CAPITULO I BIOTECNOLOGÍA

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1 CONTENIDO CAPITULO I BIOTECNOLOGÍA 1.1. Definición La biotecnología como una actividad multidisciplinaria Participación de los biotecnólogos en las actividades de producción Fermentación Biocatálisis Sistemas hidropónicos Cultivo de tejidos vegetales Cultivo de células animales Combustibles Tratamiento y utilización de productos residuales Ingeniería de procesos Biología molecular e ingeniería genética Bioinformática La biotecnología en el contexto internacional Principales aplicaciones de la biotecnología En la agricultura Sector pecuario Sector Salud e industria farmacéutica Sector química y energética Conservación del medio ambiente Panorama de la Biotecnología y desarrollo sostenible en países en vías de desarrollo La seguridad alimentaria en los países en vías de desarrollo y el reto de la biotecnología Las plantas transgénicas y seguridad alimentaria en América Latina La necesidad de proteger la biodiversidad y las relaciones internacionales Biotecnología vegetal Una visión general sobre la biotecnología de plantas La biotecnología y la agricultura La revolución verde y la biotecnología en el mejoramiento de plantas La biotecnología vegetal y el crecimiento de la población

2 CAPITULO II CULTIVO DE TEJIDOS VEGETALES 2.1. Antecedentes Definición y aplicaciones Fundamentos El entorno del cultivo Factores químicos Medios de cultivo... a. Vitaminas... b. Aminoácidos... c. Otros componentes del medio... d. Uso de insumos alternativos Reguladores de crecimiento Antecedentes Definición Descripción y clasificación Auxinas... Efectos Citoquininas... Efectos Giberelinas... Efectos El ph Las operaciones básicas del cultivo in vitro Preparación de medios de cultivo La esterilización de materiales y medios de cultivo... El autoclave Desinfección del material vegetal El explante Factores físicos La temperatura Cuartos de conservación... Control de la temperatura Luz... a. Control de la iluminación

3 b. Control del fotoperíodo La asepsia Atmósfera gaseosa Micropropagación Preparación o elección de la planta madre Establecimiento del cultivo in vitro Multiplicación de los brotes Enraizamiento Aclimatación Tipos de cultivos in vitro Regeneración... a. Regeneración directa... b. Regeneración indirecta Organogénesis Variación somaclonal... Ventajas de la variación somaclonal Embriogénesis somática... a. La embriogénesis somática directa... b. La embriogénesis somática indirecta... c. Ventajas y desventajas de la embriogénesis somática Cultivo de óvulos vegetales y fertilización in vitro Cultivo de anteras Cultivo de protoplastos... a. Definición y antecedentes... b. Importancia de los protoplastos... c. Obtención y actividad de las enzimas... d. Fases del protocolo en trabajos con protoplastos... e. Cultivo de protoplastos... f. Fusión de protoplastos... g. Las investigaciones de protoplastos en la actualidad Cultivo de meristemos... a. Antecedentes... b. Estudios en meristemos... c. Cultivo in vitro de los meristemos... d. Medio y condiciones de cultivo... e. Aplicaciones de cultivo de meristemos

4 f. Saneamiento de cítricos una perspectiva de desarrollo en el Perú Semillas artificiales Semillas y germinación in vitro Vitrificación de plantas cultivadas in vitro Revigorización de plantas cultivadas in vitro Hairy roots y cultivo de raíces Cultivo en biorreactores Cultivo de tejidos en frutales y forestales Limitaciones en cultivos in vitro... a. Estado fisiológico del explante.... b. Medio de cultivo... c. Contaminantes... d. Oxidación de los explantes... e. Enraizamiento y endurecimiento de las plántulas... f. Transferencia al campo Producción en sistema de inmersión temporal Conservación de Germoplasma Conservación in situ Conservación ex situ Crioconservación Centros Internacionales de Investigación... CAPITULO III INGENIERIA GENETICA Introducción Importancia de los ácidos nucleicos en Ingeniería Genética Principales componentes del sistema de clonamiento molecular Enzimas que se utilizan en Ingeniería Genética... a. Endonucleasas de restricción... b. Ligasas... c. Transcriptasa reversa... d. ADN polimerasa... e. Nucleasa SI Vectores o vehículos moleculares... a. Los plásmidos... b. Bacteriófagos

5 c. Los cósmidos... d. Vectores de última generación Fuente de los genes de interés Genotecas genómicas... a). Genotecas de ADN genómico... b). Genotecas de ADNc Aislamiento del gen de interés de una genoteca Secuenciamiento del gen de interés... Método de Sanger Sistemas huésped del ADN recombinante INGENIERIA GENETICA DE PLANTAS Herramientas de la ingeniería genética de plantas Métodos de transformación genética... A. Transformación indirecta Transformación de plantas por Agrobacterium... a. La biología de A. tumefaciens... b. Descripción del plásmido Ti... c. Vectores a partir del plásmido Ti... d. Recientes progresos con vectores de Agrobacterium Virus del ADN... a. Geminivirus... b. Virus dorado del mosaico del tabaco... c. Virus del Mosaico de la Coliflor Virus de ARN... a). Virus del mosaico del tabaco... b). Virus del mosaico del bromo... B. Transformación directa de plantas por métodos alternativos Biolística (microbalística) Micro-rayo láser Microinyección Transferencia directa Electroporación Liposomas Transplante de núcleos Regeneración de plantas transformadas por cultivo de tejidos Tipos de manipulaciones... A. Tecnología aditiva... Los logros más importantes de la tecnología aditiva Plantas transgénicas resistentes a las enfermedades

