BIOTECNOLOGÍA

1. Tecnología del DNA
recombinante. Usos de la
Biotecnología
Integrantes: Adrián Allauca - Jhon Carpio -
Marcos Álvarez - Anthony Carrasco – Neywer
Cabezas – Daniel Bravo.
Curso: Software_A1
Docente: Fabricio Ruperto Arteaga Mendieta

2. ¿Qué es la biotecnología?
 El término “biotecnología” fue probablemente utilizado por primera vez por el
ingeniero Kárloy Ereki en 1919 en su libro “Biotecnología en la producción cárnica y
láctea de una gran explotación agropecuaria”. Pero ¿qué es exactamente la
biotecnología y para qué sirve?
 Se denomina biotecnología al uso de células vivas para la producción y la
optimización de medicamentos, alimentos y otros productos de utilidad para el ser
humano. La noción también refiere al estudio de esta técnica y a sus aplicaciones.
Puede decirse que la biotecnología está centrada en el análisis de los organismos
con vida, a través de la tecnología, aprovechar sus recursos y capacidades. La
industria farmacéutica, la agricultura y la producción alimentaria son algunos de los
campos que apelan a la biotecnología para mejorar su oferta.
 Dicho de otro modo, la biotecnología consiste en aplicar los conocimientos de
la ingeniería y de otras ciencias para usar agentes biológicos en el tratamiento de
recursos orgánicos o, incluso, inorgánicos. Esto permite obtener o modificar
diferentes tipos de productos.
Adrián Allauca

3. .
 Tipos de biotecnología
 Biotecnología verde:
Aplicada en procesos agrícolas como en la obtención de plantas transgénicas, es decir, modificadas genéticamente.
 Biotecnología azul o marina:
Su utilidad reside en campos como la acuicultura, la alimentación, cuidados sanitarios o productos cosméticos.
 Biotecnología gris o del medio ambiente:
Su propósito es el mantenimiento de la biodiversidad de preservar las especies, así como de eliminar contaminantes y
metales pesados del medio natural.
 Biotecnología roja:
Utilizada en procesos médicos como la producción de antibióticos a partir de organismos, el desarrollo de vacunas y
fármacos o el progreso de la ingeniería genética.
 Biotecnología blanca, ligada a los procesos industriales:
Su propósito es crear productos que se degraden fácilmente, que consuman una menor energía y generen una menor
cantidad de desechos durante su producción.
Adrián Allauca

4. ¿Cómo se recombina el DNA en la
naturaleza?
 La mayoría de la gente cree que la constitución genética de una especie es
constante, excepto por la mutación ocasional; no obstante, la realidad
genética es mucho más fluida. Diversos procesos naturales pueden
transferir DNA de un organismo a otro, en ocasiones incluso a organismos de
especies diferentes. La tecnología del DNA recombinante empleada en el
laboratorio a menudo se basa en estos procesos que ocurren de forma
natural.
Jhon Carpio

5. .
La reproducción sexual recombina el DNA
La reproducción sexual literalmente recombina el
DNA de dos organismos diferentes. los cromosomas
homólogos intercambian DNA por entrecruzamiento
durante la meiosis. Así, cada cromosoma de un
gameto comúnmente contiene una mezcla de alelos
de los dos cromosomas progenitores. En este
sentido, cada óvulo y cada espermatozoide
contienen DNA recombinante, proveniente de los
dos progenitores del organismo. Cuando el
espermatozoide fecunda al óvulo, la descendencia
resultante también contiene DNA recombinante.
Jhon Carpio

6. La transformación puede combinar el DNA
de diferentes especies bacterianas
Las bacterias experimentan varios tipos de recombinación la
transformación permite que las bacterias capten DNA del
ambiente El DNA puede formar parte del cromosoma de otra
bacteria, y aun de otras especies. La bacteria viva no virulenta
de la neumonía puede captar genes de la bacteria muerta
virulenta, lo cual permite que la bacteria que antes era
inofensiva provoque neumonía. El hecho de haber descifrado el
mecanismo de la transformación bacteriana fue un paso
importante hacia el descubrimiento de que el DNA es el material
genético. La transformación también puede ocurrir cuando las
bacterias captan las pequeñas moléculas circulares de DNA
llamadas plásmidos.Muchos tipos de bacterias contienen
plásmidos, cuyo tamaño va aproximadamente de 1000 a 100,000
nucleótidos de largo. Para fines comparativos.
Jhon Carpio

