La ingeniería genética en resumen

1. Ingeniería genética
Se puede definir como la formación in vitro de nuevas
combinaciones de material genético, por medio de la inserción
de un ADN de interés en un vehículo genético (vector), de
modo que tras su introducción en un organismo huésped, el
ADN híbrido (recombinante) se pueda multiplicar, propagar, y
eventualmente expresarse.
Lo que se pretende mediante la ingeniería
genética es lograr ciertos fines tanto en la
ciencia pura como en la aplicada
(producción
microbiana
de
productos,
plantas
y
animales
transgénicos, nuevos diagnósticos).
Eduardo Gómez
Tema 4: La revolución genética
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2. ADN recombinante
El ADN recombinante es aquel que tiene fragmentos de distinta
procedencia.
De forma natural existen ADN recombinantes, cuando los
virus insertan su ADN en el ADN de la célula huésped.
Se pensó hacer lo mismo de manera artificial en el
laboratorio utilizando enzimas de restricción.
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3. Enzimas de restricción
1. Estas enzimas, procedentes de bacterias, tienen la
capacidad de reconocer una secuencia determinada de
nucleótidos y extraerla del resto de la cadena.
2. Esta secuencia puede volver a colocarse con la ayuda de
otra clase de enzimas, las ligasas.
3. La enzima de restricción actúa como una "tijera de ADN", y
la ligasa en el "pegamento". Por lo tanto, es posible quitar
un gen de la cadena principal y en su lugar colocar otro.
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4. Vectores génicos
Son elementos móviles, en los
que se inserta el gen a transferir.
Son fácilmente manipulables y
pueden transferirse hasta la
célula huésped para obtener las
células transgénicas.
Los principales vectores utilizados son:
1.
2.
3.
4.
Eduardo Gómez
Plásmidos
Bacteriófagos
Cósmidos
Cromosomas artificiales de levaduras (YAC)
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5. Eduardo Gómez
Tema 4: La revolución genética
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6. Amplificación del ADN
El estudio y manipulación del ADN requiere muchas
copias de los fragmentos de ADN que se quieren
estudiar.
El método clásico de obtención de copias era la
clonación mediante bacterias. Era un proceso lento y
costoso.
En 1983, Mullis diseño un mecanismo para obtener
múltiples copias de forma mucho más sencilla. Este
método denominado PCR (Polimerasa Chain
Reaction) ha sido determinante en multiples areas del
conocimiento que utilizan ADN
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7. PCR
Eduardo Gómez
Tema 4: La revolución genética
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8. Clonación
Es la obtención de copias (ADN, células u organismos)
genéticamente iguales.
Las primeras clonaciones de organismos se hicieron por fisión de
embriones tempranos.
Un embrión, obtenido por procedimientos normales, se dividía, y
los embriones resultantes eran genéticamente idénticos, pero no
se sabía las características que iban a tener.
Esto ya se puede saber a partir de la primera clonación por
transferencia de núcleos de células de individuos adultos. Los
embriones resultantes eran genéticamente idénticos al donante
del núcleo.
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9. Dolly
La primera clonación de mamíferos fue realizada por Ian Wilmut en
1996 utilizando tres ovejas, la donadora de la información (núcleo) la
donadora del ovulo y la “madre de alquiler” (oveja nodriza). El
resultado fue la oveja Dolly
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10. Aplicaciones
•
Obtención de animales que contengan y produzcan
proteínas de interés médico.
•
Mejora controlada del ganado
•
Recuperación de especies extintas o en peligro de
extinción.
Problemas
•
Éxito de clonación muy bajo
•
Individuos clonados con problemas
Eduardo Gómez
Tema 4: La revolución genética
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11. Obtener medicinas
• Insulina: necesaria en diabéticos
• Factor VIII de coagulación; personas con problemas de
coagulación en la sangre; tipo de hemofilia.

12. Test de paternidad
Las bandas comunes entre el
Bebé y el padre muestran la
Posible paternidad
El bebé tendrá bandas comunes
A la madre y al padre biológico

13. Identificar criminales

14. Determinación de enfermedades
Consiste en poner en contacto ADN de un individuo con
secuencias de genes responsables de una determinada
enfermedad.
Las hebras del ADN del paciente se separan y si hibridan
con el ADN de la enfermedad, es que el paciente tiene ese
gen.
Eduardo Gómez
Tema 4: La revolución genética
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15. Eduardo Gómez
Tema 4: La revolución genética
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16. Terapia génica
•
Consiste en modificar los genes anómalos para impedir
que se manifieste la enfermedad o curarla una vez
manifestada.
•
En las células afectadas se puede introducir una copia
correcta del gen defectuoso mediante vectores (infección
vírica), corrigiendo el problema.
•
El proceso se podría hacer incluso en las células
germinales, pero esto plantea problemas éticos.
•
Es una técnica prometedora pero aún en una fase muy
temprana, con todavía muy pocos logros significativos.
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17. l
Eduardo Gómez
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18. Biotecnología agrícola
Se basa en la modificación de plantas por IG para que generen
proteínas de interés. Son las plantas transgénicas.
Los principales objetivos son:
1.Lograr plantas resistentes a herbicidas, bacterias, virus e
insectos
2.Aumentar el rendimiento fotosintético (más producción)
3.Fijación del nitrógeno atmosférico
4.Mayor calidad de los productos
5.Obtener plantas con proteínas de interés comercial
(vacunas, interferones, vitaminas…)
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19. Plantas transgénicas
Transgénesis= introducción de ADN extraño en un genoma, de modo que se mantenga estable
de forma hereditaria y afecte a todas las células en los organismos multicelulares.
Agrobacterium tumefaciens es patógena de plantas. Produce tumores
Agrobacterium
núcleo
Plásmido Ti
cromosoma
inductor de tumores
contiene oncogenes
(genes onc)
cromosoma
Ingeniero genético natural
tras sutitución de genes onc
por genes de interés
célula
vegetal
tumores
Proliferación de
hormonas
crecimiento. Se
forman tumores en
las zonas de la
lesión

