Transcript Biotecnología - Colegio Adventista La Serena

Biotecnología
27/05/2013
Objetivo:
 Explicar
los principios básicos de
ingeniería genética y sus aplicaciones
 Biotecnología
o Ingeniería genética, es
un método científico que modifica las
características
hereditarias
de
un
organismo en un sentido predeterminado
mediante la alteración de su material
genético.
Utilizada en….
 Clonación.
 Técnicas
de ADN recombinante.
 Aumento en la producción de cultivos.
 Elaboración de vacunas.
 Alteración de las características del
ganado.
Técnica de ADN recombinante
El primer paso consiste en identificar y aislar el DNA
responsable de un determinado fenotipo (es decir, que
codifique para la producción de una cierta proteína).
Una vez obtenido, el gen (o genes) responsable del fenotipo se
fusiona con otros fragmentos de DNA para formar moléculas
de DNA recombinante
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Plásmidos. Son moléculas de ADN circular, con un tamaño
menor que el del cromosoma. Se replican con independencia
del cromosoma bacteriano ya que tienen su propio origen de
replicación.
En la figura tenemos un gen(color rojo) que
interesa insertar en un plásmido (color
turquesa)
1. Se selecciona el gen que se desea transferir.
2. Se utiliza la enzima de restricción necesaria para cortar una
determinada secuencia de nucleótidos de una cadena de
ADN (N).
3. Por otra parte se toma una bacteria, Escherichia coli, y se
corta el plásmido con la misma enzima de restricción que se
utilizó para el gen.
4. Se añaden los fragmentos de ADN (N) al plásmido abierto.
5. El fragmento (N) se une al plásmido por medio de la enzima
ligasa. El plásmido con el fragmento N insertado se denomina
plásmido recombinante.
6. Al replicarse el ADN bacteriano en la interfase, también se
replica el ADN del plásmido recombinante. Al dividirse la
bacteria por fisión binaria, se divide también el plásmido que
posee el fragmento insertado (N)
7. Los plásmidos recombinantes formados pueden ser
introducidos en nuevas células huésped y clonados.
Oreja humana en el lomo de un ratón.
Alimentos transgénicos
 Producidos
a través de un
organismo modificado
genéticamente.
 Su
finalidad es obtener
alimentos en condiciones
adversas y aumentar la
productividad.
 Resistencia a insectos.
 ¿Qué
consecuencias tiene consumirlos a
temprana edad?
 Posiblemente pueden provocar
reacciones alérgicas, y resistencia a los
antibióticos.
Clonación
 Todas
las células de un
individuo derivan de
una célula inicial: el
cigoto.
 Se
obtiene por la
fusión de los pronúcleos.
 El
cigoto comienza a
dividirse .
 Dolly
fue el primer
animal en ser
generado a partir de
una célula somática.
 Sin fecundación.
 Célula obtenida dela
ubre.
 Transferencia nuclear.
Genoma humano
Genoma humano
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Los humanos poseemos
alrededor de diez billones de
células.
Cada célula mantiene la
información en
46cromosomas.
En cada cromosoma existe un
numero determinado de
genes que generan proteínas
y regulan procesos.
Se estima que el genoma
humano posee 3.200millones
de secuencias de base.
Genoma humano
Los objetivos del Proyecto fueron:
• Identificar los aproximadamente cien mil genes
humanos en el ADN. (Se pensaba que ese era el
número de genes).
• Determinar la secuencia de tres billones de bases
químicas que conforman el ADN.
• Acumular la información en bases de datos.
• Desarrollar de modo rápido y eficiente tecnologías
de secuenciación.
• Desarrollar herramientas para análisis de datos.
• Dirigir las cuestiones éticas, legales y sociales que
se derivan del proyecto
 ¿Qué
técnicas se utilizan para desarrollar
un alimento transgénico?
 La creación de un alimento transgénico
es posible gracias al desarrollo de
algunas técnicas de ingeniería genética.
La más utilizada es la denominada
técnica del “ADN recombinante”.
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¿Cómo se obtiene un alimento transgénico?
Para incorporar una nueva función a una planta,
por ejemplo maíz, los investigadores identifican un
gen con una característica y una función
específica en una especie animal o vegetal, por
ejemplo: un gen de una bacteria que habita en el
suelo denominado Bacillus Thuringiensis BT, que
produce toxinas contra insectos. Se aísla y se
corta este gen del bacilo y se inserta en el
material genético de un tipo de maíz. Este maíz
genéticamente modificado producirá la toxina Bt,
evitando las plagas de insectos, especialmente,
gusanos.
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¿Cómo se identifican semillas o plantas transgénicas?
