powerpoint sobre biotecnologia

1. Biotecnologia i enginyeria
genètica

2. L'enginyeria genètica és el conjunt de tècniques i eines biològiques
que s'utilitzen per tal de manipular els gens d'un organisme.
Utilitza alguns elements i processos naturals com
-- els enzims de restricció: els bacteris els fan servir en processos de
protecció contra ADN forani (víric..)
-- vectors com:
1.plasmidis: fragments de ADN circulars i bicatenaris que permeten
intercanviar ADN sense que hi participi l’ADN bacterià
2.retrovirus: amb ARN i transcriptasa inversa i altres
enzims que incorporen l’ADN al genoma
de la cèl·lula que infecten

3. Processos bàsics usats en enginyeria genètica:
-- obtenció de fragments d’ADN que es volen manipular
-- unió amb un vector i formar un ADN recombinant
-- introducció de l’ADN recombinant dins d’una cèl·lula o cèl·lules que volem
manipular
-- replica de l’ADN recombinant
Podem obtenir dos tipus d’organismes:
-- Organismes transgènics vegetals i animals
-- Organismes clònics

4. Plantes transgèniques
• Gràcies a Agrobacterium tumefaciens
• Per un canó de gens que dispara
microprojectils (partícles d’or que porten
ADNtransgènic)

5. 1.Agrobacterium tumefaciens, infecten vegetals.
Provoquen tumors degut al plàsmid Ti. Aquest
plasmid conté
-- el gen VIR per integrar-se al DNA de la cèl.
-- regió T responsable de l’aparició dels tumors.
2. Al laboratori s'extreuen plàsmids Ti i se'ls inserta en
mig de la regió T el transgen que interessi (per ex: un
"herb-res"). La regió T modificada no provova tumors
en les cèls. vegetals que infecti.
3.Tornem a introduir els plàsmids modificats en
bacteris Agrobacterium tumefaciens.
4.Infectem un cultiu in vitro de cèl·lules del vegetal (un
disc fol·lial que són cèl·lules totipotents). En tres dies
els bacteris hauran passat el seu plàsmid a les cèls.
vegetals i aquest s'haurà insertat al DNA de les cèls .
Gràcies a un gen marcador que també s'incorpora al
plàsmid podem seleccionar les cèls. vegetals
transgèniques
5.Fem creixer per mitosi les noves plantes: totes les
seves cèls tindran el transgen

7. Es pot assolir:
1. Plantes amb
-- més rendiment
-- més riquesa alimentària i de nutrients
-- formació del fruit controlada
-- resistents a plagues i herbicides
2. Produir alguna substància terapèutica
Utilitats dels vegetals transgènics Depén del transgen:
Gens per millorar les carac. nutritives de l'aliment
Gens de resistència a paràsits,fongs o a bacteris o a herbicides.
Gens que fan la planta més tolerant a la salinitat
Gens per a que la planta elimini un determinat tòxic del sòl
Gens per modificar el color de la flor. etc, etc, etc.

8. Només a l'Àfrica es calcula que
250 milions de persones
consumeixen iuca com a font
principal de calories, el mateix
que l'arròs a l’Àsia. El projecte és
molt ambiciós i pretén augmentar
sis vegades el contingut de ferro i
zinc de la iuca, quatre vegades el
contingut de proteïnes, deu
vegades el de les vitamines A i E,
i fer la planta resistent a dos virus.
Però no tot és augmentar; si la
iuca serà més bàsica encara, és
necessari disminuir el seu
contingut en cianur, que fa
necessària la seva neteja prèvia i
fins i tot produeix casos
d'enverinament.
Arròs daurat conté la
substància precursora de la
vitamina A

9. Gen de resistència a un herbicida. Les plantes transgèniques fabrica
una prot que li permet resistir l'herbicida.
Gens Bt: el transgen (de Bacillus thuringensis). La proteïna és una
toxina que mata els corcs.
Un estudi revela efectes sobre la salut de varietats de blat de moro transgènics
Som Lo Que Sembrem un article que presenta un
estudi realitzat per quatre investigadors francesos,
que mostra els efectes del panís amb elements
transgènics sobre la salut, en aquest cas, de
ratolins després d'ésser alimentats durant 14
setmanes amb panís transgènic.
Elements transgènics com el NK 603, són emprats
per a tolerar els herbicides com el Roundup, fet
que condueix a l'aparició de restes d'aquests
herbicides en el panís, efectes dels quals,
s'observen sobretot en òrgans com el fetge i els
ronyons, òrgans de detoxificació del cos; l'estudi,
a més a més, no descarta efectes en altres
òrgans.

