Transcript ENGINYERIA GENÈTICA - Els secrets de la vida

ENGINYERIA GENÈTICA
1r batxillerat Biologia
Què és: modificació del genoma, d’un individu.
conjunt haploide dels gens
d’un organisme.
- addició.
- eliminació.
- alteració dels gens.
DNA extrany + DNA receptor
enzims de restricció*
DNA recombinant
*Enzims que poden tallar DNA per punts concrets:
DNA passatger.
Serà introduït per un vector a la cèl·lula (bacteri o
virus)
Per clonació, es faran còpies.
Introducció dels gens a les cèl·lules:
1. Vectors de clonació.
- Plasmidis.
- Virus.
2. Mecanismes no biològics.
- electroporació.
- microinjecció.
- Tret de microbales.
Plasmidis: ADN bacterià al marge
del principal
Els plasmidis es poden
transferir a un altre bacteri o
a un altre organisme de
manera “artificial”
Plasmidis
• La transformació bacteriana és un procés de
transferència horitzontal de gens que ocorre
de forma natural en alguns bacteris i que es
pot provocar de forma artificial en altres
bacteris i eucariotes.
• Els plasmidis bacterians no serveixen per a
introduir gens a les cèl.lules animals
TRANSFORMACIÓ
Un bacteri introdueix material genètic del medi
 Vídeo transformation

Virus
• Transducció: Pas de gens entre bacteris a
través d’un virus
Vídeo transducció
8.2- Inserció de gens
• Enzims de restricció: Poden tallar l’ADN per
uns punts concrets.
• La seqüència reconeguda sol ser palindròmica
i de 4 – 6 nucleòtids. (les Tipus II reconeixen
sempre palíndroms).
• P.ex:
P-5' GAATTC 3'-OH
OH -3'CTTAAG 5'-P
Video: Restriction endunuclease
Introducció de gens d’eucariotes a
procariotes
• ADN eucariotes: introns i exons. L’ARN m ha de
madurar
• S’utilitza l’enzim transcriptassa inversa (Virus):
Capaç de transcriure l´ARN a ADN
• VIH: Reverse transcription
• Video: Com es passa d’un ARNm a una cadena
doble de ADN
6.3- PCR
• Serveix per: Fer còpies d’una cadena d’ADN
• Necesitem: taqPolimerassa (resistent a
elevades temperatures), DNA encebador,
nucleòtids
• El procés fou descobert el 1983 per Kary Banks
Mullis,[1] guardonat amb el Premi Nobel de
Química.
• Vídeo PCR
9- Enginyeria genètica i teràpia de
malalties humanes
• 3000 malalties genètiques
• No s’han identificat encara els gens
responsables de les mateixes
• Moltes malalties genètiques depenen de
l’expressió de més d’un gen
9.1- Substàncies humanes
produïdes per bacteris
• Introdueixen els gens que codifiquen per les
protëïnes que ens interessa produir dins
bacteris:
– Creixen molt de pressa
– Fàcil manipulació del seu genoma
- Insulina: hormona encarregada de regular el
nivell de glucosa a la sang.
- Hormona de creixement
- Interferó: substància que limita o anul·la
efectes de la infecció. Ha estat positiu el seu
tractament en malalties víriques, i el
aplicacions prolongades disminueix els efectes
del càncer.
- Factor VIII de la coagulació: pel tractament de
la hemofília.
9.2- Introducció de gens en
cèl.lules humanes
• S’utilitzen retrovirus:
• Nens bombolla ( manca enzim adenosinadesaminasa): Aquests nens han de viure äïllats
perquè no tenen limfòcits i per tant no es
poden defensar contra les infeccions.
• Com es fa la teràpia en aquests nens
• Històries reals
• Talàssemia: grup de malalties amb un ampli
rang, des de tant sols anormalitat
asimptomàtiques en l'hemograma fins a una
severa i fatal anèmia
9.3- Vacunes recombinants
• D’aquesta menera s’introdueix a l’individu tan
sols l’antigen productor de la malaltia per a
què desencadeni la producció d’anticossos
• Ex: Vacuna Hepatitis B
Obetnció de vacunes recombinants
2. AGRÍCOLA.
- Varietats transgèniques de blat de moro.
