BIOTECNOLOGIA

1. Ingeniería genética y Biotecnología

2. Campo de la Biología que utilización los seres vivos para
obtener productos útiles al ser humano
Biotecnología
Ingeniería genética
Conjunto de técnicas, nacidas de la Biología molecular, que
permiten manipular el genoma de un ser vivo.

3. Ingeniería genética
Biotecnología
Utilización de los seres vivos para
obtener productos útiles al ser
humano
Utilización de los seres vivos para
obtener productos útiles al ser
humano
Alimentos: pan, productos
lácteos,…
Medicamentos: vacunas,
antibióticos,…
Bebidas: bebidas alcohólicas
Alimentos: pan, productos
lácteos,…
Medicamentos: vacunas,
antibióticos,…
Bebidas: bebidas alcohólicas
Tecnología del
ADN
recombinante
(década 70)
Si hay modificación de genes
Animales y plantas
transgénicas
Animales y plantas
transgénicas
No hay modificación de genes
Biotecnología tradicional
Biotecnología actual

4. Tecnología del ADN recombinante
http://www.youtube.com/watch?v=_Q0ScibrEns

5. Podemos entonces generalizar los pasos de la ingeniería genética de la siguiente manera:
1. Identificar un carácter deseable en el organismo de origen.
2. Encontrar el gen responsable del carácter deseado (gen de interés). En este proceso se
necesita una clonación del gen deseado (clonación génica).
3. Combinar dicho gen con otros elementos necesarios (vector) para que éste sea funcional
en el organismo receptor.
4. Transferir el gen de interés, previamente introducido en el vector adecuado, al
organismo receptor.
5. Crecer y reproducir el organismo receptor, supuestamente modificado.
6. Seleccionar los organismos receptores que han asimilado el gen deseado.

6. Enzimas de restricción
1. Endonucleasas que cortan el ADN por una secuencia (siempre la
misma) corta y conocida.
2. Las secuencias de corte son palindrómicas
3. El corte puede ser:
o Liso
o Escalonado (extremos cohesivos o pegajosos)
Posteriormente, los fragmentos de distintos
ADN cortados con la misma enzima se
podrán unir mediante otro enzima, una
ADN ligasa

7. ADN recombinante

8. Clonación de ADN
En ingeniería genética se entiende por clonación la obtención
de múltiples copias de un gen específico o de un fragmento
de ADN en el interior de un organismo hospedador.
Estos organismos deben cumplir las siguientes características:
1.Crecimiento rápido
2.No debe ser patógeno
3.Debe favorecer la entrada del transgén
4.Debe ser muy bien conocido
5.Debe ser fácilmente manipulable
Escherichia coli

9. Vectores de clonación
• Son moléculas transportadoras que transfieren y replican fragmentos
de ADN que llevan insertados.
• Debe ser capaz de replicarse junto con el fragmento de ADN que
transporta.
• Tiene que tener secuencias de reconocimiento que permitan la
inserción del fragmento de ADN a clonar.
Para insertar un fragmento
de ADN al vector, se utiliza
una enzima de restricción, y
se mezcla con fragmentos de
ADN producidos con la
misma enzima.
Tipos de vectores de clonación
• Plásmidos
• Virus bacteriófagos
• Cósmidos
• YAC’s (cromosomas artificiales de levadura)
• Cromosomas artificiales de bacterias (BAC’s)
• Cromosomas artificiales humanos

10. Clonación de los fragmentos de ADN
1. Inserción de genes marcadores en el
vector (plásmido o lo que sea).
Generalmente de resistencia a
antibióticos
2. Se cortan el ADN humano y el vector
con el mismo plásmido.
3. Se mezclan los fragmentos.
4. Obtención de plásmidos
recombinantes.
5. Se juntan los plásmidos con bacterias.
6. Incorporación de los plásmidos por
transformación bacteriana.
7. Cultivo de bacterias en presencia de un
antibiótico.
8. Las bacterias que no han incorporado el
plásmido mueren (no son resistentes).

11. Es una técnica que permite duplicar un número ilimitado de veces un
fragmento de ADN en un tubo de ensayo. Mediante esta técnica pueden
generarse millones de moléculas idénticas, a partir de una molécula de ADN y
además en muy poco tiempo.
La reacción es un proceso cíclico:
1.La molécula de ADN que va a copiarse se calienta
para que se desnaturalice y se separe las dos hebras.
2.Cada una de las hebras es copiada por la ADN-
polimerasa. (Se utiliza la ADN-polimerasa de una
bacteria que vive en aguas termales, Thermus
aquaticus, así la enzima puede trabajar a altas
temperaturas).
3.Las cadenas recién formadas son separadas de
nuevo por el calor y comienza otro nuevo ciclo de
copias.
Reacción en cadena de la
polimerasa (PCR)

13. Aplicaciones de la PCR
Amplificación de:
• ADN antiguos (mamuts, momias, fósiles…
•ADN obtenidos de la escena de un crimen
(medicina forense).
•ADN de células embrionarias (diagnostico
prenatal de trastornos genéticos)
•ADN de genes virales (en células infectadas
por virus difíciles de detectar, como el VIH)
Animación de la PCR: http://www.maxanim.com/genetics/PCR/pcr.swf