20. Eduardo Gómez
Tema 4: La revolución genética
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21. Efectos negativos
1. El uso masivo de cultivos transgénicos representa riesgos
potenciales desde un punto de vista ecológico.
2. Los efectos ecológicos no están limitados a la resistencia en
las plagas o a la creación de nuevas variedades de malezas o
de virus.
3. Los cultivos transgénicos pueden producir toxinas ambientales
que se mueven a través de las cadenas tróficas y que también
pueden llegar al suelo y al agua, afectando así a los
invertebrados y probablemente a procesos tales como el ciclo
de nutrientes.
4. En realidad, nadie puede predecir los impactos a largo plazo
que pueden resultar de la diseminación masiva de estos
cultivos.
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Tema 4: La revolución genética
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22. Biotecnología ganadera
Consiste en la alteración genética de animales para mejorar
el rendimiento que de ellos se obtiene.
La investigación se centra en la obtención de animales que
produzcan proteínas y compuestos de interés farmacológico
y a obtener órganos destinados a trasplantes humanos
(fundamentalmente a partir de cerdos)
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Tema 4: La revolución genética
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24. Eduardo Gómez
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25. Biorremediación
La naturaleza tiene una cierta capacidad de limpieza de los
elementos
contaminantes.
Microorganismos
como
levaduras, hongos o bacterias degradan una gran cantidad de
sustancias tóxicas, reduciendo su carácter nocivo o incluso
volviéndolas inocuas para el medio ambiente y la salud
humana.
La biorremediación
consiste en acelerar
este proceso natural
para mitigar la
contaminación
ambiental.
Sus detractores advierten de sus posibles efectos secundarios
sobre el medio ambiente, por lo que deben hacer frente a
importantes restricciones legales, y recuerdan que en la
mayoría de los casos los organismos naturales pueden servir
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Tema 4: La revolución genética
igualmente.
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26. Biolixiviación
También denominada lixiviación bacteriana, consiste en el ataque
químico de distintas materias primas naturales, de residuos o de
productos reciclados mediante la participación directa o indirecta
de bacterias.
Estas son generalmente
mesófilas, como la Thiobacillus
ferrooxidans, aunque cada vez se
utilizan más las de naturaleza
termófila con temperaturas de
crecimiento de hasta 80 ºC.
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27. Células madre
Son aquellas que tienen capacidad de multiplicarse y la
posibilidad de desarrollarse y diferenciarse dando lugar a
células especializadas
•
La clonación humana con fines reproductivos está
prohibida, pero la clonación terapéutica si es legal en
muchos países.
•
Consiste en implantar, en un óvulo, material genético de un
individuo, y del embrión obtenido sacar células madre
embrionarias, que podrían dar lugar a los diferentes
tejidos, y por lo tanto evitar los problemas de rechazo en los
trasplantes.
•
Además se podrían ensayar tratamientos médicos sobre
estas células antes de dar los medicamentos al
paciente, para conocer la respuesta.
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Tema 4: La revolución genética
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28. Tipos de células madre
Embrionarias o troncales
Se obtienen de embriones de menos de
14 días. Pueden generar un organismo
completo (totipotentes).
Adultas o somáticas
Están en los adultos. Pueden generar
células especializadas de diferentes
tejidos (no son totipotentes)
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Tema 4: La revolución genética
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29. Controversia
Hay un importante debate (político, ético y científico) sobre el uso de
las células madre.
¿Qué tipo de célula madre es más
conveniente usar (embrionaria o
adulta)?, y sobre todo el estatus de un
embrión humano, aunque tenga
menos de 14 días y haya sido obtenido
“in vitro” y esté congelado.
La solución puede venir de los últimos avances científicos. Se ha
logrado obtener células madre pluripotenciales a partir de
células adultas (se comportar como células madre embrionarias)
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Tema 4: La revolución genética
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30. MEDICINA REGENERATIVA

31. Reemplazar células dañadas por enfermedades que no se pueden curar
como el Parkinson, enfermedad cardiaca o la diabetes.
El transplante de médula ósea es un ejemplo de medicina regenerativa

32. El transplante de
Médula ósea es
El tratamiento
Por excelencia en
Muchos tipos de
cáncer