Tema 23 Ingeniería genética
1 Técnicas DE MANIPULACIÓN DEL ADN
La ingeniería genética consiste en la alteración artificial del genoma de un ser vivo modificando su ADN. Para ello es preciso aplicar una serie de métodos y técnicas reciben el nombre de tecnología del ADN recombinante. Estas técnicas son: -SECUENCIACIÓN DEL ADN: Cuando se conoce la secuencia de bases de un gen se pueden identificar las regiones codificadoras de proteínas , y las regiones que corresponden a secuencias reguladoras de la expresión del gen. Conociendo la secuencia codificadora del gen se puede deducir la secuencia de aminoácidos de la proteína codificadora.
-FORMACIÓN DE MOLÉCULAS DE ADN RECOMBINANTE: La formación de moléculas de ADN recombinante se realiza en tres etapas: 1) CORTE DE FRAGMENTOS DE ADN: Las endonucleasas de restricción son unas enzimas bacterianas que presentan la propiedad de cortar el ADN solo en determinadas secuencias de nucleótidos. Estas enzimas cortan las dos cadenas de ADN en unos lugares específicos dentro de la secuencia diana. 2) SEPARACIÓN DE LOS FRAGMENTOS DE ADN: Cuando se ha cortado una molécula de ADN se originan fragmentos de diferentes tamaños los cuales se separan mediante la electroforesis en gel debido a que al aplicar un campo eléctrico a los distintos fragmentos de ADN estos de desplazan por el gel en función de su tamaño. Los mas pequeños migran más en el gel que los mas grandes originando diferentes bandas dependiendo de su tamaño. 3) UníÓN AL VECTOR: Tras separar los fragmentos de ADN, hay que unirlos a otras moléculas de ADN transportadoras denominada vectores. La uníón se hace mediante la enzima ADN ligasa, que forma una uníón covalente entre ambos fragmentos.
Las moléculas de ADN que resultan de la uníón de un gen elegido y un vector adecuado para su transporte recibe el nombre de ADN recombinante.
-SÍNTESIS DE ADN COMPLEMENTARIO: Se denomina ADNc o complementario a una secuencia de ADN sintetizada de forma artificial utilizando como molde el ARN mensajero mediante la enzima transcriptasa inversa. La ventaja de este tipo de moléculas es que al no contener intrones todas las secuencias son codificantes ya que tampoco hay regiones reguladoras ni regiones con repetición.
-Síntesis DE ADN DE NOVO, OBTENCIÓN DE ADN SINTÉTICO: Consiste en la obtención de oligonucleótidos de ADN cuya secuencia se conoce lo que resulta muy útil para prepara fragmentos de ADN en diversas técnicas moleculares. Esta síntesis de ADN se hace mediante un proceso escalonado en el que se va añadiendo nucleótidos al extremo de la cadena en crecimiento. Este proceso se realiza automáticamente mediante máquinas sintetizadoras de ADN. Si se conoce la secuencia de aminoácidos de una proteína o parte de ella se puede sintetizar el ADN del gen correspondiente.
-HIBRIDACIÓN DE ÁCIDOS NUCLÉICOS: Para realizar varias copias de un gen es preciso saber en que cromosoma o en que regíón del cromosoma se localiza, y saber en que tipo de célula se expresa dicho gen, para ello se emplea las técnicas de hibridación basadas en la capacidad de apareamiento entre cadenas de ácidos nucleicos con secuencias complementarias, cuanto mayor hibridación se produzca entre dos hebras habrá mayor semejanza de sus secuencias. Para realizar la hibridación se necesita una sonda, que es una molécula de ácido nucleico monocatenario (una hebra de ADN o una molécula de ARN) que sirve para buscar secuencias complementarias. Se pueden llevar a cabo dos tipos de hibridación: -Hibridación ADN-ADN: Cuando la sonda es un fragmento de ADN monocatenario de secuencia conocida, para ello se emplea la transferencia de tipo Southern. -Hibridación ADN-ARN: Cuando la sonda es una molécula de ARN, que puede ser un ARNm, en la cual se emplea la transferencia de tipo Northern. Cuando la hibridación se realiza en la propia célula se denomina hibridación in situ y permite conocer la situación de los ácidos nucleicos dentro de la misma.