Las empresas que elaboran estos productos modificados
genéticamente necesitan poder identificarlos y
diferenciarlas de las tradicionales, entonces agregan otro
gen denominado “gen marcador”, por ejemplo, un gen
que produce enzimas que destruyen antibióticos o “gen
para la resistencia antibiótica”. Así, cuando se necesita
identificar las semillas transgénicas, se ponen sus células
en un medio de cultivo con el antibiótico al que la semilla
es resistente. Si mantienen el crecimiento significa que son
semillas modificadas genéticamente. Pero existe otra
limitante a controlar y es que todas las células cuentan
además, con un sistema que inactiva los genes extraños
cuando éstos son introducidos. Entonces, para que la
célula acepte estos nuevos genes, se introduce otro gen
que inactiva a los genes inhibidores, el denominado “gen
promotor”, por ejemplo el Virus del Mosaico de la Coliflor,
cuya función es bloquear a los genes inhidores y permitir
que los nuevos genes trabajen en la planta donde fueron
introducidos.
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¿Quiénes crearon los alimentos transgénicos?
Como una nueva estrategia comercial y para aumentar
sus ventas, grandes empresas de productos químicos,
como por ejemplo herbicidas, desarrollaron plantas
transgénicas que son resistentes a las sustancias que ellas
mismas producen. De esta manera se puede rociar el
cultivo con el herbicida, eliminando todas las malezas pero
manteniendo resistente la semilla transgénica sembrada.
Esta estrategia asegura la venta de un paquete: semillas y
herbicida, relación comercial que se establece bajo
estrictos contratos. Estos contratos determinan por ejemplo
prohibiciones de resiembra a los agricultores, asegurando
de este modo la compra anual de semillas y su
correspondiente herbicida. Estos productos son
patentados, estableciéndose además, una serie de
condiciones de uso que limitan las prácticas agrícolas
tradicionales y que generan demandas judiciales hacia los
campesinos cuando éstas no se cumplen, por ejemplo,
guardar semillas de un año para otro. Podemos decir que
los alimentos transgénicos son una opción alimentaria
impuesta por los intereses comerciales de grandes
empresas.
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¿Tienen efectos los alimentos transgénicos en la salud humana?
Una de las grandes limitantes en este tema es que todos los estudios
relacionados con la salud humana han sido desarrollados por las empresas
productoras de transgénicos o por científicos o universidades contratadas
por ellas. Estos conflictos de intereses han hecho que existan muchas
incertidumbres en relación al tema. Los escasos estudios independientes
realizados apuntan a:
Resistencia a antibióticos. Los genes marcadores de resistencia a
antibióticos presentes en muchos de los alimentos transgénicos pueden ser
traspasados a bacterias del tracto gastrointestinal, causando resistencia a
antibióticos tanto en gérmenes de los suelos y animales, así como también
en seres humanos, limitando el uso de antibióticos como ampicilina,
tetracilina, amikacina y sus productos relacionados.
Alergias. Cada vez que en la transgenia se utilizan genes de un producto
que es conocido como alergénico debe ser cuidadosamente evaluado. Sin
embargo, a pesar de esta medida de precaución, han existido liberaciones
de transgénicos en el mercado que tienen una conocida capacidad
alergénica y originalmente se habían autorizado sólo para consumo animal.
A pesar de estas medidas, éstos se han comercializado erróneamente para
consumo humano debiendo ser retiradas todas las partidas presentes en el
mercado (Maíz Starlink año 2000). El punto es que cada vez que se
incorpora un nuevo gen a una cadena de ADN, se incorpora también la
capacidad de producir nuevos procesos metabólicos y nuevas sustancias,
situación que dependerá además del sitio del ADN donde quedan
incorporados estos nuevos genes y de la evolución y modificación que
tenga el transgénico en el tiempo. Esto puede generar nuevas sustancias
alergénicas o tóxicas, las que no siempre son evaluadas y controladas tanto
en el corto como en el largo plazo, en forma independiente y sin que
medien conflicto de intereses.
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¿Tienen efectos ambientales los cultivos transgénicos?
Existen muchas evidencias, claramente documentadas, de riesgos
ambientales o de alteración en la preservación de la biodiversidad
producida por estos tipos de cultivos:
Se han encontrado malezas resistentes a los herbicidas utilizados
en los cultivos transgénicos, lo que determina un uso en cantidad
cada vez importante del producto tóxico, contaminando la tierra
de cultivo. Esto hace necesario incorporar otros tipos de herbicidas
y sustancias aún más tóxicas.
Desaparición de variedades de plantas más antiguas, variedades
originarias, como consecuencia de polinización cruzada con
especies transgénicas.
Desaparición de variedades o cepas más antiguas por falta de
cultivo.
Desaparición de especies (insectos, plantas u otros organismos)
por efecto de estos nuevos compuestos químicos nocivos
(insecticidas) o como consecuencia del desplazamiento por
cultivo de plantas transgénicas.
Alteración en especies no transgénicas por transferencia de
genes.
Aparición de microorganismos resistentes a antibióticos que
alteran el equilibrio ecológico de los suelos.