Ingeniería Genética

1. LA INGENIERÍA GENÉTICA
La Ingeniería genética es la tecnología del
control y transferencia de ADN de un organismo a
otro, lo que posibilita la corrección de los defectos
genéticos y la creación de nuevas cepas
(microorganismos), variedades (plantas) y razas
(animales) para una obtención más eficiente de
sus productos La transferencia de forma artificial
se realiza mediante la técnica del ADN
recombinante. A ésta se han ido sumando otras
técnicas tales como el uso de las enzimas de
restricción, el PCR, la transferencia por vectores y
otros.

2. FRAGMENTACIÓN DE ADN
Se basa en la capacidad de ciertas bacterias que contienen enzimas llamadas
Endonucleasas de restricción que cortan el ADN por sitios específicos que reconocen,
obteniéndose fragmentos de restricción. Para que se puedan unir después los fragmentos
de ADN extraño y el ADN que se utilizará como vector, se han de cortar ambos con la
misma enzima. Comparando dichos fragmentos, se construyen los mapas de restricción,
los cuales se usan para comparar genomas de especies diferentes y establecer cambios
evolutivos así como para detectar mutaciones cromosómicas como delecciones e
inserciones.

3. REACCIÓN DE CADENA DE POLIMERASA (PRC)
Mediante la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR en inglés) se
pueden obtener grandes cantidades de ADN que permiten diferentes análisis, a partir
de cantidades mínimas. Se basa en el proceso de replicación del ADN, para ello se
utilizan unos oligonucleótidos que se han de diseñar como cebadores que inician la
replicación "in vitro". La replicación se repite multitud de veces duplicando en cada
ciclo la cantidad de ADN obtenido.
Figura : Clonación de ADN por la reacción en cadena de la polimerasa
Esta síntesis artificial de ADN se ha de
realizar a altas temperaturas para que las
dos cadenas de ADN no se enrollen entre
sí, lo cual puede realizarse gracias a una
enzima ADN polimerasa llamada TAQ,
obtenida de una bacteria termófila.
Esta técnica tiene múltiples utilidades:
realizar pruebas de paternidad o averiguar
la autoría de un delito; diagnosticar
enfermedades hereditarias antes del
nacimiento, analizar restos de tejidos en
huesos para hacer estudios filogenéticos;
realizar secuenciaciones de genomas

4. TRANSFORMACIÓN CON VECTORES
La transformación de bacterias con ADN extraño se produce en muy pocas células (baja
eficacia) en condiciones de laboratorio. Por ello, se emplean vectores genéticos que
funcionan como taxistas que transportan a un cliente el ADN recombinante.
Los vectores más usados son:
1.- Plásmido (fragmento extra de ADN bicatenario circular de unos 4,3 kb, que existe en
algunas especies de bacterias).
2.- Cósmido (similar al plásmido pero de mayor longitud, unos 40 kb).
3.- Virus vector ( en este caso el ADN extraño que se quiere transferir se incorpora al ADN
vírico y funciona como ADN recombinante).
Si la introducción de ADN extraño se
realiza en células eucariotas no
reproductoras se denomina al
proceso transfección.
Si la introducción se realiza en
células reproductoras de plantas y
animales, la alteración génica va a
estar presente en todas células del
cuerpo, en este caso se habla de
transgénesis

5. ANÁLISIS DE ADN
La técnica se llama Southern blot. Se utilizan sondas de DNAc
(moléculas de DNA marcadas con radioactividad y con una
secuencia conocida) para identificar qué bandas del gel
contienen secuencias complementarias a la de la sonda .

