posterior manipulación e inserción en otro diferente. De esta manera podemos hacer que un organismo (animal, vegetal, bacteria, hongo) o un virus produzca una proteína que le sea totalmente extraña. El proceso para llevar a este método tiene lugar en los laboratorios, donde por lo general se sigue el siguiente: 1. OBTENENCIÓN EL ADN PASAJERO. Este ADN contiene el gen deseado. 2. PREPARACIÓN DEL ADN PASAJERO. A los dos extremos del fragmento de ADN pasajero se les coloca la secuencia de nucleótidos que reconocen la enzima de restricción (esta es una proteína que sabe dónde debe cortar una cadena de nucléotidos, para obtener una secuencia específica). 3. UNIÓN DEL ADN PASAJERO AL PLÁSMIDO O VECTOR. Para esto el plásmido, que es una molécula circular de ADN extra cromosómico (distinta del genoma bacterial) y tiene la capacidad de reproducirse autónomamente, debe tener una secuencia que reconozca la enzima de restricción que estamos usando. Se abre el plásmido con esta enzima y se le añade el ADN pasajero. Por la complementariedad de las bases nitrogenadas del ADN los extremos de uno se unirán al otro. El resultado es una molécula de ADN recombinante. 4. TRANSFORMACIÓN. Las moléculas recombinantes son introducidas a la célula huésped. Esto puede hacerse con un choque de temperatura o utilizando una pistola genética o por microinyección.
  5. 5. 5. IDENTIFICACIÓN DE LAS CÉLULA CON EL ADN RECOMBINANTE. Muchos de estos plásmidos poseen genes que otorgan resistencia a los antibióticos. Las bacterias suelen crecer en un medio de cultivo con antibióticos. De esta forma las células transformadas (que poseen el plásmido con el ADN recombinante) son las que sobreviven. Las que no poseen el plásmido modificado genéticamente mueren en presencia del antibiótico. 1 6. SEPARACIÓN. La colonia de células que contienen el gen de interés es escogida o separada del resto de las células, para que pueda multiplicarse. 7. RECUPERACIÓN: El ADN pasajero ha provocado que se produzca la sustancia deseada, así que se matan las células, se rompen sus membranas y se extrae la sustancia. 8. PURIFICACIÓN. Se eliminan los residuos celulares que podrían venir con la sustancia deseada, como proteínas, ADN, membranas, entre otras; para luego producir los preparados químicos finales con que se hará una vacuna, una medicina, o el producto final que se deseaba obtener para su uso o venta. ¿Pero qué nos permite el ADN recombinante? Nos permite obtener muchas sustancias que tienen su origen en códigos genéticos específicos, en cantidades comerciales y a un bajo costo, utilizando individuos de una esecie no habituada a la elaboración de tal producto. Algunos ejemplos de su uso son: 1 Los plásmidos llevan consigo genes que transmiten particularidades fenotípicas a las bacterias que los contienen, como la resistencia a los antibióticos. El plásmido pBR 322 es el más ampliamente usado, es de pequeñas dimensiones y lleva los genes para la resistencia a los antibióticos ampicilina (amp) y tetraciclina (tet).
  6. 6. • La utilización de las bacterias de Escherichia Coli en la obtención de Somatotropina Bovina, una hormona producida en la glándula pituitaria de las vacas que alarga el período de producción máxima de leche en las reses, estimulando la producción de leche desde tres hasta seis litros, si se sigue un ciclo de inyecciones subcutáneas. • La obtención de la insulina recombinante en forma masiva y más barata que si se obtuviera de la producción pancreática de un animal, al introducir un gen productor de esa hormona en una bacteria. • Producción de medicinas con origen en agentes biológicos obtenidos por recombinación del ADN para el tratamiento de enfermedades de origen auto inmune. Estos agentes permiten retardar la acción de un sistema inmunológico demasiado activo y así evitar la destrucción de tejidos. De esta forma se logra tratar enfermedades como psoriasis, varios tipos de artritis, enfermedad granulomatosa crónica, osteoporosis y esclerosis múltiple, entre otras; con menos efectos secundarios que con un tratamiento químico.2 • Producción de somatotropina humana. 2 Los tratamientos basados en agentes biológicos no son totalmente libres de efectos secundarios, pues pueden generar síntomas similares a la gripe (fiebre, escalofríos y dolor muscular y articular), pérdida de apetito,náusea y/o vómito, fatiga, enrojecimiento, sarpullido y/o dolor en el sitio de la inyección, dolor de cabeza, posible reacción alérgica a los anticuerpos que creados mediante la combinación de células de humano y de ratón, posible reactivación de infecciones latentes de tuberculosis con agentes anti-TNF (los agentes anti- TNF suprimen a un tipo particular de célula inmunológica, bloqueando de ese modo el proceso inflamatorio)
