Trabajo que describe el uso de la bacteria Escherichia coli en la producción de insulina con ADN Recombinante.

1. PRODUCCIÓN DE INSULINAA PARTIR DE
ORGANISMOS BACTERIANOS:
ESCHERICHIA COLI
Carlos Alberto Jibaja Sánchez
2017

2. INSULINA

3. Insulina
• La insulina es una
hormona polipeptídica
formada por 51
aminoácidos, producida
y secretada por las
células beta de los
islotes de Langerhans
de la glándula
denominada páncreas.

4. Insulina
• La insulina ayuda a que
los azúcares obtenidos
a partir del alimento que
ingerimos, lleguen a las
células del organismo
para suministrar
energía.
• Permite disponer a las
células de la glucosa
necesaria para que
podamos movernos,
manteniendo su
concentración regular
en nuestra sangre.

5. Estructura de la insulina
• La insulina es una
hormona de naturaleza
proteica formada por 2
cadenas polipeptídicas
que en total tienen 51
aminoácidos: cadenas A
tiene 21 aminoácidos y la
cadena B que tiene 30
aminoácidos, unidas por
puentes disulfuro
establecidos entre varios
residuos de cisteína.

6. Producción de insulina en el ser humano

7. DIABETES

8. Diabetes
• La diabetes es una enfermedad en la que
los niveles de glucosa (azúcar) de la sangre
están muy altos y el cuerpo no puede
regularla y por ello no puede movilizarla
desde la sangre hasta el músculo y a las
células de grasa para quemarla o
almacenarla como energía.
• Esto se debe a que:
 El páncreas no produce suficiente insulina
 Las células no responden de manera normal a la
insulina
 Ambas razones anteriores

9. Tipos de diabetes
Diabetes tipo 1
• En esta enfermedad, el
cuerpo no produce o
produce poca insulina. Esto
se debe a que las células
del páncreas que producen
la insulina dejan de trabajar.
Se necesitan inyecciones
diarias de insulina. La causa
exacta se desconoce.
Diabetes tipo 2
• Es mucho más común. Con
la diabetes tipo 2, el cuerpo
es resistente a la insulina y
no la utiliza con la eficacia
que debería.
• La diabetes gestacional es el nivel
alto de azúcar en la sangre que
se presenta en cualquier
momento durante el embarazo en
una mujer que no tiene diabetes.

10. PRODUCCIÓN DE
INSULINAALTERNATIVA

11. Producción de Insulina Alternativa
Insulina Animal
• Durante muchos años la insulina
que se ha empleado para el
tratamiento de la diabetes, se
extraía del páncreas de diversos
animales, principalmente del
buey (Insulina bovina), y sobre
todo del cerdo (Insulina porcina).
• La insulina porcina es casi
idéntica a la insulina humana y
posee el mismo efecto sobre el
azúcar en sangre.

12. Producción de Insulina Alternativa
Usando Escherichia coli mediante ADN
Recombinante
• En el año 1978, gracias al
desarrollo de la ingeniería
genética se consigue la
síntesis de la insulina
mediante técnicas
biotecnológicas.
Transferencia y
Clonación del
gen Insulina
Producción
por separado
de la cadena
A y B

13. La Escherichia coli
• La Escherichia coli (E.
coli) es un bacilo gram-
negativo de la familia de
las enterobacterias que
se encuentra en el tracto
gastrointestinal de
humanos y animales de
sangre caliente.
Características de la Escherichia coli
Tipo de reproducción Fisión Binaria o Bipartición
Temperatura del entorno 35°C – 43 °C
Tiempo de reproducción 20 minutos
Temperatura límite de crecimiento 7°C
Temperatura de eliminación 70°C
pH 7.2
Actividad del agua (aw) 0.99
pH para detener el desarrollo inferiores a 3.8, o superiores a 9.5
Actividad del agua (aw) para detener
desarrollo
inferiores a 0.94

14. MÉTODOS PARA OBTENER
INSULINA RECOMBINANTE

15. 1.Producción por separado de las cadenas A y
B de la Insulina
• Consiste en
producir por
separado ambas
cadenas para,
posteriormente
asociarlas
químicamente y
producir insulina
activa.
Plásmido pBR322
mostrando algunos
sitios de restricción
útiles para la
clonación.
Gen A y Gen B
de la insulina
dentro de un
plásmido

16. 1.Producción por separado de las cadenas A y
B de la Insulina

17. 2.Transferencia y Clonación del gen Insulina
• Se basa en la producción de
pre-proinsulina que es
procesada hasta insulina
madura mediante métodos
enzimáticos.
• Si bien estos son los pasos a
seguir para la obtención de
insulina recombinante, al
insertar en el plásmido
bacteriano el gen entero de la
insulina, se obtendría como
resultado la pre-proinsulina.

18. Humulin, fármaco obtenido por la acción del
ADN Recombinante
• El resultado es una
insulina humana
(denominada
comercialmente Humulin),
más barata de producir,
potente y segura, ya que
no muestra los problemas
que producían las
homólogas animales.

19. Otras Alternativas
• Científicos argentinos han
obtenido vacas transgénicas que
producen leche enriquecida en
pro-insulina humana, que evitarían
tener que purificar la proteína,
pues únicamente habría que
consumir la leche.
• Así mismo ocurre con el cártamo
(Carthamus tinctorius L., azafrán
bastardo), que se ha modificado
para que produzca insulina
humana en sus semillas.

20. Producción de la insulina recombinante
• La producción de insulina humana en E.
coli a partir de 1980 y su aprobación para
uso clínico en 1982 revolucionaron la
biotecnología.
• La insulina es el primer caso de proteína
producida por ingeniería genética, esto fue
posible por el desarrollo de técnicas que
permitieron transferir información genética
de un organismo a otro y expresar esa
información en el organismo huésped.

21. CONCLUSIONES

22. Conclusiones
• La insulina ayuda a que los azúcares obtenidos a partir
del alimento que ingerimos lleguen a las células del
organismo para suministrar energía.
• Anteriormente, la insulina que se ha empleado para el
tratamiento de la diabetes, se extraía del páncreas de
diversos animales, principalmente la Insulina bovina, y
sobre todo la Insulina porcina. La insulina porcina es casi
idéntica a la insulina humana y posee el mismo efecto
sobre el azúcar en sangre.

23. Conclusiones
• Existen dos rutas para la obtención de insulina humana
utilizando microorganismos modificados por ingeniería
genética: Producción por separado de las cadenas A y B de la
Insulina y Transferencia y Clonación del gen Insulina.
• La producción por separado de las cadenas A y B de la
Insulina, consiste en producir por separado ambas cadenas
para, posteriormente asociarlas químicamente y producir
insulina activa.
• La transferencia y clonación del gen Insulina, se basa en la
producción de pre-proinsulina que es procesada hasta insulina
madura mediante métodos enzimáticos.