6. Este proyecto de investigación tuvo como
objetivo averiguar la secuenciación
completa de nucleótidos de los 23 pares de
cromosomas humanos, para conocer la
composición química exacta de todos los
genes (genoma) y su ubicación en cada uno
de los cromosomas, así como toda la
información adicional extra no codificante y
estudiar su función.
En junio del año 2001 se presenta una
primera aproximación de la secuencia
completa, descubriéndose que tenemos
muchos menos genes (unos 30.000) de los
inicialmente previstos (100.000).
Ubicación de algunas enfermedades genéticas
conocidas en el mapa genético humano

7. La industria farmacéutica produce
actualmente toda una gama de
sustancias que obtiene de
microorganismos como son:
sustancias antimicrobianas (sobre
todo antibióticos de diversos tipos),
vacunas, vitaminas, hormonas
peptídicas (como la insulina, la
hormona del crecimiento o
somatotropina), factores
hipotalámicos (como la
somatostatina) y enzimas.
Figura: Síntesis de la somatostatina en
Escherichia coli

8. POLIMORFISMOS
Un polimorfismo es una variación en la secuencia de un lugar determinado del ADN entre los individuos de una
población.
Aquellos polimorfismos que afectan a la secuencia codificante o reguladora y que producen cambios importantes
en la estructura de la proteína o en el mecanismo de regulación de la expresión, pueden traducirse en diferentes
fenotipos (por ejemplo, el color de la piel).
Un polimorfismo puede consistir en la sustitución de una simple base nitrogenada (por ejemplo, la sustitución de
una adenina por una citosina) o puede ser más complicado (por ejemplo, la repetición de una secuencia
determinada de ADN, donde un porcentaje de individuos tenga un determinado número de copias de una
determinada secuencia.
Los cambios poco frecuentes en la secuencia de bases en el ADN no se llaman polimorfismos, sino más bien
mutaciones. Para que verdaderamente pueda considerarse un polimorfismo, la variación debe aparecer al menos
en el 1% de la población.
Secuencias polimórficas.- Son secuencias de ADN que,
normalmente, no codifican para un producto génico, se
distribuyen de forma más o menos aleatoria a lo largo
del genoma y presentan como característica singular el
hecho de ser polimórficas.
Existen técnicas de Ingeniería genética ( Diagnóstico
molecular) que se valen de estudiar las secuencias
polimórficas de un genoma , como por ejemplo el
polimorfismo del tamaño de los fragmentos de
restricción (RFLP).- y el polimorfismo de repetición.

9. TERAPIA GÉNICA
La terapia genética es una técnica experimental que utiliza los genes para
tratar o prevenir enfermedades. La forma más común de terapia genética
incluye la inserción de un gen normal para sustituir a uno anormal. Otros
tipos incluyen:
•Intercambio de un gen anormal por uno normal
•Reparación de un gen anormal
•Alteración del grado en el que se active o se desactive un gen

10. Las vacunas contienen un agente patógeno causante de una enfermedad infecciosa, pero o
está muerto o está atenuado (son cepas muy poco virulentas). También se puede vacunar
con subunidades del patógeno, éstas pueden hoy día fabricarse mediante ingeniería
genética en gran cantidad. Las subunidades son proteínas con poder antigénico. Así, se ha
conseguido obtener la vacuna de la hepatitis B mediante la tecnología del ADN
recombinante. El gen de la subunidad proteica del virus de la hepatitis fue introducido en la
bacteria EEsscchheerriicchhiiaa ccoollii y en la levadura Saccharomyces cerevisiae, las cuales produjeron
en cultivo la proteína del virus.

11. En el esclarecimiento de un crimen puede ser crucial la prueba que aporte el biólogo forense al determinar la huella
genética del criminal a partir de un resto de saliva en un cigarrillo (contiene células de la mucosa bucal), una mancha
de sangre (leucocitos), restos de semen (espermatozoides) o un simple pelo (células del folículo piloso). La técnica
que se aplica es la del perfilado del ADN o prueba del ADN . Se basa en la presencia de regiones en el material
genético no codificante que se denominan minisatélites , y que contienen muchas repeticiones en tándem de una
pequeña secuencia de nucleótidos. Para su detección se utilizan sondas génicas (oligonucleótidos marcados con
átomos radiactivos), de modo que cada sonda detecta un minisatélite. Estos minisatélites son de diferente longitud en
cada persona puesto que el número de repeticiones en tándem es variable.
Estas técnicas también pueden utilizarse para realizar pruebas de paternidad y para identificar a personas
desaparecidas de las que se tengan sus huesos; esto ocurrió con los restos óseos de los miembros de la familia del
último zar de Rusia asesinados por los bolcheviques.