-GENOTECAS DE ADN: Una genoteca es un conjunto de genes obtenidos por fragmentación del ADN cromosómico de un organismo ya aislados e identificados y que han sido introducidos individualmente en bacterias. Sirven para que puedan estar disponibles para los investigadores. Los genotecas ADNc se diferencian de la anteriores en que el ADN que contienen no procede directamente de los cromosomas sino que han sido obtenidos a parir de ARNm. Para clonar genes humanos se emplean genotecas ADNc.
2
-REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA(PCR):
La reacción en cadena de la polimerasa se realiza desnaturalizando el fragmento o molécula de ADN que se desea replicar para poder separar las dos hebras de la doble hélice, cada una de las dos hebras sirve como molde para sintetizar otra cadena complementaria. Para que la ADN polimerasa pueda actuar copiando cada una de las cadenas complementarias, son necesarios unos oligonucleótidos cebadores adecuados. En la mezcla de reacción debe existir una concentración suficiente de nucleótidos trifosfato que componen las piezas de construcción de las cadenas que van se van a sintetizar. Este proceso constituye un ciclo de síntesis, si se repitiera este proceso se partiría de cuatro hebras moldes, si se repitiera se partiría de ocho así sucesivamente constituyendo un proceso exponencial.
2. Clonación -CLONACIÓN UTILIZANDO CÉLULAS BACTERIANAS.
La técnica clásica de clonación de genes comprende las siguientes etapas:
1)AISLAMIENTO Y OBTENCIÓN DEL GEN: Para clonar genes de organismos procariotas el procedimiento habitual es cortar el ADN cromosómico en sitios concretos para obtener que interesa, mediante las endonucleasas de restricción.
2)SELECCIÓN DEL VECTOR DE CLONACIÓN: Los vectores de clonación son pequeñas moléculas de ADN, que tienen la capacidad para autorreplicarse dentro de las células hospedadoras. La elección del tipo de vector está en función de las carácterísticas y del tamaño del fragmento del ADN que se vaya a clonar. Se utilizan tres tipos de vectores de clonación: los plásmidos, genomas de algunos virus y cromosomas bacterianos artificiales.
3)FORMACIÓN DE UNA MOLÉCULA DE ADN RECOMBINANTE: La uníón covalente del gen a clonar con el vector de clonación mediante la ADN-ligasa produce el ADN recombinante.
4)INTRODUCCIÓN EN LA CÉLULA HOSPEDADORA: El ADN recombinante se introduce en una célula hospedadora, la cual proporciona la maquinaria necesaria para la replicación de las moléculas recombinantes. Una vez obtenida la molécula de ADN recombinante es necesario introducirlas en una célula hospedadora para poder expresarse y producir la proteína que codifica el gen clonado. Las células hospedadoras para que puedan ser utilizadas en los procesos de clonación deben de experimentar un crecimiento rápido, no deben ser patógenas o peligrosas y deben ser capaces de tomar del medio externo moléculas de ADN e incorporarlas en su genoma. Existen varios métodos para introducir ADN en células vivas: -Transformación: La célula capta moléculas de ADN que se encuentran en el medio, las introduce en su interior y las incorpora a su genoma mediante recombinación. -Transducción: Este método consiste en introducir el ADN en la célula hospedadora utilizando como vector de clonación el genoma de un virus bacteriófago.
