BIOTECNOLOXÍA

• Campo interdisciplinar: xenética, bioquímica, física, bioloxía…

• Traballa con seres vivos, os seus compoñentes moleculares ou a función biolóxica.

• Obxectivo final é obter:– un produto: farmacéutico, alimenticio, bioquímico…– un servizo útil para a humanidade: terapia, depuración

de augas…• Esperanzas e expectativas.• Desconfianza e medo.

XENÓMICA - PROTEÓMICA

• XENÓMICA– Estuda o xenoma dos seres vivos.– Catalogación dos xenes, estrutura e función.– Proxecto xenoma humano.– Aplicacións: medicina, agricultura, gandaría…

• PROTEÓMICA– Estudo das proteínas expresadas por un xenoma, dun individuo,

tecido ou célula.– O proteoma presenta gran variabilidade, depende do: individuo,

condicións ambientais ou estado de desenvolvemento.– Interese na medicina para obter marcadores de enfermidades,

novos fármacos…

PROXECTO XENOMA HUMANO -PXH

• OBXECTIVO: coñecer os xenes contidos nos 23 pares de cromosomas humanos, a súa localización, secuenciación e función.

• Comezou no ano 1990 e concluíu no 2003 coa secuenciación de todo o xenoma humano.• As conclusións as que se chegaron son:– O xenoma contén entre 20000-25000 xenes codificadores de proteínas, moitos menos dos esperados.– Máis do 40% non teñen función coñecida.– Os seres humanos somos idénticos nun 99.9%, só nos diferenciamos en 3 millóns de nucleótidos, dun

total de 3000 millóns.– A maior parte das diferenzas están nos polimorfismos dun único nucleótido (SNP) que afectan a un só

par de bases.– A maior parte do xenoma é DNA non codificante (DNA lixo). En 2008 descubriron que a capacidade

humana de manipular obxectos se atopaba nunha secuencia deste DNA.– Permite estudar a base xenética de cerca de 4000 enfermidades xenéticas coñecidas.– Permite avanzar no coñecemento da evolución, por comparación de xenomas en distintas especies.• 98% idénticos aos chimpacés• 70% idénticos aos ratos• 60% idénticos á mosca da froita

• 20% idénticos a o verme Caenorhabditis elegans

TÉCNICAS DA ENXEÑARÍA XENÉTICA

• Conxunto de métodos e técnicas que permiten manipular ao DNA.

• Permite manipular xenes, modificalos e introducilos noutros organismos (organismos transxénicos)

• TÉCNICAS DA ENXEÑARÍA XENÉTICA– TECNOLOXÍA DO DNA RECOMBINANTE– CLONACIÓN DO DNA– REACCIÓN EN CADEA DA POLIMERASA – PCR– SECUENCIACIÓN DO DNA

TECNOLOXÍA DO DNA RECOMBINANTE• Obtención do xene que interese.• Corte do fragmento de DNA con enzimas de restriccións,

deixan secuencias palindrómicas (extremos pegañentos)• Unión do DNA de dúas orixes distintas: DNA recombinante.• Obter fragmentos con xenes que interesen: xene da

insulina, xene da hormona de crecemento…

CLONACIÓN DO DNA• Produción de organismos xeneticamente idénticos (rep.

Asexual)• Producir múltiples copias dun fragmento de DNA (xene) no

interior dun organismo hospedador.– Utilízanse vectores de clonación- seres vivos que permiten

transferir xenes dun organismo a outro:• Plásmidos: DNA bcc que non forma parte do

cromosoma bacteriano, replícase independentemente del e confiren ás bacterias resistencia aos antibióticos.

• Virus bacteriofagos: infecta bacterias e poden incorporar xenes ao seu xenoma.

– As bacterias co DNA recombinante divídinse continuamente obtendo miles de copias do xene (clonación)

– As bacterias recombinantes cultívanse no medio adecuado e elíxese a que ten o xene que interesa pola resistencia ao antibiótico.

– Estas bacterias utilízanse como “fábricas de proteínas” útiles con fins terapéuticos: insulina, hormona do crecemento, factores de coagulación…

– Pódense facer xenotecas cos xenes que interesen.

CLONACIÓN REPRODUTIVA E CLONACIÓN TERAPEUTICA

REACCIÓN EN CADEA DA POLIMERASA - PCR

• Obter grandes cantidades dun fragmento de DNA a partir dunha mostra escasa.

• Utilizada na medicina forense e investigación policial.• A técnica precisa:

– Mostra inicial de DNA.– DNA cebador para iniciar a replicación.– Temperatura elevada para a desnaturalización do

DNA.– Nucleótidos trifosfato.– Enzima polimerasa: taq polimerasa.

• O DNA amplificado pode proceder de distintas fontes:– Fragmentos de DNA antigos: anteriores civilizacións,

seres vivos extintos…– DNA para a investigación policial e probas de

paternidade.– Orixe embrionario: diagnóstico prenatal de

enfermidades xenéticas.– Xenoma de virus de interese en medicina (VIH)

10

•Secuenciación

•DNA fósil (evolución, arqueoloxía, historia

Fósiles

Mamut lanudo (40000 años)

Abraham Lincoln (síndrome de Marfan,

afecta tecido conectivo)

Hombre Neandertal -> Falaba coma nos?

Cor cabelo?

•Pegadas dactilares do DNA (DNA forense)

Usos da PCR

SECUENCIACIÓN DO DNA• Ordear xenes nos cromosomas• Coñecer a secuencia de nucleótidos

dun xene.• Realízase en aparatos: secuenciadores.• Conseguiuse coñecer a secuencia de

xenomas de distintas especies: xenómica.

• PXH: proxecto xenoma humano.

APLICACIÓNS DA ENXEÑARÍA XENÉTICA• Creación de organismos transxénicos (OXM). Empregados en agricultura (millo, pataca) ,

gandaría (robaliza, salmón) e medicina (xenotransplantes)• Diagnóstico precoz de enfermidades xenéticas das que se coñece o xene e o cromosoma

implicado.• Terapia xénica: substituír o xene anómalo polo normal. Hai éxitos e fracasos na terapia. Están

sometidas a ensaios de terapia xénica: fibrose quística, artrite reumatoide, hemofilia….• Estudos de relación filoxenética (evolución) por comparación de xenomas de distintas

especies.• Medicina legal: probas de paternidade, identificacións de delincuentes, restos de individuos…• Obtención de produtos médicos e farmacéuticos de interese: insulina, hormona de

crecemento, factores de coagulación…• Melloras na agricultura e gandaría: seres vivos resistentes a condicións adversas do medio

(enfermidades, pesticidas…), incremento da produción, obtención de produtos de interese humano…

• Investigacións biomédicas: enfermidades como sida e cancro.• Biorremediación: eliminación de contaminantes do medio mediante a utilización de bacterias

que portan xenes que permiten a realización de procesos como a biodegradación de petróleo, tratamento microbiolóxico de augas, remediación de vertidos tóxicos…

• Melloras na biotecnoloxía industrial: aumentar a produción industrial de compostos de interese modificando xeneticamente organismos.

DERIVAN PROBLEMAS ÉTICOS E SOCIAIS DIVERSOS.

REPERCUSIÓNS ÉTICAS E SOCIAIS