REVOLUCIÓN GENÉTICA Y BIOTECNOLOGÍA

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1 Tema 4 REVOLUCIÓN GENÉTICA Y BIOTECNOLOGÍA 1. ADN y ARN pág Composición química y conceptos: ADN, ARN, nucleótidos, bases nitrogenadas, ácido fosfórico. -Estructura: doble hélice, cadenas complementarias. -Alguna excepción de la estructura estándard. -Histonas. -Watson y Crick, Mecanismo de acción del ADN, pág 94, 95 ADN ARNm PROTEÍNAS 1. Replicación (ADN ADN) -Se abre como cremallera -Cada una es molde para sintetizar complementaria. -Enzima ADN polimerasa une nucleótidos -Complementario A-T C-G -Errores mutaciones 2. Transcripción (ADN ARNm) -Estructura ARN, 1 sola cadena -Bases AUCG; complementarias A-U C-G -Atraviesan membrana nuclear 3. Traducción : ARN PROTEINA (ayuda ARNt) -Concepto de proteína (composición y estructura) -ARN se une a RIBOSOMA -ARNt trae AMINOÁCIDOS (aa) -Cada 3 bases que lee el Ribosoma (CODÓN) se asocia a un aa -CÓDIGO GENÉTICO: Correspondencia triplete (codón)/aa. Actividades: Razona p 94, 2 p 115. Materials worked with James GENE BASICS INHERITANCE TIPES OF REPRODUCTION AND CLONING see wiki. BIOTECNOLOGÍA p Concepto: manipulación del material genético para obtener, modificar, mejorar productos/animales/plantas. Técnicas empleadas: 1. ADN RECOMBINANTE -Concepto: Permite manipular ADN (cortar, aislar, pegar, reproducir) -ORGANISMO DONANTE+ORGANISMO VECTOR=organismo con ADN recombinante. -Técnicas: (debe haber un paso previo -LA OBTENCIÓN DE ADN- ver cuadro ADN recombinante + video) A)Enzimas Celulares: ADN cortado y unido por Enzimas. -Enzimas de restricción: proceden de unas bacterias que protegen su ADN (=tijeras) -Ligasas: pegan segmentos determinados. Véase ilustración p 97 B)Análisis de fragmentos de ADN (una vez cortados por Enzimas de restricción)

2 Técnica más común:electroforesis EN GEL DE AGAROSA: -Separa fragmentos de ADN según su tamaño y carga. -Obtiene un patrón de bandas característico de cualquier organismo (HUELLA GÉNICA O DIGITAL) -Usos: -autoría de delitos -paternidad C)Hibridación mediante sondas de ADN -Sonda de ADN:fragmento artificial de ADN sencillo marcado con radiactividad y cuya secuencia es conocida (al menos algunos genes) -Técnica: se hibrida la sonda con el ADN problema aprovechando complementariedad. -Biochips: láminas de vidrio con muchos fragmentos conocidos de ADN simple a los que se unirán los fragmentos problema. -Uso: -detecta mutaciones que provocan enfermedades (hemofilia, distrofia, etc) -controla expresiones de genes (cáncer) -personalizar fármacos -sugerir terapias. D) Clonación del ADN pág 100 -Concepto: obtención de miles de millones de copias idénticas de un fragmento de ADN. -Se emplea VECTOR DE CLONACIÓN: molécula de ADN que entra en bacteria y se autoreplica dentro. -MÉTODO DE CLONACIÓN PLÁSMIDOS BACTERIANOS, pasos: (pág100) 1) PLÁSMIDO (BACTERIA) con un gen resistente a antibiótico y ADN A CLONAR se cortan con EZ restricción plásmido RECOMBINANTE (PR) 2)TRANSFORMACIÓN:Se incuba PR en BACTERIAS (Escherichia coli): 3)SELECCIÓN ARTIFICIAL de bacterias resistentes al antibiótico que se colocan en placa de cultivo. 4)Se aislan los resistentes y se mantienen en condiciones de crecimiento. Sólo tendremos BACTERIAS CON PLÁSMIDOS RECOMBINANTES que llevan determinado ADN insertado -Se pueden obtener colecciones de clones de ADN ----GENOTECA pág 101 E) Amplificación del ADN: REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA (PCR) -Concepto de PCR: reacción en cadena para originar millones de copias de un segmento de ADN (Replicación del ADN in vitro) -Se necesita: -ADN que se va a copiar -ADN genómico con suficientes nucleótidos -Cebadores (ADN corto y complementario) -ADN polimerasa resistente al calor -Resultado: 3 fases de replicación y en pocas horas muchísimo ADN -Usos: fundamentalmente a partir de muestras pobre -sangre, semen en suelo, ropa, etc -identificación de pequeños organismos patógenos -diagnóstico prenatal F) Secuenciación del ADN -Concepto: determinar secuencias de nucleótidos de cualquier fragmento.