5)COMPROBACIÓN DE LA EXPRESIÓN DEL GEN CLONADO Y SELECCIÓN DE LAS CÉLULAS HOSPEDADORAS QUE LO LLEVAN: Cuando se introduce el vector con un gen en un cultivo, no todas ellas lo incorporan por eso es necesario seleccionar las que si lo hacen, para ello se utilizan métodos de detección, como la resistencia a antibióticos o el empleo de sondas radiactiva -CLONACIÓN EN CÉLULAS EUCARIOTAS:
La diferencia con las células procariotas es que las células procariotas presentan intrones, los mecanismos de la expresión genética son más complejos, al ser un organismo pluricelular cada tipo celular expresar ciertos genes y no otros, no tienen sistemas naturales para captar ADN del entorno. Dependiendo en que tipo de célula se inserte el resultado será diferente: Si se insertan en células reproductoras o embrionarias el gen insertado se va a encontrar en todas las células del organismo(organismos transgénicos). Si se insertan en un tipo concreto de células somáticas solo se encontrará en un tejido u órgano, este procedimiento se utiliza en terapia génica.
– SELECCIÓN DEL GEN QUE SE DESEA CLONAR:
Para obtener el gen que se desea clonar: – Se realiza la síntesis de un ADNc a partir de un ARNm extraído de la célula. – Obtención de una secuencia de ADN sintético correspondiente a la secuencia de aminoácidos de la proteína cuyo gen se desea clonar -VECTORES DE Clonación PARA EUCARIOTAS:
3
Son los siguientes:
1. Genomas de virus: los virus animales contienen mecanismos para introducir su genoma en el interior de las células animales. Modificación artificial. Los retrovirus modificados así son un vector muy bueno para transformar células animales. También se emplean los adenovirus y el virus de la viruela.
2. Cromosomas artificiales: Conocidos como el YAC. Función principal: mantener de forma estable el núcleo de la levadura y actuar como un cromosoma más.
3. Plasmados Ti para células vegetales: contiene los genes de virulencia, causantes de los tumores. Se puede manipular de tal manera que en la regíón de ADN-T se eliminan los genes de virulentos
-SELECCIÓN DE LA Célula HOSPEDADORA: Células vegetales: introducción de ADN recombinante en plantas.
Levaduras: adecuados para la ingeniería genética, genoma sencillo, y fáciles de cultivar.
Células animales: muchas células animales se pueden aislar y cultivar en el laboratorio, cultivo de tejidos.
-Introducción DEL VECTOR EN LA Célula HOPEDADORA
Se emplean otras técnicas para la introducción del ADN recombinante:
Microinyección: capilar de diámetro muy pequeño, que inyecta directamente el ADN.
Electroporación: impulsos eléctricos. Las descargas alteran la membrana celular haciéndola permeable al paso del ADN.
Pistola de genes: disparar proyectiles de ADN al interior de la célula animal o vegetal.
Liposomas que contienen el ADN foráneo: los liposomas se fusionan con la membrana y el ADN entra en el interior.
Agrobacterium en células vegetales: el plásmido Ti contiene información para poder transferir el ADN.
3. Ingeniería Genética:
Def: Nuevo campo de la tecnología de manipulación del ADN, que tiene como objetivo, variar el genoma de un ser vivo.
Estos cambios consisten en:
• introducir nuevos genes en un genoma. • Eliminar algunos genes existentes en un genoma. • Modificar la información contenida en un gen determinado. • Cambiar las pautas de la expresión génica. • Clonar seres vivos o alguno de sus órganos o tejidos.
Investigación:
Mutagénesis DIRIGIDA O CAMBIOS ARTIFICIALES EN LA SECUENCIA DE UN GEN.
Anteriormente los mutantes se producían al azar, hoy en día se pueden provocar cambios en la secuencia de nucleótidos de un gen mediante mutagénesis dirigida.. La mutagénesis dirigida se lleva a cabo utilizando un oligonucleótido que contiene la secuencia mutada de interés.
4
SOBREEXPRESION DE Proteínas CELULARES.
Es muy difícil aislar las proteínas debido a las ingentes cantidades que se producen en la célula. Insertando el gen de la proteína en un vector de clonación que contenga un promotor muy activo, se producen cantidades extraordinariamente grandes de ARNm. Con esta cantidad podremos conseguir el aislamiento para su estudio
SISTEMA DE Regulación DE LA Expresión Génica.
Nos permite saber en que células y con que intensidad se sintetizan los ARNm de ciertos genes.