  7. 7. • Alteración genética de los organismos fermentadores de productos como la cerveza, para lograr nuevas clases de esta bebida. • Obtención del factor VII de la coagulación sanguínea, de una manera más rápida y segura, para el tratamiento de la hemofilia. Pero, ciertamente la técnica de recombinación del ADN, también tiene sus posibles efectos dañinos, pues al ser una técnica que manipula la información genética de los seres vivos, desata temores entre algunos. La mayoría de esos temores ha sido rechazada de plano por los especialistas, pero sin embargo todavía persisten algunas dudas sobre la seguridad de este método. Algunos doctores sostienen que el uso de la manipulación genética para la obtención de vacunas, es imprevisible y peligroso: "Desde un punto de vista ecológico y ambiental, muchas vacunas transgénicas vivas de primera generación son intrínsecamente impredecibles, y posiblemente peligrosas. No deberían ser utilizadas masivamente hasta tanto no se hayan aclarado una serie de problemas. Los riesgos y peligros están ciertamente más cerca del reino de lo posible, y por el Principio de Precaución deberían estar sujetos a medidas preventivas, no obstante, se actúa como si no existieran riesgos aduciendo que éstos no están apoyados por investigaciones experimentales o epidemiológicas. Pero esas investigaciones no se han llevado a cabo".3 Además de estas interrogantes sobre la imprevisibilidad de las vacunas transgénicas existen otras relacionadas con los problemas planteados por algunos contaminantes ambientales conocidos como xenobióticos. Los xenobióticos pueden tener dos posibles impactos en las vacunas basadas en ADN recombinante: 3 Terje Traavik, "Un huérfano de la ciencia: los riesgos ambientales de las vacunas transgénicas", departamento de Virología y Microbiología Médica de la Universidad de Troms, Noruega
  8. 8. • Algunos xenobióticos pueden actuar como mutágenos pueden haciendo que el ADN desnudo se escape o se libere con su secuencia o estructura cambiada, influyendo en la capacidad de células y organismos de asimilar ADN y facilitando el establecimiento a largo plazo en los ecosistemas de formas que son totalmente impredecibles. • Algunos xenobióticos pueden afectar la membrana celular y/o las funciones intracelulares de tal forma que podría pensarse que llegan a influir en la capacidad de las células de absorber y transferir ADN desnudo. Por ejemplo, los xenobióticos que imitan hormonas o afectan las condiciones de los sistemas de mamíferos, pueden cambiar las posibilidades tanto de asimilación como de establecimiento de ácidos nucleicos externos en animales y personas. Esto provocaría que una terapia basada en ADN recombinante termine en algo imprevisto. Otro de los riesgos que se corren, como con todo descubrimiento científico, es la mala utilización del método de recombinación de l ADN, ya sea intencionalmente o por descuido. Por citar un ejemplo de lo anteriormente expuesto: ¿Qué pasaría si un científico combinara los genes relacionados al cáncer con un virus como el de la influenza? A pesar de estas posibles situaciones, no se puede obviar que este método resulta bastante beneficioso para la humanidad, pues permite y permitirá la obtención de numerosos productos que mejorarán la vida por mucho tiempo. Incluso resulta seguro en cuanto a que las bacterias genéticamente modificadas son diseñadas para que no puedan sobrevivir fuera del laboratorio, por lo que si se liberan al medio ambiente mueren, pues son dependientes de las condiciones del laboratorio.
  9. 9. CONCLUSIONES De este trabajo se logran extraer las siguientes conclusiones: A. La técnica del ADN recombinante es una herramienta de la biotecnología moderna que permite el uso del ADN para la elaboración de sustancias que necesita la medicina. B. El ADN recombinante, o ADN recombinado, es una molécula de ADN formada por la unión de dos moléculas de diferente origen. C. Esta técnica tiene muchos beneficios, pues permite obtener ciertas proteínas a bajo costo. D. También tiene sus detractores que opinan que su uso no es cien por ciento seguro. E. Entre los peligros que se pueden enfrentar con está técnica está la contaminación con agentes xenobióticos, que pueden causar un desequilibrio en la molécula de ADN recombinante, comprometiendo el resultado del proceso.

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