13. Clonación:
El proceso por el que se consiguen copias idénticas de un organismo ya desarrollado,
de forma asexual.
Tipos de Clonación:
Partición (fisión) de embriones tempranos:
Los individuos son muy semejantes entre sí, pero diferentes a sus padres. Es preferible emplear la
expresión gemelación artificial, y no debe considerarse como clonación en sentido estricto. Ocurre
naturalmente en plantas e invertebrados.
Clonación verdadera:
Transferencia de núcleos de células de individuos ya nacidos a óvulos o zigotos enucleados. Se
originan individuos casi idénticos entre sí (salvo mutaciones somáticas) y muy parecidos al
donante (del que se diferencian en mutaciones somáticas y en el genoma mitocondrial, que
procede del óvulo receptor).
Paraclonación:
Transferencia de núcleos procedentes de blastómeros embrionarios o de células fetales en
cultivo a óvulos no fecundados enucleados y a veces, a zigotos enucleados. El “progenitor”
de los clones es el embrión o feto.

14. Posible usos de los diversos tipos de
Clonación
• Terapias para enfermedades mitocondriales
• Tejidos humanizados y Organos para
Xenotransplantes
• Transgénicos (Producción de Medicamentos)
• Producción ganadera
• Salvar especies de la extinción
• Clonación reproductiva
• Clonación terapéutica

15. También llamadas Troncales, Estaminales o Stem Cells
Células Madre:
Son Células capaces de:
• Generar como descendencia Células hijas especializadas en algún tipo tisular
• Autorrenovarse en el tiempo
Tipos de Células Madre.-
• Embrionales: son aquellas que forman parte de la masa celular interna de un embrión de 4-5
días de edad. Éstas son pluripotentes .
• Adultas: son células que se encuentra en tejidos u órganos que puede renovarse y pueden
diferenciarse para producir todos o algunos de los principales tipos de células especializadas de
tejidos u órganos.

16. Posible aplicación de las Células Madre Embrionales para Terapias
Investigación Biomédica : mecanismos de funcionamiento de los sistemas orgánicos en patologías.
Diseño de Nuevos Medicamentos
Terapias Celulares para Alzheimer, Parkinson y Enfermedades Neurodegenerativas
Ingeniería de Tejidos

17. Fenómeno de Transdiferenciación:
Plasticidad de las células madre de adultos que permite que las células
precursoras de un linaje, en condiciones determinadas, den origen a células
de otros linajes.
Algunos linajes de las Células Madre Adultas:
Cordón Umbilical dan Hematopoyéticas
Hematopoyéticas dan linajes sanguíneos e
inmunitarios como glóbulos rojos, plaquetas
y glóbulos blancos
Estroma de la Médula ósea dan tejidos
mesenquimáticos como hueso, cartílago,
músculo, ligamento, tendón y tejido .
adiposo
Sistema Nervioso Central dan neuronas,
astrocitos, oligodendrocitos, microglía y
astroglía.
•

18. La Ingeniería Tisular constituye un conjunto de conocimientos, técnicas y métodos de base
biotecnológica que permiten diseñar y generar en el laboratorio sustitutos tisulares, tejidos
artificiales de origen heterólogo o autólogo a partir de células madre y biomateriales.
La Medicina Regenerativa es un campo interdisciplinario emergente de investigación y
aplicaciones clínicas centrado en la reparación, reemplazo o regeneración de células, tejidos
u órganos para restaurar una función dañada por cualquier causa, incluyendo defectos
congénitos, trauma y envejecimiento. Ella utiliza una combinación de varios
procedimientos tecnológicos que van más allá del trasplante tradicional y las terapias
sustitutivas.