Transcripción IN VITRO.
Nos permite clonar genes codificantes de los distintos tipos de ARN en vectores de clonación apropiados. Se une el ARN polimerasa vírica, junto a una mezclo de los 4 desoxirribonucleotidos.
Construcción DE SECUENCIAS DE ADN ARTIFICIALES.
Construir fragmentos que contengan ADN de varias procedencias diferentes.
3.2 Ingeniería Genética Y Biotecnología:
La biotecnología es la utilización de organismos modificados genéticamente mediante ingeniería genética.
Emplea la manipulación del ADN con la finalidad de desarrollar aplicaciones importantes para el ámbito científico, medico, y para nuestra sociedad actual. Cabe destacar:
1. Estudios evolutivos.
2. Estudios históricos y arqueólogos.
3. Huellas dactilares del ADN.
APLICACIONES BIOSANITARIAS A LA Biotecnología.
-Obtención de proteínas de los mamíferos.
-Obtención de vacunas.
-Diagnóstico de enfermedades genéticas.
-Diagnóstico de enfermedades infecciosas.
-Terapia génica.
Utilización DE ORGANISMOS TRANSGENICOS:
Denominamos organismo transgénico a todo animal, microorganismo o planta que llevan genes introducidos artificialmente y que no proceden de sus antecesores por herencia.
Tienen un gran interés medico:
1.Se pueden utilizar como modelos de enfermedades humanas.
2.Se pueden emplear para producir proteínas humanas o para fabricar algunos medicamentos.
APLICACIONES Agrícolas Y GANADERAS:
DOS ASPECTOS:
5
1. EMPLEO DE ANIMALES Y PLANTAS TRANSGENICOS:
La utilización de organismos que están alterados genéticamente tienen interés enorme. Con los animales transgénicos se persigue mejorar la producción y la calidad nutricional de la carne, la leche y otros productos de la ganadería. En la actualidad se comercializan plantas modificadas genéticamente que son resistentes a herbicidas y a infecciones víricas.
2. ORGANISMOS CLONICOS:
La clonación de seres vivos consiste en obtener organismos genéticamente idénticos.
Se pueden conseguir clones por dos vías diferentes:
1. POR Disgregación DE Células EMBRIONARIAS:
Cuando el embrión se encuentra en sus primeras fases de desarrollo, se provoca una disgregación de la célula, cada uno por separado,como si fuera un cigoto, iniciando de nuevo todo el proceso de crecimiento y de diferenciación celular.
2.POR TRANSFERENCIA DEL Núcleo DESDE UNA Célula EMBRIONARIA A UN OVOCITO:
Al ovocito se le elimina el núcleo. Para ello se disgrega las células embrionarias de una mórula, se cultivan in vitro y se fusionan. Al fusionarse comienzan a funcionar como un cigoto. Originando un nuevo embrión.
4. PROYECTO GENOMA HUMANO:
El proyecto genoma humano ha sido la investigación mas ambiciosa hasta el momento, fue elaborada a finales de los años 80.Y sus objetivos básicos eran los siguientes:
– Conocer la secuencia de bases del ADN.
– Localizar y situar todos los genes en las posiciones exactas en las que se encuentran en los cromosomas.
– Descubrir e identificar nuevos genes.
El primer borrador se elaboro a mediados del año 2000 y algunas de las conclusiones que se sacaron son las siguientes:
– La secuencia completa contiene 3000 millones de pares de bases en el genoma haploide.
– Solo una pequeña fracción del ADN humano codifica proteínas o ARN. Más del 90% del ADN humano tiene una función desconocida por nosotros hasta el momento.
– Se piensa que el 99,9% de los genes de todas las personas son iguales, el 0,1% restante es la causa de las diferencias entre los seres humanos.
5. IMPACTO DE LA Tecnología DEL ADN.
La tecnología del ADN ha supuesto muchos avances en el campo de investigación básica. Ahora bien, la capacidad de alterar el genoma de organismos vivos plantea también una serie de problemas científicos y éticos, a los que hay que prestar atención( recelo, esperanza).
