La genética y el ser humano (II)La ingeniería genética

¿Qué es la ingeniería genética?● Es el conjunto de técnicas que permiten modificar las características

genéticas de los organismos.● Para transmitir genes de unos organismos a otros, se utiliza la

tecnología del ADN recombinante.● Los organismos, a los cuáles se les ha alterado mediante estas

técnicas su genoma se les denomina organismos genéticamente modificados – OMG (GMO en inglés).

● Cuando la modificación genética se ha producido mediante la incorporación de un fragmento de ADN de otra especie a su genoma, es un organismo transgénico.

Tecnología del ADN recombinante

Tecnología del ADN recombinante1. Se localiza el gen que queremos clonar

2. Se selecciona un vector (plásmidos)

3. Se aísla el material genético

4. Se fragmenta el ADN de la célula que posee el gen que nos interesa y del plásmido mediante enzimas de restricción

5. El gen aislado se une al plásmido

6. Se introduce en la célula huésped

7. El gen se transfiere a los descendientes de esta célula huésped creándose el clon

Tecnología del PCR (reacción en cadena de las polimerasas)

● Obtener millones de copias de un fragmento de ADN

● Ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento en presencia de nucleótidos

● Calentamiento: se separan las dos cadenas de ADN

● Enfriamiento: se sintetizan cadenas complementarias de cada cadena patrón

● Tras 25 o 30 ciclos, se sintetizarán millones de copias del gen

Aplicaciones de la PCR● Patentada en 1983. Actualmente, la posee la compañía

farmacéutica Hoffmann-La Roche desde 1992.● Investigación – Clonación de ADN● Medicina – Diagnóstico de enfermedades hereditarias como

las pruebas prenatales

O enfermedades infecciosas como el VIH y Hepatitis B incluso encontrándose en su fase de incubación

Pruebas de paternidad● Paleontología – Historia, Evolución de las especies● Agronomía – Identificación de transgénicos

¿Qué es la biotecnología?Consiste en la utilización de un ser vivo o parte de él para la transformación de una sustancia en un producto de interés.

Se pueden distinguir dos etapas en la biotecnología:

● 1ª Etapa: Biotecnología tradicional, donde no se utilizan técnicas de manipulación del ADN.

● 2ª Etapa: Biotecnología moderna, desarrollada a partir del conocimiento de la estructura del ADN. En esta técnica se manipula el ADN de los organismos utilizados.

● La cerveza, el pan, el yogur y el queso son alimentos que se han consumido desde hace mucho tiempo. Sin embargo, se hacen por procesos biotecnológicos. Actualmente se modifican genéticamente los microorganismos que los realizan para mejorar la producción.

Aplicaciones de la ingeniería genética

1. Aplicaciones en el desarrollo de nuevos fármacos

● Se emplean bacterias, levaduras o células de mamíferos genéticamente modificadas y cultivadas en el laboratorio

● La primera sustancia obtenida fue el interferón, proteína del sistema inmunitario que se emplea en el tratamiento de infecciones víricas y del cáncer. Otros ejemplos, la insulina o la obtención de vacunas.

● Ventajas:

Se obtienen productos en grandes cantidades

Se evitan contaminaciones por virus u otros organismos

Vacunas más seguras y con menos efectos secundarios

Usos: Producción de insulina

2. Aplicaciones en medicina

2.1. El diagnóstico clínico● Diagnóstico precoz para poder evitar la enfermedad● Se han localizado mediante el uso de sondas de ADN genes

responsables de muchas enfermedades como:

Fibrosis quística Distrofia muscularHemofiliaEnfermedad del AlzheimerEnfermedad del Parkinson

2. Aplicaciones en medicina2.2. La identificación genética – Huellas génicas

● Identificar a una persona a partir de su ADN. ● Se extrae de una gota de sangre o cualquier

otra célula● Técnica: Se fragmenta el ADN, se separan en

bandas haciéndose pasar por una corriente eléctrica que lee la secuencia.

● Se compara el ADN con el de otro individuo para prueba de paternidad, identificar víctimas en un accidente e incluso demostrar la inocencia o no de una persona en un delito.

2. Aplicaciones en medicina2.3. La terapia génica

● Conseguir la curación o el alivio de una enfermedad producida por la disfunción de un gen introduciendo en el enfermo el gen “sano” o inhibiendo la acción del gen defectuoso.

● Por ejemplo, en células somáticas como las de la sangre o el hígado.● Estadísticas basadas en los más de 3400 pacientes hasta la actualidad

2. Aplicaciones en medicina2.2. La terapia génica

● Luz verde a la primera terapia génica. El país 07/12La Agencia de la UE recomienda aprobar un fármaco para tratar el déficit de la lipoproteína lipasa

El anuncio da oxígeno a las enfermedades raras

La terapia génica sale del túnel

3. Aplicaciones en la agricultura y en la ganadería

3.1. Plantas transgénicas● Objetivo: acabar con el hambre vs enriquecimiento de unos pocos● Para mejorar la producción se han introducido vectores con genes

que les confieren propiedades como:

Aumento de semillasResistencia a enfermedadesResistencia a plagas de insectosResistencia a herbicidasResistir bajas temperaturas Resistencia a alta salinidad

● Desventajas: Riesgo a la diversidad, al medio ambiente, aparición de nuevas alergias, etc...

3. Aplicaciones en la agricultura y en la ganadería

3.2. Animales transgénicos● Clonación de individuos (Pulsa encima de la imagen)

4. Aplicaciones medioambientalesBiorremediación

● Procedimientos de descontaminación del medio ambiente, utilizando en este proceso ciertos organismos.

Bacterias que degradan el petróleo para luchar contra la contaminación de las costas provocada por un petrolero.

Bacterias que absorben el cianuro, residuo en la extracción de oro

Recuperación de suelos contaminados con metales pesados