Biología I. Biología I. Tema 9. Biotecnología

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1 Biología I Tema 9. Biotecnología Objetivo de aprendizaje del tema Al finalizar el tema serás capaz de: Exponer los antecedentes, aplicaciones e importancia de la Biotecnología. Definir el término de Biotecnología moderna y explicar sus principales componentes. Describir algunas de las técnicas más importantes empleadas en la Biotecnología. Mencionar en qué consiste el Proyecto Genoma Humano y la clonación reproductiva y no reproductiva. Definir a la Bioética y reconocer las cuestiones de tipo social que aborda. 1

2 Introducción al tema Sabes cómo se obtuvo la oveja Dolly? Los científicos utilizaron el núcleo de una célula mamaria inactiva de una oveja blanca Finn Dorset de 6 años. Se implantó el núcleo a través de la zona pelúcida protectora en un óvulo no fecundado sin ADNde una oveja de raza Scottish Blackface. Una descarga eléctrica ayudó a realizar la fusión con el citoplasma del óvulo. Introducción al tema Se obtuvo un blastocito que empezó a dividirse normalmente y se implantó en una madre sustituta portadora de raza Scottish Blackface y comenzó a desarrollarse como un embrión. Al cabo de un periodo normal de gestación de unos cinco meses, nació Dolly. Imagen obtenida de: rchivo/historico/az43/oscar43.html. Solo para fines educativos. 2

3 Introducción al tema Las pruebas genéticas demostraron que se trataba de un clon de la oveja blanca y Dolly se convirtió en un símbolo internacional. Gracias a los conocimientos a cerca de genética y haciendo uso de técnicas empleadas en biotecnología a partir de Dolly, la clonación de distintas especies de mamíferos ha producido abundantes resultados. Cerdos, ovejas, vacas, gatos, roedores y una mula han sido clonados con éxito aunque no se ha logrado con simios. Biotecnología La biotecnología comprende un conjunto de tecnologías que emplean organismos vivos, o algunas de sus partes o sustancias, para utilizarlos en la elaboración de productos y en la facilitación de procesos industriales. 3

4 Biotecnología Las técnicas utilizadas en la biotecnología varían en complejidad, desde las relativamente simples como la elaboración de productos lácteos como yogurt y licores, hasta las más complejas como la creación de organismos transgénicos y la clonación, que requieren de la ingeniería genética. Antecedentes y aplicaciones de la biotecnología La biotecnología se desarrolló desde la prehistoria: los hombres domesticaron a los animales y plantas para su consumo. Los sumerios y babilónicos fabricaban cerveza. Los egipcios creaban pan con el trigo. Los mexicas En los siglos XVIII, XIX y XX conocían los hongos que consumían sus sacerdotes. se comienza a estudiar científicamente, los procesos realizados por las culturas 4

5 Aplicaciones de la biotecnología Fuente: De Erice, E. y González, A. (2009). Biología: la ciencia de la vida. (1ª Ed.) México: McGraw Hill. Biotecnología moderna Nace en 1953, cuando Watson y Crick descubrieron la estructura tridimensional del ADN. Se define como el uso y manipulación del material genético de seres vivos o alguna parte de ellos para producir productos como fármacos o alimentos, mejorar plantas y animales, modificar organismos para usos específicos, sin alterar la conservación y utilización sostenible de la diversidad biológica y la salud humana. Imagen obtenida de: Solo para fines educativos. 5

6 Biotecnología moderna Los componentes principales de la biotecnología moderna son: Genómica Bioinformática Transformación Mejoramiento genético Diagnóstico Utilización de ADN recombinante Modificación de genes Imagen obtenida de: Para fines educativos. Mejoramiento de semillas Técnicas aplicadas en la Biotecnología La ingeniería genética, una de las herramientas utilizadas en la biotecnología, es la modificación y recombinación dirigida del material genético, fundamentalmente del ADN, y la introducción y multiplicación en células vivas del ADN recombinado. Existen 3 técnicas ampliamente utilizadas en la ingeniería genética y en la biotecnología en general. Técnica del ADN recombinante. Reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Electroforesis. 6

7 Proyecto Genoma Humano y clonación 1 de octubre de 1990 inicia el programa de secuenciación del genoma humano. Anuncia un plan a 15 años con los siguientes objetivos: 1. Determinar la secuencia completa de nucleótidos del ADN humano y localizar los genes estimados 50,000 a 100,000 (en realidad fueron 30,000). 2. Construir mapas físicos y genéticos. 3. Analizar genomas de organismos usados como sistemas modelo en investigación como los ratones. 4. Desarrollar nuevas tecnologías. 5. Analizar y debatir las implicaciones éticas y legales tanto para los individuos como para la sociedad. Proyecto Genoma Humano En abril del 2003 se dio a conocer la secuencia del genoma humano, anunciado a todos los países del mundo al mismo tiempo. Desde entonces, ha sido posible localizar y secuenciar cada uno de los genes que conforman al ser humano, lo cual será una fuente enorme de conocimientos. Imagen obtenida de: Solo para fines educativos. 7