10. Animals transgènics: més complexa que
els vegetals
-- per optimitzar la producció, carn, llet, llana,...
-- per a fer fàrmacs, vacunes i proteïnes d’interès
-- animals aptes per a xenotransplantaments.
Com l’obtenim:
-- Fer una construcció:
-- Amplificar amb PCR per obtenir moltes còpies de la
construcció.
-- Introduir la construcció en l'animal:
a) Microinjecció a un zigot d’una FIV:amb una micropipeta unes
200 còpies!! de la construcció amb l'esperança de que alguna
s'integri al DNA del zigot. Després s'implanta en una mare de
lloguer.
Eficiència molt baixa: 10% en ratolins i menys de 1% en ovelles,
cabres, vaques i porcs.
b) Transfecció en cèl·lules mare de l'animal en cultiu: poc eficaç
c) Utilitzar virus

11. Utilitats dels animals transgènics:
1.- Augmentar la productivitat: l'animal transgènic com aliment:
salmons transgènics: transgen propi de hormona de creixement (GH) i un
transgen d'una prot. anticongelant de peixos antàrtics. Tenen vàries
còpies del gen GH i una que l’activa a l’hivern: surten salmons 10 cops
més gans
Quin problema ecològic creieu que provocaria aquest salmó en llibertat?

12. 2.- Bioreactors: l'animal transgènic com a reactor:
el transgen només s'expressi quan la femella està de lactància i doni el seu
producte a la llet d'on és molt fàcil de purificar.
Els bacteris transgènics ens permeten fer prots. humanes senzilles com la insulina
però no prots humanes complicades que necessiten modificacions post-
traduccionals.
Pharming: produir a la llet alguna prot humana que es necessita com a fàrmac.
Així s'ha fet per ex. l'ovella Polly que a la llet té factorIX de coagulació (que
necessiten els hemofílics). Llet amb un enzim transgèni que inhibeix la fabricació
de lactosa

13. 3.- Xenotransplantaments: l'animal transgènic per transplantar
òrgans a humans.
S'està estudiant obtenir òrgans de porcs transgènics (amb moltes de les
proteïnes de superfície cel·lular humanes)

14. Bacteris
transgènics
Insulina recombinant
Als pacients amb diabetis se'ls ha
d'injectar insulina diverses
vegades al dia. El 1982 es va
autoritzar la comercialització
d'insulina obtinguda mitjançant
enginyeria genètica. Gràcies a les
noves tècniques, la insulina es
fabrica ara en grans quantitats i
està disponible per a tothom.
Analitzar la següent il lustració que
mostra com s'elabora la insulina
recombinant i completar els
quadres en blanc amb els
següents termes
Escherichia coli, plàsmid
bacterià, insulina, gen de la
insulina humana, insulina
humana purificada, bacteri E.
coli recombinant

15. Clonatge
• Capacitat de les cèl.lules
• Les cèl·lules de la mòrula i del blastòcit primerenc són
cèl·lules mare embrionàries totipotents ja que poden
generar qualsevol tipus cel·lular.
• La massa cel·lular interna del blastòcit tardà són les
cèl·lules mare embrionàries. Poden generar qualsevol
part o tipus cel·lular de l’embrió. Són pluripotents (ja no
poden formar les membranes extraembrionàries).
• Les cèl·lules oligopotents són les cèl·lules mare de
teixit: només poden generar pocs tipus cel·lulars, només
aquells que hi ha en el teixit on es troben.

16. Clonatge reproductiu natural (n’hem dit reproducció asexual):
bipartició
reproducció vegetativa dels vegetals
r. Asexual a les planàries
Els bessons monozigòtics (comparteixen tant el material hereditari nuclear com
el mitocondrial)
Clonatge reproductiu experimental:
és un procés experimental destinat a obtenir organismes genèticament idèntics.
Hi ha 2 maneres
a) per divisió de l’embrió o escissió gemel·lar (com els bessons
monozigòtics)
b) per transferència nuclear

18. Al 1996 a Escòcia, Ian Wilmut i
col·laboradors van obtenir un clon
amb aquest mètode: l’ovella Dolly, el
primer mamífer clònic a partir del
nucli d’una cèl·lula diferenciada de
glàndula mamària introduït dins un
oòcit. La cèl·lula donant de nucli és
una cèl·lula amb un programa gènic
activat per fer de cèl·lula de glàndula
mamària, en el cas de la Dolly, i
després de la transferència ha
d’actuar de nucli de zigot. Cal
desactivar els programes gènics i
reprogramar perquè funcioni com a
zigot.
Van caldre
400 oòcits, 227 on van introduir un
nou nucli amb èxit, dels quals 50 van
ser embrions viables, només 13
mares adoptants van quedar
embarassades, de les qual només
una va parir la Dolly

19. Biotecnologia i salut
Bioxips: dispositis diminuts amb fragments d’ADN que
permeten detectar la presència de certs gens alterats en
una mostra de sang
Diagnòstic preimplantacional d’algunes alteracions
gèniques. Consisteix en obtenir embrions mitjançant FIV
als quals s’apliquen diverses tècniques de diagnosi. Es
tria el que no té alteracions i s’implanta per obtenir una
persona sana.
Teràpia gènica: consisteix en la curació de malalties
hereditàries degudes a la presència d’un gen no
funcional inserint una còpia d’un gen que pugui fer
correctament la seva funció.