1 Técnicas DE MANIPULACIÓN DEL ADN
La ingeniería genética consiste en la alteración artificial del genoma de un ser vivo modificando su ADN. Para ello es preciso aplicar una serie de métodos y técnicas reciben el nombre de tecnología del ADN recombinante. Estas técnicas son: -SECUENCIACIÓN DEL ADN: Cuando se conoce la secuencia de bases de un gen se pueden identificar las regiones codificadoras de proteínas , y las regiones que corresponden a secuencias reguladoras de la expresión del gen. Conociendo la secuencia codificadora del gen se puede deducir la secuencia de aminoácidos de la proteína codificadora.
-FORMACIÓN DE MOLÉCULAS DE ADN RECOMBINANTE: La formación de moléculas de ADN recombinante se realiza en tres etapas: 1) CORTE DE FRAGMENTOS DE ADN: Las endonucleasas de restricción son unas enzimas bacterianas que presentan la propiedad de cortar el ADN solo en determinadas secuencias de nucleótidos. Estas enzimas cortan las dos cadenas de ADN en unos lugares específicos dentro de la secuencia diana. 2) SEPARACIÓN DE LOS FRAGMENTOS DE ADN: Cuando se ha cortado una molécula de ADN se originan fragmentos de diferentes tamaños los cuales se separan mediante la electroforesis en gel debido a que al aplicar un campo eléctrico a los distintos fragmentos de ADN estos de desplazan por el gel en función de su tamaño. Los mas pequeños migran más en el gel que los mas grandes originando diferentes bandas dependiendo de su tamaño. 3) UníÓN AL VECTOR: Tras separar los fragmentos de ADN, hay que unirlos a otras moléculas de ADN transportadoras denominada vectores. La uníón se hace mediante la enzima ADN ligasa, que forma una uníón covalente entre ambos fragmentos.
Las moléculas de ADN que resultan de la uníón de un gen elegido y un vector adecuado para su transporte recibe el nombre de ADN recombinante.
-SÍNTESIS DE ADN COMPLEMENTARIO: Se denomina ADNc o complementario a una secuencia de ADN sintetizada de forma artificial utilizando como molde el ARN mensajero mediante la enzima transcriptasa inversa. La ventaja de este tipo de moléculas es que al no contener intrones todas las secuencias son codificantes ya que tampoco hay regiones reguladoras ni regiones con repetición.
-Síntesis DE ADN DE NOVO, OBTENCIÓN DE ADN SINTÉTICO: Consiste en la obtención de oligonucleótidos de ADN cuya secuencia se conoce lo que resulta muy útil para prepara fragmentos de ADN en diversas técnicas moleculares. Esta síntesis de ADN se hace mediante un proceso escalonado en el que se va añadiendo nucleótidos al extremo de la cadena en crecimiento. Este proceso se realiza automáticamente mediante máquinas sintetizadoras de ADN. Si se conoce la secuencia de aminoácidos de una proteína o parte de ella se puede sintetizar el ADN del gen correspondiente.
-HIBRIDACIÓN DE ÁCIDOS NUCLÉICOS: Para realizar varias copias de un gen es preciso saber en que cromosoma o en que regíón del cromosoma se localiza, y saber en que tipo de célula se expresa dicho gen, para ello se emplea las técnicas de hibridación basadas en la capacidad de apareamiento entre cadenas de ácidos nucleicos con secuencias complementarias, cuanto mayor hibridación se produzca entre dos hebras habrá mayor semejanza de sus secuencias. Para realizar la hibridación se necesita una sonda, que es una molécula de ácido nucleico monocatenario (una hebra de ADN o una molécula de ARN) que sirve para buscar secuencias complementarias. Se pueden llevar a cabo dos tipos de hibridación: -Hibridación ADN-ADN: Cuando la sonda es un fragmento de ADN monocatenario de secuencia conocida, para ello se emplea la transferencia de tipo Southern. -Hibridación ADN-ARN: Cuando la sonda es una molécula de ARN, que puede ser un ARNm, en la cual se emplea la transferencia de tipo Northern. Cuando la hibridación se realiza en la propia célula se denomina hibridación in situ y permite conocer la situación de los ácidos nucleicos dentro de la misma.