- Varietats transgèniques del blat.
- Varietat de tomàquet.
http://www.edu3.cat/Edu3tv/Fitxa?p_id=27423&p_ex=TO
MAQUETS&p_num=3
- Plantes de tabac transgèniques.
2. ANIMAL.
La major aplicació ha estat en peixos, ja que la seva
fecundació és externa: es poden introduir els
gens abans de la formació del zigot.
Assoliments:
- Carpes transgèniques que creixen més
ràpidament (gen hormona creixement)
- Salmons transgènics que resisteixen millor les
baixes
temperatures.
(gen
proteïna
anticongelant)
11. El Càncer : Malaltia genètica
• Càncer
• Metàstasi
• Cèl.lules canceroses:
– Es divideixen a gran velocitat i tenen proteïnes de
membrana diferent ( “atacades” per anticossos)
– Inveeixen altres teixits (metàstasi)
Per què una cèl.lula normal es
transforma en cancerosa?
• Factors ambientals que alteren alguns gens
(Protooncogens: Regulen el creixement i
diferenciació cel.lular) i esdevenen
ONCOGENS: Originen proteïnes amb una
funció alterada que afavorirà el creixement i la
formació d’un tumor
• Altrens gens (Antioncogens o gens supressors)
inhibeixen la divisió del.lular.
• Animació oncogens Video oncogens
• Alguns oncogens importants
Com es passa de porto-oncogen a
oncogen
• Virus: Papiloma humà. Aquests virus
introdueixen un oncogen viral en connexió
amb un oncogen de la cèl.lula i la transformen
en cancerígena
• Substàncies químiques i radiacions:
Mutàgens. A més es necessita un procés
promotor: que impliqui la transcripció que
donarà lloc a proteïnes alterades
• Vídeo tabac
Càncer i resposta immunològica
• Cèl.lules canceroses: estimulen la producció
d’anticossos, però la resposta immune no
sempre és l’apropiada
• Els limfòcits B són els encarregats de produir
anticossos específics contra antígens.
• Els anticossos monoclonals s’obtenen
injectant a ratolins l’antigen que ens interessa.
L’animal produirà limfòcits B contra l’antigen.
• En un cultiu es fusionen els limfòcits B
produits per l’animal amb cèl.lules tumorals
(hibridomes) : produiran molts anticossos
• Video: Anticossos Monoclonals
• Actualment s’intenta aconseguir “vacunes”
contra el càncer per aconseguir la immunitat
activa dins le cèl.lules humanes
• Aliments anticancerígens: Bròquil (indol),
llavors de lli (càncer colon), pell de raïm,
mores, cacahuets (reservatiol)...
• 10 anticancerígens a la taula
Genoma humà.
El Genoma és la totalitat de la informació genètica
emmagatzemada a l’ADN de les cèl·lules.
Cada persona té el seu propi genoma, el qual
guarda una gran similitud (99,8%) amb tots els
de la seva pròpia espècie i tan sols es diferencia
de la del ximpanzé en un 1%.
Aquesta informació, que es troba emmagatzemada
en totes i cadascuna de les seves cèl·lules i que
el defineix i l’identifica com a èsser únic i
independent, és el que coneixem com a
patrimoni genètic o genoma.
12- Projecte Genoma Humà
• 2003: Es va seqüenciar totalment el genoma
humà
• Es va treballar amb RNAm (3% genoma
codifica proteïnes)
• Gens: 25000
• Complexitat: Maneres d’interaccionar els gens
• Usos: Teràpia gènica: Curar malalties de base
genètica
RISCOS I IMPLICACIONS ÈTIQUES DE LA EG
- Límits per motius ecològics i de sanitat.
- Límits per motius ètics i morals.
- Límits per motius socials.
- Límits per motius polítics.