PPT para explicar el tema de la revolución genética en la materia de ciencias del mundo contemporáneo de 1º bachillerato

1. BIOLOGÍA MOLECULAR Se encarga del estudio de la vida a nivel molecular. Especialmente explica cómo son los mecanismos de expresión de la información genética contenida en el ADN. ESTRUCTURA DEL ADN:

3. RELACIÓN ENTRE LOS GENES Y LAS PROTEÍNAS Este es uno de los descubrimientos más importantes del siglo XX y de toda la Historia de la Ciencia y de la Humanidad: DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR Este dogma ya no tiene validez ya que ciertos virus como el del SIDA tienen ARN de material genético que usan para fabricar ADN que se inserte en el cromosoma de la célula a la que infectan. Transcriptasa inversa ADN ARN Proteínas ADN ARN Proteínas

4. Esto significa que el ADN es capaz de sacar copias idénticas de sí mismo Esto significa que el ADN es capaz de sacar copias de su información en forma de otra molécula: El ARN (ácido ribonucleico) Esto significa que el mensaje de los genes, en forma de ARN, sirve para formar proteínas Replicación Transcripción Traducción Estos son los nombres de estos procesos. Veamos cómo son… ADN ARN Proteínas

5. Replicación ADN El ADN es capaz de sacar copias idénticas de sí mismo Esto ocurre antes de que la célula se divida. Esto es lógico, puesto que las células hijas deben llevar toda la información genética.

6. ATTCGCGGCATTAATCCGATACCTAGTACCGCGGATTTAAACATGGATC TAAGCGCCGTAATTAGGCTATGGATCATGGCGCCTAAATTTGTACCTAG Cuando va a copiarse el ADN ocurre esto: ATTCGCGGCATTAATCCG ATACCTAGTACCGCGGATTTAAACATGGATC ATTCGCGGCATTAATCCG TAAGCGCCGTAATTAGGC TAAGCGCCGTAATTAGGC TATGGATCATGGCGCCTAAATTTGTACCTAG 1º se abre la doble cadena: 2º se van añadiendo nuevas letras, de forma complementaria : ATTCGCGGCATTAATCCG ATACCTAGTACCGCGGATTTAAACATGGATC ATTCGCGGCATTAATCCG TAAGCGCCGTAATTAGGC TAAGCGCCGTAATTAGGC TATGGATCATGGCGCCTAAATTTGTACCTAG C T C C A A ATACCTAGT T T GTACCTAG La doble cadena se terminará abriendo del todo

7. 3º Continúa el proceso de añadir “letras” hasta formarse dos doble cadenas hijas, idénticas a la original: ATTCGCGGCATTAATCCGATACCTAGTACCGCGGATTTAAACATGGATC TAAGCGCCGTAATTAGGCTATGGATCATGGCGCCTAAATTTGTACCTAG ATTCGCGGCATTAATCCGATACCTAGTACCGCGGATTTAAACATGGATC TAAGCGCCGTAATTAGGCTATGGATCATGGCGCCTAAATTTGTACCTAG En rojo se muestran las nuevas “letras” que se han ido uniendo de la manera “correcta” o complementaria (A con T y C con G). De este modo, cada una de las cadenas originales ha servido de MOLDE para crear otra por lo que se dice que la REPLICACIÓN DEL ADN ES SEMICONSERVATIVA A veces se producen errores en este proceso, dando lugar a genes alterados, distintos al original. Son las MUTACIONES .

8. Estos son algunos de los dibujos de la replicación o duplicación del ADN que pueden encontrarse en Internet:

9. REPLICACIÓN DEL ADN

10. REPLICACIÓN DEL ADN

11. Transcripción ADN ARN Los genes del ADN son capaces de sacar copias de su información en forma de otra molécula: El ARN (ácido ribonucleico) GGCGCCUAAAUUUG Las cadenas de ARN son más cortas que las de ADN y están formadas por una cadena simple (no doble como ocurría con el ADN) La letra U (Uracilo) sustituye a la T en el ARN