-GENOTECAS DE ADN: Una genoteca es un conjunto de genes obtenidos por fragmentación del ADN cromosómico de un organismo ya aislados e identificados y que han sido introducidos individualmente en bacterias. Sirven para que puedan estar disponibles para los investigadores. Los genotecas ADNc se diferencian de la anteriores en que el ADN que contienen no procede directamente de los cromosomas sino que han sido obtenidos a parir de ARNm. Para clonar genes humanos se emplean genotecas ADNc.
2
-REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA(PCR):
La reacción en cadena de la polimerasa se realiza desnaturalizando el fragmento o molécula de ADN que se desea replicar para poder separar las dos hebras de la doble hélice, cada una de las dos hebras sirve como molde para sintetizar otra cadena complementaria. Para que la ADN polimerasa pueda actuar copiando cada una de las cadenas complementarias, son necesarios unos oligonucleótidos cebadores adecuados. En la mezcla de reacción debe existir una concentración suficiente de nucleótidos trifosfato que componen las piezas de construcción de las cadenas que van se van a sintetizar. Este proceso constituye un ciclo de síntesis, si se repitiera este proceso se partiría de cuatro hebras moldes, si se repitiera se partiría de ocho así sucesivamente constituyendo un proceso exponencial.
2. Clonación -CLONACIÓN UTILIZANDO CÉLULAS BACTERIANAS.
La técnica clásica de clonación de genes comprende las siguientes etapas:
1)AISLAMIENTO Y OBTENCIÓN DEL GEN: Para clonar genes de organismos procariotas el procedimiento habitual es cortar el ADN cromosómico en sitios concretos para obtener que interesa, mediante las endonucleasas de restricción.
2)SELECCIÓN DEL VECTOR DE CLONACIÓN: Los vectores de clonación son pequeñas moléculas de ADN, que tienen la capacidad para autorreplicarse dentro de las células hospedadoras. La elección del tipo de vector está en función de las carácterísticas y del tamaño del fragmento del ADN que se vaya a clonar. Se utilizan tres tipos de vectores de clonación: los plásmidos, genomas de algunos virus y cromosomas bacterianos artificiales.
3)FORMACIÓN DE UNA MOLÉCULA DE ADN RECOMBINANTE: La uníón covalente del gen a clonar con el vector de clonación mediante la ADN-ligasa produce el ADN recombinante.
4)INTRODUCCIÓN EN LA CÉLULA HOSPEDADORA: El ADN recombinante se introduce en una célula hospedadora, la cual proporciona la maquinaria necesaria para la replicación de las moléculas recombinantes. Una vez obtenida la molécula de ADN recombinante es necesario introducirlas en una célula hospedadora para poder expresarse y producir la proteína que codifica el gen clonado. Las células hospedadoras para que puedan ser utilizadas en los procesos de clonación deben de experimentar un crecimiento rápido, no deben ser patógenas o peligrosas y deben ser capaces de tomar del medio externo moléculas de ADN e incorporarlas en su genoma. Existen varios métodos para introducir ADN en células vivas: -Transformación: La célula capta moléculas de ADN que se encuentran en el medio, las introduce en su interior y las incorpora a su genoma mediante recombinación. -Transducción: Este método consiste en introducir el ADN en la célula hospedadora utilizando como vector de clonación el genoma de un virus bacteriófago.