7. ¿Para qué sirven los plásmidos?
 El cromosoma de una bacteria contiene todos los genes que la célula normalmente necesita para su
supervivencia básica. Sin embargo, los genes transportados por los plásmidos permiten que la bacteria
se desarrolle en ambientes nuevos. Algunos plásmidos contienen genes que permiten a la bacteria
metabolizar fuentes de energía inusuales, como el petróleo. Otros plásmidos tienen genes que causan
síntomas de enfermedades como la diarrea ,en los animales u otros organismos infectados por la
bacteria. (La diarrea puede beneficiar a la bacteria, ya que le permite diseminarse e infectar a
nuevos huéspedes). Otros plásmidos portan genes que hacen que las bacterias crezcan, incluso en
presencia de antibióticos como la penicilina. En ambientes donde es muy alto el uso de antibióticos,
particularmente en los hospitales, las bacterias que portan plásmidos resistentes a los antibióticos se
diseminan rápidamente entre los pacientes y personal médico, por lo cual las infecciones resistentes a
los antibióticos llegan a ser un problema muy grave.
Jhon Carpio

8. Los virus pueden transferir DNA entre especies
 Durante una infección los virus, que a menudo son algo más que material genético encapsulado en una capa de
proteína, transfieren el material genético a las células. Dentro de la célula infectada, se duplican los genes
virales. Al ser incapaz de distinguir cuál es su propia información genética y cuál es la del virus, las enzimas de la
célula huésped y los ribosomas sintetizan después proteínas virales. Los genes replicados y las proteínas virales se
congregan dentro de la célula, formando nuevos virus que luego son liberados y que pueden infectar a nuevas
células
 Algunos virus pueden transferir genes de un organismo a otro. En estos casos, el virus inserta su DNA en el
cromosoma de la célula huésped. El DNA viral puede permanecer ahí durante días, meses o años. Cada vez que se
divide la célula, duplica el DNA viral junto con su propio DNA. Cuando finalmente se producen los nuevos virus,
algunos de los genes del huésped pueden incorporarse en el DNA viral. Si estos virus recombinados infectan a otras
células e insertan su DNA en
 los cromosomas de la célula huésped, también se insertan segmentos del DNA anterior de la célula huésped La
mayoría de los virus infectan y se duplican sólo en las células de bacterias, animales o especies de plantas
específicas. Por ejemplo, el virus del moquillo canino, que con frecuencia resulta mortal en los perros, por lo
común sólo infecta a perros, mapaches, nutrias y especies afines (aunque en la década de 1990 “rompió la barrera
de las especies” y mató a miles de leones en África). Por lo tanto, la mayoría de las veces, los virus diseminan el
DNA huésped entre diferentes individuos de una sola especie o de una íntimamente relacionada. Sin embargo,
algunos virus pueden infectar a especies no relacionadas entre sí. Por ejemplo, la influenza infecta a aves, cerdos
y seres humanos. En estos casos los virus transfieren genes de una especie a otra.
Jhon Carpio

9. Empleación de la Biotecnología en la
Ciencia Forense
Marcos Álvarez

10. ¿Qué es la Ciencia forense?
 Es la aplicación de prácticas científicas dentro del proceso legal. Es realizado por investigadores
altamente especializados o criminalistas, que localizan evidencias que sólo proporcionan prueba
concluyente al ser sometidas a pruebas en laboratorios. Parte de la evidencia que hallan a
menudo no puede ser vista a simple vista, a veces es hasta más pequeña. La ciencia forense
ahora usa de manera rutinaria ADN en delitos seriamente complejos, solucionando
muertes a partir de estos bloques estructurales de la vida.
Marcos Álvarez

11. .
Métodos empleados en la ciencia
forense:

12. Dactiloscopia
 Son las huellas latentes recogidas en la escena del crimen, que posteriormente
son comparadas a través de programas donde se emplean reactivos o
fotografías directas con la aplicación de emisiones láser o ultravioleta. Lo que
sucede en este caso, es de que extraen la información genética contenida en
las mitocondrias que contiene el citoplasma en la célula.
Marcos Álvarez

13. Odontología
 La odontología en este caso, se utiliza para comparar las
dentaduras de una posible conexión entre individuos, se puede
hacer mediante un odontograma en el cual se muestran todos los
tipos de dientes en la mandíbula de un individuo y se comparan
con las formas de los dientes del otro. Otra forma más directa es
mediante fotografías, y con programas especializados pueden
comparar las mandíbulas de un ínvido con otro para ver si existe
una relación.
Marcos Álvarez