8 Proyecto Genoma Humano La técnica para secuenciar el genoma humano es: Se purifica el ADN mediante detergentes y disolventes. Se fragmenta el ADN en pedazos pequeños de aproximadamente mil pares de nucleótidos. Los fragmentos se insertan en moléculas de ADN circulares cuya secuencia se conoce. Proyecto Genoma Humano Se sintetiza un oligonucleótido iniciador en el sitio donde se encuentra el ADN inserto para conocer la secuencia del segmento. Se arma la secuencia del genoma como si fuera un rompecabezas, quedando la secuencia final de nucleótidos para ser leído. 8

9 Clonación Se le llama clonación al proceso de la propagación de células idénticas a una primaria u original prescindiendo de métodos de reproducción sexual. Según la finalidad perseguida, se distinguen 2 grupos de aplicaciones de la clonación: La realizada con fines reproductivos. La realizada con objetivos terapéuticos. Imagen obtenida de: animal.cl/paginas/noticias/noticias.php?d=1868. Solo para fines educativos Clonación reproductiva Tiene como objetivo la creación de un nuevo ser vivo, genéticamente idéntico a su progenitor, mediante la implantación de un embrión clonado en el útero de una madre sustituta que concluya el trabajo embrionario. La clonación reproductiva de mamíferos es un hecho constatado en ovejas, ratones, vacas, cerdos y cabras. Se aplica en la producción ganadera, la industria farmacéutica, la generación de nuevos conocimientos en experimentación y el interés que genera su uso como posible técnica de reproducción asistida en humanos. 9

10 Clonación reproductiva Imagen obtenida de: Solo para fines educativos. Clonación terapéutica Su propósito es obtener una línea de células madre embrionarias genéticamente idénticas que puedan usarse para la sustitución tisular. Estas técnicas podrían contribuir al tratamiento de enfermedades tan comunes como la diabetes, las cardiopatías degenerativas, determinados tipos de cáncer, trasplantes de órganos y tejidos, y procesos degenerativos y enfermedades virales gracias a la generación de células diferenciadas funcionales a partir de las células madre. 10

11 Clonación terapéutica Imagen obtenida de: madres3.html. Solo para fines educativos. Bioética Se define como el estudio sistemático de la conducta humana en el campo de las ciencias biológicas y la atención de la salud, mediante la reexaminación de los valores y principios morales. Imagen obtenida de: Solo para fines educativos. 11

12 Bioética Aborda cuestiones de tipo social, relacionados con la salud como: La manipulación genética. La eutanasia. El trasplante y tráfico de órganos. Cierre La aplicación de la biotecnología en la genética permitió el mejoramiento de procesos tradicionales para la obtención de alimentos y bebidas. Sin embargo, como el proceso natural de los frutos y vegetales incluso de los animales es muy lento, la mano del hombre ha penetrado en él con el fin de obtener buenos resultados prontamente, sin importar los efectos que pueda generar en el ser humano que aunque severos no son visibles a corto plazo. Imagen obtenida de: de alimentostransgenicos.html. Solo para fines educativos. 12

13 Cierre Los alimentos genéticamente modificados contienen genes derivados de cerdos, peces, insectos, virus y bacterias. Se encuentran al alcance de todas las personas a través de los supermercados. Greenpeace México publicó una lista en donde las marcas citadas ha ocultado que sus alimentos contienen transgénicos, algunos de ellos han sido comprobados mediante pruebas de laboratorio. Imagen obtenida de: de alimentostransgenicos.html. Solo para fines educativos. Cierre Estos productos pueden ser desde tomates, maíz, soja, productos lácteos y de levadura, aceites, comida enlatada y conservas, alimento para bebés, sopas preparadas, cereales, galletas y pan dulce, dulces y golosinas, jugos y bebidas. Podemos suponer porque nuestro organismo se ha vuelto tan vulnerable a las alergias y si mutamos tanto los alimentos que vamos a ingerir Cómo no van a mutar los virus y bacterias en su lucha por permanecer? 13

14 Referencias bibliográficas De Erice, E. y González, A. (2009). Biología: la ciencia de la vida. (1ª Ed.) México: McGraw Hill. En Knowledge Hub (2004) La clonación humana, Cuestiones éticas. Recuperado el 17 de enero de 2010 de: Clonación y células madre Ximo Soriano Felipe, Antonio Guerrero Espejo y Santiago Bonanad Boix. Med Clin (Barc). 2004;122:: En DOYMA. Referencias bibliográficas Urbal, S. (2009). Peligros de los alimentos genéticamente diseñados. En Knowledge Hub. Recuperado el 17 de enero de 2010 de En Greenpeace. (Septiembre, 2005). Los transgénicos en México. Recuperado el 17 de enero de 2010 de ports/copy of gu a roja y verde de a.pdf 14

15 Créditos Diseño de contenido: Ing. Laura Gabriela Ríos Contreras, MCP Coordinador académico: Ing. Norma Yolanda Loera Hdz, MA Edición de contenido: Lic. Cintia Esquivelzeta Rabell Edición de texto: Lic. María Eugenia Baba Félix Diseño gráfico: Ing. Nidia Lizzeth López Alanís, MGTI 15

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