3 Empleo de informática 2.TÉCNICAS DE INGENIERÍA GENÉTICA (IG) pág 102 -Concepto: manipular y transferir genes entre especies -Aplicaciones: 1)Obtención de organismos genéticamente modificados (OGM) o transgénicos Mecanismo: se emplean VECTORES de EXPRESIÓN (virus, plásmidos) con genes insertados para obtener otro organismo Utilidad: producción de P útiles u obtención de animales o plantas de interés comercial A)Microorganismos G M +Mejora ambiental: -Biorremediación: microos. eliminan contaminantes ambientales -Eliminación de mareas negras (bacterias que digieren HC) -Eliminación de metales pesados -Producción de biocombustibles por bacterias y levaduras -Eliminación de plásticos +Productos industriales y farmacéuticos -Ez que degradan manchas de ropa (detergentes), vaqueros lavados a la piedra +Antibióticos (penicilina, tetraciclina) producidos por bacterias y hongos GM +P humanas: insulina, GH, factor antihemofílico, etc., producidas por hongos y levaduras B)Animales transgénicos Transgen obtenido mediante técnicas ADN recombinante que se inserta en ADN hospedador microinyectándolo en un óvulo fecundado. Aplicaciones: +Aumentar resistencia a enfermedades y mejorar producción animal (ovejas que dan más lana, pollos a 3 euros...) +Sustituir genes (ratones) para conocer la función. +Fabricar órganos para trasplantes (xenotrasplantes, si es de otra especie). Cerdo, animal ideal para el hombre, Ver película LA ISLA. Ojo, problemas de rechazo por el SI +Granjas farmacéuticas: se inserta transgen que codifica P de la insulina en ovejas. Luego al ordeñarlas se obtiene la insulina de su leche. C) Plantas transgénicas (p 105) -Concepto: transferir genes a plantas a partir de organismos distintos. -Mecanismo: plásmido Ti de una bactria del suelo+gen de otro organismo (uso de Ez de restricción cortar y pegar). -Fines: +Resistencia contra herbicidas o plagas (soja, algodón, maiz, frutos) o que producen toxinas contra microorganismos. +Resistencia a clima adverso (heladas, sequías, suelo estéril). Ej. gen de pez ártico en fresas para evitar heladas. +Retrasar maduración: tomates que maduran pero no se ablandan. +Añadir nutrientes alimentos: ej. vitama en arroz dorado +Uso farmacológico: ej producción de vacunas. 2)Terapia génica o introducción de genes terapéuticos (p 106) -Concepto: -en genes humanos sobre todo- tratar, curar y prevenir enfermedades genéticas. -Mecanismo: inserción de GEN FUNCIONAL que reemplaza a GEN DEFECTUOSO. -Tipos:

4 1) SOMÁTICA -Corregir enfermedades introduciendo células transgénicas en tejidos defectuosos. -Introducción mediante VIRUS. 2) DE LA LÍNEA GERMINAL -Introducir transgénico en óvulo fecundado para que forme parte del genoma del nuevo o futuro individuo. -Problemas éticos:-diseño de bebés?-: (EUGENESIA): mejora genética de la humanidad. -En ratones por ahora?. Hacer actividad ACONDROPLASTIA. 3. TÉCNICAS DE CLONACIÓN (p 107) -Concepto de CLON: organismo idéntico -en plantas a partir de esqueje, en animales por copia de células. -Técnica de clonación reproductiva: oveja 1----donante de núcleos celulares 2n de gl mamarias oveja 2----donante de óvulo sin núcleo oveja 3----se le implanta -madre de alquilerovejita Dolly--- idéntica a oveja 1 CÉLULAS MADRE (stem cells) (p108) -Concepto: -Tipos: -células madre embrionarias -dónde se encuentran -función -células madre adultas -dónde se encuentran -función -otras -Aplicaciones de la células madre (p 109) Materials worked with James NEW WAYS OF CLONING ANIMALS GENETIC ENGINEERING see wiki. EL GENOMA HUMANO -Concepto -Qué es el PROYECTO GENOMA HUMANO -Algunos datos del Genoma Humano BIOÉTICA -Concepto RIESGOS EN BIOTECNOLOGÍA -debates- -Terapia génica -Clonación humana -Células madre -Genoma humano -OMGs

5 Actividades 8, 9, 10 pág 115 Actividad 2 ver pantalla

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