6 2. Plantas resistentes a virus Plantas resistentes a herbicidas Las plantas como biorreactores Modificaciones útiles para la industria de elaboración Mejora de las propiedades nutritivas Mejora para el aprovechamiento de la luz Mejora para la obtención de plástico biodegradable Mejora para la obtención de hemoglobina La tecnología del Control de la expresión genética de las plantas (Tecnología Terminator )... Otros avances... B. Tecnología sustractiva Tecnología antisentido Tecnología del interruptor a distancia (transwitch) Aplicaciones de las manipulaciones sustractivas... a. Inhibiendo la poligalacturonasa... b. Controlando la ruta biosintética del etileno... c. Control por bloqueo del gen de la ACC sintasa o de la ACC oxidasa... d. Cualidades del producto Manipulación genética y expectativas del futuro Plantas transgénicas y sus riesgos ambientales Bioseguridad y patentes biotecnológicas Regulación en materia de Bioseguridad en América Latina Las patentes biotecnológicas CARACTERIZACION GENETICA Y MOLECULAR DE LAS PLANTAS Marcadores genéticos... A. Los marcadores morfológicos... B. Los marcadores bioquímicos... C. Marcadores moleculares Desarrollo de los marcadores moleculares... a. Polimorfismo en la longitud de los fragmentos de restricción (RFLPs) Marcadores moleculares basados en PCR... a. ADN polimórfico amplificado al azar (RAPDs)... b. Microsatélites (SSRs)... c. Polimorfismo de longitud de fragmentos de ADN amplificados (AFLPs)

7 d. Otros marcadores basados en PCR Ventajas comparativas de marcadores moleculares con los marcadores morfológicos Espectro de uso de los marcadores moleculares Selección asistida por marcadores moleculares (MAS) LA REVOLUCION DEL "PCR" El Fundamento del PCR Técnica del PCR Aplicaciones del PCR en el campo clínico LA SEGUNDA REVOLUCION EN EL ANÁLISIS MOLECULAR CAPITULO IV CLONACION 4.1. Concepto Antecedentes Clonación en plantas Estrategias de clonamiento en plantas Propagación clonal rápida en plantas Clonación de genes Clonación en animales Intentos de clonación en animales "Dolly" y el Instituto de Roslin La clave del éxito del Instituto de Roslin Clonación de terneros de vaca y cerdos Implicancias de la clonación en animales... a. Los animales transgénicos de diseño... b. Ventajas y desventajas de los animales clonados Reflexiones sobre clonación humana: implicancias éticas y sociales Derechos fundamentales y desconocimiento existencial de la persona La clonación en la agenda de las Instituciones y Autoridades Internacionales Fronteras de la vida y las posibles aplicaciones de la clonación La clonación y la libertad de investigación CAPITULO V

8 PERSPECTIVAS DE LA BIOMEDICINA 5.1. PROYECTO GENOMA HUMANO Y TERAPIA GENICA Introducción Antecedentes Justificación Origen Principios y estrategias... a. Cartografías genómicas Cartografía genética de ligamiento Cartografía física e integración de los mapas... b. Secuenciamiento del genoma Secuenciamiento por método químico e enzimático Secuenciación de ADN complementario Secuenciación por hibridación utilizando chip de hibridación... c. El papel de la informática en los proyectos genoma Adquisición informatizada de datos biológicos Bases de datos genéticos y moleculares La biología genómica Logros importantes del proyecto Genomas modelo... a. Bacterias y arqueones... b. Eucariotas La era postgenómica: la próxima revolución de la biología Impactos del proyecto genoma en la medicina... a. Comprensión de la base molecular de las enfermedades Uso de los modelos de ratones transgénicos Diagnóstico molecular... b. Diagnóstico molecular en la era genómica... c. La revolución del diseño de fármacos en la era genómica... d. El aporte de los biochips en el estudio de las enfermedades... e. El secuenciamiento del genoma y la medicina del futuro... f. El siguiente desafío será la descripción y entendimiento de las proteínas Centros y entidades que realizan investigación genómica... a. Proyectos nacionales e iniciativas internacionales... b. Investigación genómica privada e intereses comerciales... c. Papel de las multinacionales

9 Implicancias sociales, políticas y éticos del Genoma Humano... a. Protección de la intimidad genética... b. Sondeos génicos en ámbitos clínicos... c. Genética, política y sociedad Resumen VACUNAS PPRODUCIDAS POR BIOTECNOLOGIA Vacunas recombinantes Vacunas sintéticas... a. Vacuna sintética producida por plantas TERAPIA GENICA Concepto Avance de la terapia génica Métodos de transferencia de genes... Vector ideal Métodos de transferencia físicos... a. Microinyección... b. Electroporación... c. Microproyectiles... d. Inyección directa de ADN desnudo Métodos de transferencia químicos... a. Fosfato cálcico... b. Los Liposomas Los liposomas catiónicos Vectores virales... a. Retrovirus... b. Adenovirus... c. Otros virus como vectores Sistemas alternativos de transferencia de genes Estrategias terapéuticas... a. Estrategia ex vivo... b. Estrategia in vivo Terapia génica del cáncer Expectativas de la terapia génica Dificultades de la terapia génica... Glosario... Apéndice