12. 1º se abre una parte de la doble cadena de ADN: 2º se copia la información del gen añadiendo letras, de forma complementaria, para formar ARN: ATTCGCGGCATTAATCCGATACCTAGTACCGCGGATTTAAACATGGATC TAAGCGCCGTAATTAGGCTATGGATCATGGCGCCTAAATTTGTACCTAG Cuando se transcribe el ADN a ARN ocurre esto: ATTCGCGGCATTAATCCGATACCTAGTA CCGCGGATTTAAACATGGATC ATTCGCGGCATTAATCCGATACCTAGTA TAAGCGCCGTAATTAGGCTATGGATCAT TAAGCGCCGTAATTAGGCTATGGATCAT GGCGCCTAAATTTGTACCTAG La doble cadena de ADN NO se terminará abriendo del todo. Sólo se transcribe a ARN la información de algunos genes. ADN ATTCGCGGCATTAATCCGATACCTAGTA CCGCGGATTTAAACATGGATC ATTCGCGGCATTAATCCGATACCTAGTA GGCGCCUAAAUUUG TAAGCGCCGTAATTAGGCTATGGATCAT TAAGCGCCGTAATTAGGCTATGGATCAT GGCGCCTAAATTTGTACCTAG C G U A La letra U (Uracilo) sustituye a la T en el ARN ARN Gen trascrito a ARN Gen que va a transcribirse Transcripción

13. Transcripción GGCGCCUAAAUUUG Finalmente, el ARN sale fuera del núcleo. Gracias a los ribosomas, en el citoplasma, la información que lleva el ARN es “leída” por los ribosomas para formar proteínas en el proceso llamado TRADUCCIÓN o SÍNTESIS DE PROTEÍNAS ARN ribosomas Este ARN también se llama ARN mensajero , porque lleva un mensaje para fabricar proteínas. Núcleo celular Citoplasma Clic aquí para ver un vídeo de la Transcripción

14. Ocurre en el citoplasma celular, fuera del núcleo. La información del ARN mensajero es “leída” por los ribosomas para fabricar proteínas. Cada grupo de tres bases (o “letras”) del ARN mensajero determina la unión, a la cadena proteica, de uno de los 20 aminoácidos que existen ( CÓDIGO GENÉTICO ) Clic aquí para ver un vídeo de la traducción o síntesis de proteínas Traducción

15. TRADUCCIÓN O SÍNTESIS DE PROTEÍNAS

18. ANEUPLOIDÍAS HUMANAS MÁS FRECUENTES ALTERACIÓN SÍNDROME CUADRO CLÍNICO Trisomía del 21 (1,5/10000 nacidos) Down Retraso mental Rasgos faciales mongoloides Alteraciones oculares, cardiacas, braquicefalia Trisomía del 18 (1/6667 nacidos) Edwards Deficiencia mental profunda Malformaciones renales y cardiacas Trisomía del 13 (1/4600 nacidos) Patau Deficiencia mental profunda Malformaciones cardiacas, genitales, cerebrales y renales. XO (0,3/1000 nacidos) Turner Genitales infantiles Esterilidad Estatura baja XXX (1/1000 nacidos) Triple X Retraso mental. Alteraciones neuropsíquicas XXY (1,4/10000 nacidos) Klinefelter Genitales pequeños Retraso mental moderado XYY (1/2000 nacidos) Duplo Y Trastornos de conducta (agresividad) Estatura elevada

19. AMNIOCENTESIS Prueba diagnóstica para detectar mutaciones cromosómicas estructurales y numéricas en el embrión

21. CARIOTIPO HUMANO

22. INGENIERÍA GENÉTICA : Son las técnicas que permiten manipular el ADN , modificando el genoma de los seres vivos. ADN RECOMBINANTE : Es ADN que tiene distinta procedencia. Por ejemplo es introducir ADN de un humano (gen de la insulina) en una bacteria para que produzca esta hormona para su uso por los diabéticos. Para ellos es necesario dos cosas: 1 . Cortar el ADN e introducir en el genoma la secuencia de ADN que quiero. Esto se hace gracias a las ENDONUCLEASAS DE RESTRICCIÓN ( reconocen y cortan secuencias específicas de ADN) De esta manera podemos introducir en ese hueco el nuevo ADN.

23. 2 . Amplificación del ADN : es necesario para poder trabajar con el ADN fabricar muchas copias de la secuencia de ADN que queremos introducir. Esto se consigue gracias a la PCR (reacción en cadena de la polimerasa)

26. BIOTECNOLOGÍA La biotecnología es un campo de aplicación de la biología que utiliza organismos vivos en beneficio humano. Hay dos tipos de biotecnología: Biotecnología tradicional Biotecnología actual Basada en el uso de microorganismos. Basada en los logros obtenidos por la ingeniería genética . Aplicaciones: 1. Alimentación. 2. Farmacia e industria química. 3. Medio ambiente. Aplicaciones: 1. Agricultura y ganadería 2. Aplicaciones biosanitarias.