14. Utilización de los seres vivos para obtener
productos útiles al ser humano
Utilización de los seres vivos para obtener
productos útiles al ser humano
No hay modificación de genes
Biotecnología tradicional
Los individuos que se utilizan han sido escogidos mediante técnicas de selección
artificial, esto quiere decir que el hombre ha potenciado el desarrollo de estos
organismos por el beneficio que le proporcionan.
Ganadería y
Agricultura
Ganadería y
Agricultura
Industria AlimentariaIndustria Alimentaria
Industria
Farmacéutica
Industria
Farmacéutica
Conservación del
medio ambiente
Conservación del
medio ambiente

16. Biotecnología actual
Ingeniería genética
Si hay modificación de genes

17. Medicina
•Investigación y diagnóstico de enfermedades.
•Medicina forense y pruebas de paternidad.
•Estudios históricos y arqueológicos.
•Producción de medicamentos: vacunas,
antibióticos, otros (insulina),…
•Curación de enfermedades: Terapia génica

18. 1. Secuencia de la proteína (insulina)
2. Síntesis de los ADN
3. Obtención de plásmidos recombinantes con los
genes para formar las dos cadenas de la
insulina.
4. Expresión en E. coli
5. Purificación y procesado químico
6. Obtención de insulina activa

19. 1. Los seres humanos difieren en un 0.1% del
genoma.
2. Estas diferencias están localizadas en regiones
cromosómicas concretas.
3. Estas zonas se usan como marcadores genéticos
4. Con la identificación de los marcadores se hace la
huella genética (método de Southern blot)
5. La comparación de huellas genéticas permite
resolver casos policiales y de paternidad.
6. A veces es útil en caso de estudios históricos y
arqueológicos.

23. Organismos transgénicosOrganismos transgénicos
Resistencia a
herbicidas
Resistencia a
herbicidas
Mejora del
producto
Mejora del
producto
Plantas
farmacéuticas
Plantas
farmacéuticas
Se introduce un gen de
E. coli que permite
usar mayores
concentraciones de
herbicidas sin dañar a
la planta de interés, y
eliminando malas
hierbas.
Se introduce un gen de
E. coli que permite
usar mayores
concentraciones de
herbicidas sin dañar a
la planta de interés, y
eliminando malas
hierbas.
Las plantas producen
sustancias medicinales,
vacunas o anticuerpos
(planticuerpos).
Las plantas producen
sustancias medicinales,
vacunas o anticuerpos
(planticuerpos).
Se mejora el valor
nutricional del
producto, por ejemplo
añadiendo beta-
caroteno al arroz
Se mejora el valor
nutricional del
producto, por ejemplo
añadiendo beta-
caroteno al arroz
Agricultura y Ganadería
•Organismos transgénicos:
•Obtención de órganos.
•“Fábricas” de medicamentos.
Actualmente también se utilizan como “fábricas” para obtener medicamentos,
órganos, ….

26. MEJORA DE
RAZAS
MEJORA DE
RAZAS
PRODUCCIÓN DE
MEDICAMENTOS
PRODUCCIÓN DE
MEDICAMENTOS
ESTUDIO DE
ENFERMEDADES
HUMANAS
ESTUDIO DE
ENFERMEDADES
HUMANAS
Obtener razas mas
resistentes, mas
productivas, con
mayor desarrollo,
resistentes a
condiciones más
difíciles
Obtener razas mas
resistentes, mas
productivas, con
mayor desarrollo,
resistentes a
condiciones más
difíciles
Se estudia la expresión
de genes humanos en
organismos
transgénicos
Se estudia la expresión
de genes humanos en
organismos
transgénicos
Se usan animales
transgénicos.
Se pueden obtener
sustancias de interés
como proteínas
humanas para combatir
enfermedades:
Enfisema hereditario
Factores de coagulación
Se usan animales
transgénicos.
Se pueden obtener
sustancias de interés
como proteínas
humanas para combatir
enfermedades:
Enfisema hereditario
Factores de coagulación
Agricultura y Ganadería
•Organismos transgénicos:
•Obtención de órganos.
•“Fábricas” de medicamentos.

27. ClonaciónClonación
Consiste en obtener individuos genéticamente iguales que el de partida, el cual
tiene las características que me interesa.

29. BiorremediaciónBiorremediación BioadsorciónBioadsorción BiolixiviaciónBiolixiviación
Uso de bacterias
modificadas para
degradar materia
orgánica (petróleo)
Uso de bacterias
modificadas para
degradar materia
orgánica (petróleo)
Obtención de metales
a partir de minerales
de baja ley
Obtención de metales
a partir de minerales
de baja ley
Fijación de metales
pesados a la superficie
de la célula para
limpieza de suelos
Fijación de metales
pesados a la superficie
de la célula para
limpieza de suelos
Medio ambiente
•Biorremediación
•Bioadsorción
•Biolixiviación

30. MÉTODO DE SOUTHERN
BLOT