14. Osteología
 Se realizan estudios científicos para la recopilación de ADN mediante las
características y el contexto de restos óseos.
Marcos Álvarez

15. Pruebas de Sangre
 Es también conocida como huella genética es una técnica utilizada
para distinguir entre los individuos de una misma especie utilizando
muestras de su ADN. Se utiliza en la medicina forense para identificar a
los sospechosos con muestras de sangre, cabello, saliva o semen.
También ha dado lugar a varias exoneraciones de condenados.
Igualmente se utiliza en aplicaciones como la identificación de los
restos humanos, pruebas de paternidad, la compatibilidad en la
donación de órganos, el estudio de las poblaciones de animales
silvestres, y el establecimiento del origen o la composición de
alimentos.
Marcos Álvarez

16. .
Algunos ejemplos de donde se aplica la biotecnología roja
son:
 Diseño de organismos para producir antibióticos
 Desarrollo de vacunas más seguras y nuevos fármacos
 Diagnósticos moleculares
 Terapias regenerativas
 Desarrollo de la ingeniería genética para curar
enfermedades a través de la manipulación génica
Marcos Álvarez

17. LA BIOTECNOLOGÍA EN LA
AGRICULTURA
 Se refiere a la aplicación de las técnicas de la ingeniería
genética al mejoramiento de los cultivos.
 Sirve para generar beneficios para el productor agropecuario, el
consumidor, la industria y el medio ambiente.
Anthony Carrasco

18. ¿Qué es la Biotecnología?
La Biotecnología se define como un área multidisciplinaria, que emplea la biología, química y procesos
varios, con gran uso en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, ciencias forestales y medicina.
 APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGÍA EN LA ACTUALIDAD.
La biotecnología se aplica actualmente en sectores tan diversos como la Salud Animal y humana,
Agroalimentación, Suministros industriales, Producción de energía y Protección del medio ambiente.
Los principales productos en el mercado son antibióticos y péptidos de interés terapéutico, aditivos
alimentarios (aromas, saborizantes, colorantes, aminoácidos esenciales, etc.).
Anthony Carrasco

19. .
 LA BIOTECNOLOGÍA VEGETAL.
La biotecnología vegetal es una extensión de la tradición de modificar las plantas, con una diferencia muy
importante: la biotecnología vegetal permite la transferencia de una mayor variedad de información
genética de una manera más precisa y controlada.
Al contrario de la manera tradicional de modificar las plantas que incluía el cruce incontrolado de cientos
o miles de genes.
APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGÍAAGRARIA
En el campo de la agricultura las aplicaciones de la biotecnología son innumerables. Algunas de las más
importantes son:
 Resistencia a herbicidas
La resistencia a herbicidas se basa en la transferencia de genes de resistencia a partir de bacterias y
algunas especies vegetales, así se ha conseguido que plantas como la soja sean resistentes al glifosato, a
glufosinato en la colza y bromoxinil en algodón.
Anthony Carrasco

20. .
 Resistencia a plagas y enfermedades
Gracias a la biotecnología ha sido posible obtener cultivos que se autoprotegen en base a la síntesis de
proteínas u otras sustancias que tienen carácter insecticida. Esto aporta ventajas muy importantes para el
agricultor, consumidores y medio ambiente:
. Reducción del consumo de insecticidas para el control de plagas.
.Protección duradera y efectiva en las fases críticas del cultivo.
.Se aumentan las poblaciones de insectos beneficiosos.
Los casos más avanzados de plantas resistentes a enfermedades son los de resistencias a virus en tabaco,
patata, tomate, pimiento, calabacín, soja, papaya, alfalfa y albaricoquero.
Anthony Carrasco

21. .
 Mejora de las propiedades nutritivas y organolépticas
El conocimiento del metabolismo de las plantas permite mejorar e introducir algunas características
diferentes. En tomate, por ejemplo, se ha logrado mejorar la textura y la consistencia impidiendo el proceso
de maduración, al incorporar un gen que inhibe la formación de pectinasa, enzima que se activa en el curso
del envejecimiento del fruto y que produce una degradación de la pared celular y la pérdida de la
consistencia del fruto.
Resistencia a estrés abióticos
Las bacterias Erwinia herbicola, cuyos hábitat
naturales son las plantas, son en gran parte
responsables de los daños de las heladas y el frío
en muchos vegetales, al facilitar la producción de
cristales de hielo con una proteína que actúa
como núcleo de cristalización. La separación del
gen implicado permite obtener colonias de estas
bacterias que, una vez inoculadas en grandes
cantidades en la planta, le confieren una mayor
resistencia a las bajas temperaturas.
Anthony Carrasco

