Transcript BIOTECNOLOGIA

BIOTECNOLOGIA
• Conjunt de tècniques o processos que fan
servir organismes vius (o, part d’organismes
vius) per obtenir productes d’interès per a
les persones (medicines, aliments...)
• Això inclou tots els processos que han estat
utilitzats des de l’antiguitat, com els
processos de fermentació, que utilitzen
llevats o bacteris per a elaborar pa, cervesa...
o la millora genètica per millorar les collites
o el bestiar.
Alguns usos de la biotecnologia
•
•
•
•
•
•
Producció de substàncies terapèutiques.
Producció d’aliments
Eliminació de metalls pesants
Bioremediació
Producció d’energia
...
HISTÒRIA
Ja es cultivaven el blat i
la civada i es
domesticaven animals
herbívors com les
ovelles, les vaques, les
cabres... 10.000 aC
• 6000 aC: Art de fermentar. Els sumeris i
babilonis usaven llevats per fabricar cervesa.
• 4000 aC: Els egipcis van descobrir la manera
de fermentar pa amb llevat de cervesa.
• Segle XIV dC: Destil·lació de begudes
alcohòliques. Us de bactèries d’àcid acètic
per fabricar vinagre, de bactèries d’àcid
làctic per elaborar iogurt...
• La biotecnologia moderna suposa l’ús més
sofisticat dels recursos que els éssers
vius posen a la nostra disposició.
• L’aplicació que ha tingut més repercussió
és l’enginyeria genètica. El naixement
d’aquesta tecnologia es produeix a la
dècada dels 70.
• També són aplicacions de la biotecnologia
l’ús d’enzims o bacteris no modificats:
fabricació de formatges, iogurts,
tractament de residus...
L’ENGINYERIA GENÈTICA
L’enginyeria genètica és el conjunt de
tècniques i processos que s’utilitzen per
manipular l’ADN d’un organisme.
TIPUS DE MODIFICACIONS
• Afegir un o més gens (incorporar una
característica biològica)
• Modificar un gen (alterar una característica
biològica)
• Eliminar un gen (suprimir una característica
biològica)
• Un organisme transgènic és aquell al
qual s’ha modificat el genoma amb gens
procedents d’altres organismes.
• L’ADN sintetitzat de manera artificial amb
la unió d’ADN d’orígens diferents
s’anomena ADN recombinant.
EL PROCEDIMENT
• Els procediments d’enginyeria genètica comencen amb
l’aïllament i replicació d’un gen (clonació), o més, que
codifica unes proteïnes determinades.
• Un cop obtingut el gen que codifica la proteïna que es
vol produir s’uneix a altres molècules petites d´ADN
anomenades vectors, per formar un ADN híbrid o ADN
recombinant. Els vectors principals són els plasmidis i
l´ADN de certs virus, com els bacteriòfags.
• Els vectors s’introdueixen a la cèl·lula hoste,
generalment un bacteri o un llevat, i es multipliquen amb
la cèl·lula. I així s’obté una població de cèl·lules que
fabriquen la proteïna del gen que s’ha introduït en el seu
interior.
UTILITAT DELS BACTERIS
GENÈTICAMENT MODIFICATS
• Producció de fàrmacs, com antibiòtics, vacunes,
insulina, anticancerígens, etc.
•
Producció de plàstics i materials biodegradables
•
Bioremediació (reparació de desastres ecològics,
detoxidicació de productes químics, depuració
d’aigües residuals, etc.
•
Producció de ferments i additius alimentaris, com
enzims per fer formatge o vitamina C
• Bacteris fermentadors per accelerar i/o millorar les
qualitats organolèptiques del pa, la cervesa, el vi,
els derivats làctics, etc.
TRANSGÈNESI
EN PLANTES
UTILITAT
TRANSGÈNESI EN PLANTES
•
•
•
•
•
•
•
•
Resistència a herbicides
Resistència a plagues
Resistència a malalties
Canvis en la maduració,
floració, etc.
Canvis en la composició
alimentària
Obtenció de substàncies
farmacològiques
Resistència a condicions
ambientals (salinitat,
temperatura,
humitat/pluviositat)
Canvis ornamentals
• L’enginyeria genètica ja s’ha aplicat a nombroses plantes,
com l’arròs, el cotó, el blat de moro, la soja, el tabac, el
tomàquet, la patata, la remolatxa,… i se n’han produït
varietats amb noves característiques. Entre aquestes
característiques, podem destacar les següents:
Protecció contra certes plagues (insectes,
malalties o virus). S’insereix un gen bacterià
a aquestes plantes per a que fabriquin elles
mateixes proteïnes o substàncies que les
protegeixen de l’àtac de les plagues, i són
inofensives per a altres animals i les
persones.
Resistència a herbicides (productes que es
fan servir per a eliminar les males herbes). El
conreu no es veu afectat, ja que l’herbicida
només matarà a les males herbes que
creixen entre el cultiu que ens interessa.
• Producció d’aliments amb millors
característiques:
– Arròs daurat, que té un contingut alt de
vitamina A. Aquest arròs modificat
podria ajudar a prevenir la deficiència
de vitamina A en poblacions en que
l’arròs és la font d’alimentació principal.
– Retard en la maduració dels fruits. Un
exemple d’això són els tomàquets que
tardaven a madurar unes quantes
setmanes després d’haver estat
recollits.
Tomàquets transgènics que
podrien contribuir a la prevenció
del càncer (JOHN INNES
CENTRE NORWICH – Regne
Augment de la mida dels fruits
Unit)
TRANSGÈNESI
EN ANIMALS
UTILITAT DE LA
TRANSGÈNESIS EN ANIMALS
• Models animals de
malalties humanes
(ratolins knockout)
• Canvis en el creixement i
millora en les
característiques nutritives
• Obtenció de substàncies
farmacològiques –
Utilitzar animals per
obtenir proteïnes
terapèutiques (granges
farmacèutiques o
moleculars)
• Resistència a malalties
PRIMER MAMÍFER TRASGÈNIC
• 1980 – S’injecta DNA de ratolí a un
zigot de la mateixa espècie, s’inicia la
manipulació genètica dels mamífers.
• 1981 – Es demostra la integració i la
transmissió estable de gens injectats
en zigots de ratolí. S’obtenen els
primers ratolins transgènics.
• 1982 – S’obtenen ratolins transgènics
gegants al injectar el gen de
l’hormona de creixement de rata a un
zigot de ratolí.
• 1983 – S’injecta el gen de l’hormona
de creixement humana en cèl·lules ou
de ratolí. També s’obtenen ratolins
gegants.
EXEMPLES
• Ovelles transgèniques
portadores del gen humà que
codifica el factor IX de coagulació
de la sang (antihemofílic)
• Porcs transgènics per tal que la
seva carn sigui rica en
substàncies que protegeixen el
cor i pobre en les que són
perjudicials.
• Vaques transgèniques que
produeixen llet amb
característiques humanes