27. Desde tiempos remotos, y sin conocer su fundamento, el ser humano ha utilizado procesos biotecnológicos para fabricar productos de uso común. Se basa en aprovecharnos del proceso de FERMENTACIÓN que realizan las levaduras y algunas bacterias BIOTECNOLOGÍA TRADICIONAL 1. Alimentación Bebidas alcohólicas: Lácteos: Pan: Es un producto biotecnológico en el que participa la levadura Saccharomyces cerevisiae . A partir de la leche y gracias a la acción de algunas bacterias, se fabrican productos lácteos como el queso y el yogur. Se producen por la fermentación realizada por Saccharomyces cerevisiae. Esta levadura utiliza los glúcidos de diversos productos (mosto, malta, etcétera).

28. BIOTECNOLOGÍA TRADICIONAL Además de algunos alimentos, hay otros muchos productos obtenidos por biotecnología: 2. Farmacia e industria química Productos químicos industriales Antibióticos : Vacunas: Las vacunas son microorganismos (atenuados o muertos) o parte de ellos sin virulencia. Los antibióticos son producidos por ciertos microorganismos como los mohos (Penicilium) Algunos microorganismos producen sustancias que se utilizan en la industria.

29. BIOTECNOLOGÍA TRADICIONAL La utilización de microorganismos también se realiza en actividades relacionadas con la conservación del medio ambiente: 3. Medio ambiente Degradación de hidrocarburos : Reciclaje de agua: Residuos : La descomposición de la materia orgánica de las basuras se realiza mediante microorganismos y se transforma la materia orgánica en COMPOST (abono) En las plantas de tratamiento de aguas se utiliza la acción bacteriana que se alimentan de la materia orgánica del agua reduciendo significativamente la contaminación de las aguas residuales . Algunas bacterias son capaces de degradar hidrocarburos, y son muy útiles en la lucha contra vertidos de petróleo.

31. BIOTECNOLOGÍA ACTUAL • Organismos transgénicos Son animales o plantas con genes procedentes de otro organismo , que adquieren características que no tenía la especie original (resistencia a plagas, mayor producción de leche, crecimiento más rápido, etcétera). Aplicaciones agrícolas y ganaderas II Proceso de obtención de una planta transgénica resistente a insectos. 1. Se corta el ADN y se selecciona el fragmento que porta el gen para la s íntesis de una sustancia insecticida. 2. Se introduce el ADN de la bacteria en la c élula vegetal. 3. Se inserta el material gen ético de la bacteria en el ADN de la planta. 4. Se cultivan las plantas en el laboratorio. 5. Se obtienen plantas resistentes al insecto.

32. BIOTECNOLOGÍA ACTUAL La salud humana es la gran beneficiada de la biotecnología actual. Hay grandes esperanzas sobre las aportaciones de la ingeniería genética . Aplicaciones Biosanitarias Correcci ón genética en el ser humano. 1. Se realiza un cultivo celular con el óvulo fecundado. 4. Se extrae el n úcleo de la célula corregida y se introduce en un óvulo sin núcleo. 2. Se introduce en el cultivo un vector con el gen sano. 3. Se obtiene un cultivo transformado. Condiciones de la terapia génica • Que la enfermedad esté causada por una anomalía génica. • Que se haya localizado el gen defectuoso. • Que se pueda clonar el gen «normal» no defectuoso. • Que la introducción de este gen sea técnicamente posible. • Que el gen no provoque reacciones adversas. Aplicaciones de la Biotecnología en la medicina • Diagnóstico de enfermedades causadas por genes defectuosos. • Obtención de sustancias (hormonas, enzimas, proteínas…) como la insulina. • Prevención de enfermedades genéticas (la corrección genética en el ser humano).

33. REPRODUCCIÓN ASISTIDA ¿En qué consiste? Son las técnicas aplicadas para solucionar los problemas de esterilidad en la pareja cuando lleven más de 12 meses intentando tener descendencia. Causas de la esterilidad HOMBRES : fatiga, estrés, exceso de alcohol y drogas, causas orgánicas (criptorquidea, aplasia germinal…), malformaciones o infecciones. MUJERES : Edad, desnutrición, anemia, malformaciones de útero y ovarios, alteraciones endocrinas, infecciones…

37. ANIMACIÓN 3D FIV

38. MICROINYECCIÓN ESPERMÁTICA INTRACITOPLÁSMICA

42. Video: células madre