22. .
¿CÓMO SE EMPLEA LA
BIOTECNOLOGÍA PARA
APRENDER SOBRE EL
GENOMA HUMANO?
Neywer Cabezas

23. .
 Los genes influyen prácticamente en todas las características de los seres
humanos, incluidos el género, la estatura, el color del cabello, la inteligencia,
así como la susceptibilidad ante los organismos patógenos y sustancias tóxicas
en el ambiente. Para comenzar a entender cómo influyen los genes en
nuestras vidas, el Proyecto del Genoma Humano fue presentado en 1990, con
la finalidad de determinar la secuencia de nucleótidos en todo el DNA de
nuestro conjunto de genes, llamado el genoma humano.
 En 2003 este proyecto mancomunado de los biólogos moleculares de varios
países preparó la secuencia del genoma humano con una precisión de cerca
del 99.99 por ciento. Para sorpresa de mucha gente, el genoma humano
contiene sólo aproximadamente 21,000 genes, lo cual comprende casi el 2
por ciento del DNA. Algo del restante 98 por ciento consiste en factores y
regiones que regulan la frecuencia de la transcripción de los genes
individuales; aunque en realidad se desconoce cuánto del DNA lo hace.
Neywer Cabezas

24. .
 ¿Qué tan benéfico es hacer la secuencia del genoma humano? Primero, se descubrieron muchos genes
cuyas funciones se desconocen por completo. Ahora que ya se tienen identificados estos genes y se
determinó su secuencia, el código genético permite a los biólogos predecir las secuencias de los
aminoácidos de las proteínas que codifican. Al comparar estas proteínas con las proteínas familiares,
cuyas funciones ya se conocen, podremos averiguar lo que hacen algunos de estos genes.
 Segundo, una vez conocida la secuencia de nucleótidos de los genes humanos, esto tendrá una
enorme influencia sobre la práctica médica. En 1990 se descubrieron menos de 100 genes que
estaban asociados con las enfermedades humanas. Para 2003 esta cifra se había disparado a más de
1400, debido en gran parte al Proyecto del Genoma Humano. Tercero, no hay un “genoma humano”
único (porque de otra forma todos nosotros seríamos gemelos idénticos).
Neywer Cabezas

25. .
 La mayoría alelos único. Algunos de estos alelos pueden
causar, o quizá favorecer, el desarrollo de varias
condiciones médicas, incluyendo el síndrome de Marfan, la
anemia de células falciformes, la fibrosis quística (descritas
en capítulos anteriores), el cáncer de mama, el
alcoholismo, la esquizofrenia, las enfermedades cardiacas,
la enfermedad de Huntington, Alzheimer y muchas más. El
mayor logro del Proyecto del Genoma Humano será ayudar
a diagnosticar los trastornos genéticos o predisposiciones, y
con optimismo desarrollar en el futuro tratamientos o aun
curas, como describiremos en los siguientes apartados.
Cuarto, el Proyecto del Genoma Humano, junto con
numerosos proyectos similares que han hecho la secuencia
de los genomas de organismos tan diversos como bacterias,
ratones y chimpancés, nos ayudan a apreciar nuestro sitio
en la evolución de la vida en la Tierra. Por ejemplo, el DNA
de los seres humanos y de los chimpancés difiere sólo
aproximadamente en un 1.2 por ciento. La comparación de
las similitudes y las diferencias ayuda a los biólogos a
entender cuáles diferencias genéticas nos hacen humanos,
y a preguntarnos por qué somos susceptibles a ciertas
enfermedades, mientras que los chimpancés no lo son.
Neywer Cabezas

26. ¿CÓMO SE UTILIZA LA BIOTECNOLOGIA EN EL
DIAGNOSTICO MEDICO Y EN EL TRATAMIENTO DE
LAS ENFERMEDADES?
En su sentido más amplio
biotecnología es cualquier
uso o alteración de
organismos, células o
moléculas biológicas para
lograr objetivos prácticos y
específicos. Durante mas
de una década se ha
empleado la biotecnología
de forma rutinaria en el
diagnostico de los
trastornos hereditarios.