5)COMPROBACIÓN DE LA EXPRESIÓN DEL GEN CLONADO Y SELECCIÓN DE LAS CÉLULAS HOSPEDADORAS QUE LO LLEVAN: Cuando se introduce el vector con un gen en un cultivo, no todas ellas lo incorporan por eso es necesario seleccionar las que si lo hacen, para ello se utilizan métodos de detección, como la resistencia a antibióticos o el empleo de sondas radiactiva -CLONACIÓN EN CÉLULAS EUCARIOTAS:
La diferencia con las células procariotas es que las células procariotas presentan intrones, los mecanismos de la expresión genética son más complejos, al ser un organismo pluricelular cada tipo celular expresar ciertos genes y no otros, no tienen sistemas naturales para captar ADN del entorno. Dependiendo en que tipo de célula se inserte el resultado será diferente: Si se insertan en células reproductoras o embrionarias el gen insertado se va a encontrar en todas las células del organismo(organismos transgénicos). Si se insertan en un tipo concreto de células somáticas solo se encontrará en un tejido u órgano, este procedimiento se utiliza en terapia génica.
– SELECCIÓN DEL GEN QUE SE DESEA CLONAR:
Para obtener el gen que se desea clonar: – Se realiza la síntesis de un ADNc a partir de un ARNm extraído de la célula. – Obtención de una secuencia de ADN sintético correspondiente a la secuencia de aminoácidos de la proteína cuyo gen se desea clonar -VECTORES DE Clonación PARA EUCARIOTAS:
3
Son los siguientes:
1. Genomas de virus: los virus animales contienen mecanismos para introducir su genoma en el interior de las células animales. Modificación artificial. Los retrovirus modificados así son un vector muy bueno para transformar células animales. También se emplean los adenovirus y el virus de la viruela.
2. Cromosomas artificiales: Conocidos como el YAC. Función principal: mantener de forma estable el núcleo de la levadura y actuar como un cromosoma más.
3. Plasmados Ti para células vegetales: contiene los genes de virulencia, causantes de los tumores. Se puede manipular de tal manera que en la regíón de ADN-T se eliminan los genes de virulentos
-SELECCIÓN DE LA Célula HOSPEDADORA: Células vegetales: introducción de ADN recombinante en plantas.
Levaduras: adecuados para la ingeniería genética, genoma sencillo, y fáciles de cultivar.
Células animales: muchas células animales se pueden aislar y cultivar en el laboratorio, cultivo de tejidos.
-Introducción DEL VECTOR EN LA Célula HOPEDADORA
Se emplean otras técnicas para la introducción del ADN recombinante:
Microinyección: capilar de diámetro muy pequeño, que inyecta directamente el ADN.
Electroporación: impulsos eléctricos. Las descargas alteran la membrana celular haciéndola permeable al paso del ADN.
Pistola de genes: disparar proyectiles de ADN al interior de la célula animal o vegetal.
Liposomas que contienen el ADN foráneo: los liposomas se fusionan con la membrana y el ADN entra en el interior.
Agrobacterium en células vegetales: el plásmido Ti contiene información para poder transferir el ADN.
3. Ingeniería Genética:
Def: Nuevo campo de la tecnología de manipulación del ADN, que tiene como objetivo, variar el genoma de un ser vivo.
Estos cambios consisten en:
• introducir nuevos genes en un genoma. • Eliminar algunos genes existentes en un genoma. • Modificar la información contenida en un gen determinado. • Cambiar las pautas de la expresión génica. • Clonar seres vivos o alguno de sus órganos o tejidos.
Investigación:
Mutagénesis DIRIGIDA O CAMBIOS ARTIFICIALES EN LA SECUENCIA DE UN GEN.
Anteriormente los mutantes se producían al azar, hoy en día se pueden provocar cambios en la secuencia de nucleótidos de un gen mediante mutagénesis dirigida.. La mutagénesis dirigida se lleva a cabo utilizando un oligonucleótido que contiene la secuencia mutada de interés.
4
SOBREEXPRESION DE Proteínas CELULARES.
Es muy difícil aislar las proteínas debido a las ingentes cantidades que se producen en la célula. Insertando el gen de la proteína en un vector de clonación que contenga un promotor muy activo, se producen cantidades extraordinariamente grandes de ARNm. Con esta cantidad podremos conseguir el aislamiento para su estudio
SISTEMA DE Regulación DE LA Expresión Génica.
Nos permite saber en que células y con que intensidad se sintetizan los ARNm de ciertos genes.
Transcripción IN VITRO.