20. Xips d’ADN

21. 14/3/2009 INVESTIGACIÓ AMB CÈL·LULES MARE
El primer 'nadó medicament' espanyol cura el seu germà malalt
• Andrés ha superat una greu anèmia gràcies a la sang del cordó umbilical del petit Javier
Andrés Mariscal acaba de fer 7 anys, i des de fa un mes la seva vida no depèn de transfusions
sanguínies ni té marcat el calendari a causa de la greu anèmia congènita que patia. Li han
trasplantat amb èxit cèl.lules del cordó umbilical del seu germà Javier, seleccionat
genèticament. A partir d'ara, tan sols s'haurà de sotmetre a un tractament mèdic de sis mesos
per evitar possibles infeccions. Podrà fer vida completament normal
Andrés va néixer amb una beta-talassèmia major, un tipus d'anèmia molt greu que l'obligava a
viure dependent de l'hospital i escurçava la seva esperança de vida fins als 25 anys. L'única
curació era un trasplantament de cèl.lules sanguínies, però a la xarxa internacional de donants
--amb 11 milions de persones-- no en van trobar cap de compatible, i els metges van plantejar
la possibilitat de la selecció genètica mitjançant diagnòstic genètic preimplantatori. Els
progenitors van sol.licitar aquesta opció i, després de ser aprovada per un comitè ètic, es va
seleccionar l'embrió sa i amb un perfil de compatibilitat absoluta.
El nadó va néixer a l'octubre i al gener el seu germà gran es va sotmetre a unes fortes
sessions de quimioteràpia per eliminar les cèl.lules de la seva medul.la òssia. Desproveït de
cèl.lules mare a la medul.la, una transfusió de la sang del cordó umbilical va permetre que el
seu cos comencés a generar glòbuls vermells sans.

22. 1. Aconseguir
aïllar l'al·lel o
TERÀPIA GÈNICA
gen sà a partir
d'una persona 2. Obtenir un
no malalta. cultiu de cèl·lules
Fer una del pacient
construcció
amb el gen sà
i un vector:
retrovirus o
plàsmidi.
3. Introduir el
gen sà en les
cèl·lules del
4. Transferir les cèl·lules del cultiu que han
pacient en
incorporat el DNA sà al pacient amb
cultiu.
l’esperança que aquestes expressin la proteïna
correcta que el pacient no pot expressar

24. Francia y EE.UU. ensayan la terapia génica contra el parkinson
La Vanguardia.| Barcelona | 15/10/2009
Seis pacientes del hospital Henri-Mondor de París han recibido una terapia génica
experimental para aliviar los síntomas de la enfermedad de Parkinson. Otros cinco
pacientes han sido tratados con una terapia génica similar en California.
"Resultados esperanzadores, ningún efecto secundario grave", resumió Béchir
Jarraya, investigador del equipo del hospital Henri-Mondor. Pero "el ensayo aún está
en curso, demasiado pronto para tener conclusiones", advirtió. Sí hay conclusiones
de un exhaustivo ensayo de terapia génica contra el parkinson realizado en macacos.
Según resultados presentados ayer, las dificultades de movimiento características de
la enfermedad desaparecen durante periodos superiores a tres años. Esta mejora se
observa sin que se produzcan movimientos involuntarios –como ocurre con los
fármacos actuales contra el parkinson cuando el tratamiento es prolongado– ni
ningún otro efecto secundario significativo.
El parkinson: se destruyen las neuronas que producen dopamina en una pequeña
región del cerebro. En una persona sana, la dopamina producida incide en otra región
del cerebro llamada cuerpo estriado y regula funciones importantes como el
movimiento voluntario. Pero, en una persona con parkinson, el cuerpo estriado se ve
privado de dopamina, lo que lleva a la rigidez muscular, temblores o lentitud de
movimientos, entre otros síntomas.

25. La terapia génica ensayada en el hospital Henri-Mondor de París ha
consistido en insertar tres genes clave para la producción de dopamina en
neuronas del cuerpo estriado. El tratamiento se aplica en intervenciones de
neurocirugía de más de seis horas de duración con anestesia total. Los
genes están vehiculados por virus inocuos que se inyectan directamente en
el cuerpo estriado: gracias a los virus, los genes productores de dopamina
se integran en el ADN de las neuronas. Los investigadores han comprobado
cómo estos genes consiguen que vuelva a haber una cantidad suficiente de
dopamina en el cuerpo estriado y que los síntomas del parkinson remitan.
El tratamiento ha sido desarrollado por la compañía de biotecnología
británica Oxford BioMedica, que ha anunciado que otros doce pacientes se
incorporarán al estudio en los próximos meses y que espera presentar las
conclusiones de la investigación en el 2012. El tratamiento ensayado en
California, en el que sólo se inserta uno de los tres genes relacionados con
la dopamina, ha sido desarrollado por la compañía Genzyme.

26. Extracció ADN

27. Extracció ADN

28. electroforesi