27. .
 LA TECNOLOGÍA DEL ADN PUEDE EMPLEARSE PARA
DIAGNOSTICAR TRASTORNOS HEREDITARIOS:
EN UN CROMOSOMA HUMANO, UNA ENZIMA DE
RESTRICCIÓN PUEDE PRODUCIR UN GRAN NÚMERO DE
CORTES EN LOS LUGARES DONDE RECONOZCA LA
SECUENCIA ESPECÍFICA PARA HACERLO. LAS SECUENCIAS
DE RESTRICCIÓN PRESENTAN USUALMENTE PATRONES DE
DISTANCIA, LONGITUD Y DISPOSICIÓN DIFERENTES EN EL
ADN DE DIFERENTES INDIVIDUOS DE UNA POBLACIÓN, POR
LO QUE SE DICE QUE LA POBLACIÓN ES POLIMÓRFICA PARA
ESTOS FRAGMENTOS DE RESTRICCIÓN.

28. .
¿LA TECNOGIA DELADN PUEDE
EMPLEARSE PARA DIAGNOSTICAR
TRASTORNOS HEREDITARIOS?
El ADN de un individuo se extrae y se purifica. El ADN purificado puede ser
amplificado usando la técnica molecular Reacción en cadena de la
polimerasa o PCR. Estas enzimas de restricción hacen un proceso de
digestión restrictiva en el cual reconocen cortas secuencias específicas en
el ADN donde cortan formando fragmentos de distintas longitudes. Los
fragmentos de restricción se separan mediante electroforesis en geles de
agarosa a través del cual corren debido a un campo eléctrico y su
disociación obedece a la masa o a la carga eléctrica de las muestras según
la técnica utilizada. Esto proporciona un patrón de bandas que es único para
un ADN en particular debido a la diferencia en las secuencias del ADN en los
individuos donde los sitios de restricción varían.
Daniel Bravo

29. .
 LOS ALELOS DIFERENTES PUEDEN ENLAZARSE CON SONDAS ADN DIFERENTES:
ESTA CAPACIDAD NOS PERMITE USAR MUCHAS SONDAS DE ADN Y PLASMARLAS EN UN
PEQUEÑO MICROCHIP QUE AL LEERLO DIAGNOSTICARÁ ENFREMEDADES COMO LA FIBROSIS
QUÍSTICA FQ.
UN CHIP DE ADN ES UNA SUPERFICIE SÓLIDA A LA CUAL SE UNE UNA COLECCIÓN DE
FRAGMENTOS DE ADN. SUELEN UTILIZARSE PARA IDENTIFICAR GENES CON UNA EXPRESIÓN
DIFERENCIAL BAJO CONDICIONES DISTINTAS. POR EJEMPLO, PARA DETECTAR GENES QUE
PRODUCEN CIERTAS ENFERMEDADESMEDIANTE LA COMPARACIÓN DE LOS NIVELES DE
EXPRESIÓN ENTRE CÉLULAS SANAS Y CÉLULAS QUE ESTÁN DESARROLLANDO CIERTOS
TIPOS DE ENFERMEDADES.
Daniel Bravo

30. .
FIBROSIS QUISTICA
ES UNA ENFERMEDAD GENÉTICA DE HERENCIA AUTOSÓMICA
RECESIVA QUE AFECTA PRINCIPALMENTE A LOS PULMONES, Y EN
MENOR MEDIDA AL PÁNCREAS, HÍGADO E INTESTINO, PROVOCANDO
LA ACUMULACIÓN DE MOCO ESPESO Y PEGAJOSO EN ESTAS ZONAS.
ES UNO DE LOS TIPOS DE ENFERMEDAD PULMONAR CRÓNICA MÁS
COMÚN EN NIÑOS Y ADULTOS JÓVENES, Y ES UN TRASTORNO
POTENCIALMENTE MORTAL.
Daniel Bravo

31. .
 https://www.youtube.com/watch?v=ydD-1O7OJGg
 https://www.youtube.com/watch?v=9GXTtc-NP48
 https://www.youtube.com/watch?v=g-Pksvp5J5E
 https://www.youtube.com/watch?v=NOrg6AqxwQw
 https://www.youtube.com/watch?v=fFqfyTxz9C0
 https://www.youtube.com/watch?v=DCgdk1Movec