Nos permite clonar genes codificantes de los distintos tipos de ARN en vectores de clonación apropiados. Se une el ARN polimerasa vírica, junto a una mezclo de los 4 desoxirribonucleotidos.
Construcción DE SECUENCIAS DE ADN ARTIFICIALES.
Construir fragmentos que contengan ADN de varias procedencias diferentes.
3.2 Ingeniería Genética Y Biotecnología:
La biotecnología es la utilización de organismos modificados genéticamente mediante ingeniería genética.
Emplea la manipulación del ADN con la finalidad de desarrollar aplicaciones importantes para el ámbito científico, medico, y para nuestra sociedad actual. Cabe destacar:
1. Estudios evolutivos.
2. Estudios históricos y arqueólogos.
3. Huellas dactilares del ADN.
APLICACIONES BIOSANITARIAS A LA Biotecnología.
-Obtención de proteínas de los mamíferos.
-Obtención de vacunas.
-Diagnóstico de enfermedades genéticas.
-Diagnóstico de enfermedades infecciosas.
-Terapia génica.
Utilización DE ORGANISMOS TRANSGENICOS:
Denominamos organismo transgénico a todo animal, microorganismo o planta que llevan genes introducidos artificialmente y que no proceden de sus antecesores por herencia.
Tienen un gran interés medico:
1.Se pueden utilizar como modelos de enfermedades humanas.
2.Se pueden emplear para producir proteínas humanas o para fabricar algunos medicamentos.
APLICACIONES Agrícolas Y GANADERAS:
DOS ASPECTOS:
5
1. EMPLEO DE ANIMALES Y PLANTAS TRANSGENICOS:
La utilización de organismos que están alterados genéticamente tienen interés enorme. Con los animales transgénicos se persigue mejorar la producción y la calidad nutricional de la carne, la leche y otros productos de la ganadería. En la actualidad se comercializan plantas modificadas genéticamente que son resistentes a herbicidas y a infecciones víricas.
2. ORGANISMOS CLONICOS:
La clonación de seres vivos consiste en obtener organismos genéticamente idénticos.
Se pueden conseguir clones por dos vías diferentes:
1. POR Disgregación DE Células EMBRIONARIAS:
Cuando el embrión se encuentra en sus primeras fases de desarrollo, se provoca una disgregación de la célula, cada uno por separado,como si fuera un cigoto, iniciando de nuevo todo el proceso de crecimiento y de diferenciación celular.
2.POR TRANSFERENCIA DEL Núcleo DESDE UNA Célula EMBRIONARIA A UN OVOCITO:
Al ovocito se le elimina el núcleo. Para ello se disgrega las células embrionarias de una mórula, se cultivan in vitro y se fusionan. Al fusionarse comienzan a funcionar como un cigoto. Originando un nuevo embrión.
4. PROYECTO GENOMA HUMANO:
El proyecto genoma humano ha sido la investigación mas ambiciosa hasta el momento, fue elaborada a finales de los años 80.Y sus objetivos básicos eran los siguientes:
– Conocer la secuencia de bases del ADN.
– Localizar y situar todos los genes en las posiciones exactas en las que se encuentran en los cromosomas.
– Descubrir e identificar nuevos genes.
El primer borrador se elaboro a mediados del año 2000 y algunas de las conclusiones que se sacaron son las siguientes:
– La secuencia completa contiene 3000 millones de pares de bases en el genoma haploide.
– Solo una pequeña fracción del ADN humano codifica proteínas o ARN. Más del 90% del ADN humano tiene una función desconocida por nosotros hasta el momento.
– Se piensa que el 99,9% de los genes de todas las personas son iguales, el 0,1% restante es la causa de las diferencias entre los seres humanos.
5. IMPACTO DE LA Tecnología DEL ADN.
La tecnología del ADN ha supuesto muchos avances en el campo de investigación básica. Ahora bien, la capacidad de alterar el genoma de organismos vivos plantea también una serie de problemas científicos y éticos, a los que hay que prestar atención( recelo, esperanza).