Biologia PAU. Genètica i reproducció. Enginyeria genètica. CAT
-
Upload
moty-martell -
Category
Science
-
view
141 -
download
1
Transcript of Biologia PAU. Genètica i reproducció. Enginyeria genètica. CAT
Enginyeria genètica
Cèl·lules mare
i clonació
Teràpia
cel·lular
Clonació
Tècniques
d’enginyeria
genètica
Organismes
transgènics
Ús d’aliments
transgènics
Animals
transgènicsDisseny de
plasmidis
Obtenció
de vectors
de clonació
Seqüenciació
d’ADN
Localització de
fragments d’ADN
PCR
Plantes
transgèniques
Enginyeria
genètica
1. Cèl·lules mare i
clonació
a) Teràpia
cel·lular
b) Clonació
2. Tècniques
d’enginyeria
genètica
3. Organismes
transgènics
Cèl·lules mare: cèl·lules sense especialitzar
No han adoptat cap morfologia ni funcionalitat concretes
Totipotents: poden escollir qualsevol diferenciació
Són capaces de reproduir-se per mitosi
Unipotents: tenen un cert grau d’especialització, però
poden tornar a convertir-se en cèl·lules totipotents
Teràpia cel·lular
Curació d’un individu a partir de la injecció de cèl·lules
mare sanes en el teixit afectat
Tractament d’infarts i leucèmia
Debat ètic:
Concepció de nadons per a curar nens malalts
Què fer amb els embrions no compatibles?
Diferent regulació legal segons el país
1. Cèl·lules mare i
clonació
a) Teràpia
cel·lular
b) Clonació
2. Tècniques
d’enginyeria
genètica
3. Organismes
transgènics
Clonació
Tècnica coneguda però poc utilitzada (debat ètic)
Clonació terapèutica:
Obtenció d’embrions clònics a partir de cèl·lules mare
d’individus malalts
Modificació genètica dels embrions per a reconstituir un
òrgan sa
Actualment s’investiga generar cèl·lules mare a partir d’un teixit
directament (no embrions)
Enginyeria
genètica
1. Cèl·lules mare i
clonació
2. Tècniques
d’enginyeria
genètica
a) Disseny de
plasmidis
b) Obtenció de
vectors de
clonació
c) Seqüenciació
d’ADN
d) Localització de
fragments d’ADN
e) PCR
3. Organismes
transgènics
Disseny de plasmidis
ADN recombinant: ADN modificat al laboratori amb un
objectiu concret
Tècnica utilitzada per a tallar
plasmidis i introduir-los una
seqüència de DNA, de
manera que coincideixin els
extrems
Obtenció de la seqüència de
DNA: transcriptasa inversa
Enginyeria
genètica
1. Cèl·lules mare i
clonació
2. Tècniques
d’enginyeria
genètica
a) Disseny de
plasmidis
b) Obtenció de
vectors de
clonació
c) Seqüenciació
d’ADN
d) Localització de
fragments d’ADN
e) PCR
3. Organismes
transgènics
Obtenció de vectors de clonació
Introducció del plasmidi al vector (bacteri o virus) per a que en
faci còpies
El vector també s’encarrega de transferir el plasmidi a una
altra espècie
Procés d’obtenció:
Barreja directa de plasmidis + bacteris alguns
bacteris no incorporen els plasmidis
El plasmidi incorpora un gen de resistència a
antibiòtics (a banda del gen que ens interessa)
Es posen tots els bacteris en un medi amb l’antibiòtic
Només sobreviuen els bacteris que han incorporat el
plasmidi, és a dir, el gen que ens interessa
Enginyeria
genètica
1. Cèl·lules mare i
clonació
2. Tècniques
d’enginyeria
genètica
a) Disseny de
plasmidis
b) Obtenció de
vectors de
clonació
c) Seqüenciació
d’ADN
d) Localització de
fragments d’ADN
e) PCR
3. Organismes
transgènics
Seqüenciació d’ADN
*- ? ? ? ? ? ? ? C
*- ? ? ? ? ? ? T
*- ? ? ? ? ? T
*- ? ? ? ? G
*-? ? ? A
*-? ? C
*-? T
*-A
A T C A G T T C
Conèixer la seqüència de nucleòtids que formen un fragment
d’ADN
Permet modificar fragments d’ADN per tal que els enzims de
restricció tallin on ens interessa
Procés:
Es marca un extrem de la molècula
amb radioactivitat
Es talla un fragment d’un sol
nucleòtid des de la marca, després
dos nucleòtids i així successivament
Es retiren els fragments sobrants
dels talls
Es separen els fragments de DNA
obtinguts segons longitud i
s’endrecen
Un cop endreçats, es mira la
seqüència de nucleòtids segons
l’últim de cada fragment
Enginyeria
genètica
1. Cèl·lules mare i
clonació
2. Tècniques
d’enginyeria
genètica
a) Disseny de
plasmidis
b) Obtenció de
vectors de
clonació
c) Seqüenciació
d’ADN
d) Localització de
fragments d’ADN
e) PCR
3. Organismes
transgènics
Localització de fragments d’ADN
Mètode d’hibridació
Separació de les cadenes complementàries del DNA problema
(escalfar)
Separació de les cadenes complementàries del gen que volem
localitzar (escalfar)
Barreja dels dos DNAs separats: les cadenes es tornen a
ajuntar
Es podran ajuntar fragments de DNA sencer amb els
gens que es volen localitzar
Si els gens que volem localitzar estan marcats
radioactivament, podem trobar fàcilment l’indret del
genoma on es situen
Enginyeria
genètica
1. Cèl·lules mare i
clonació
2. Tècniques
d’enginyeria
genètica
a) Disseny de
plasmidis
b) Obtenció de
vectors de
clonació
c) Seqüenciació
d’ADN
d) Localització de
fragments d’ADN
e) PCR
3. Organismes
transgènics
PCR
Tècnica per a obtenir còpies d’un fragment de DNA seqüenciat
Síntesi d’encebadors (fragments d’ADN complementaris als
extrems del DNA problema)
Barreja del DNA problema, els encebadors, ADN-polimerasa
bacteriana i nucleòtids.
S’escalfa la barreja a 95ºC separació de les cadenes d’ADN
Refredament a 75ºC unió de les cadenes als encebadors i
acció de l’ADN-polimerasa
Repetició del procés diverses vegades augment
exponencial de la quantitat de DNA
Enginyeria
genètica
1. Cèl·lules mare i
clonació
2. Tècniques
d’enginyeria
genètica
3. Organismes
transgènics
a) Plantes
transgèniques
b) Animals
transgènics
c) Ús d’aliments
transgènics
Plantes transgèniques
Obtenció de plantes transgèniques mitjançant plasmidis
Capacitat del bacteri Agrobacterium tumefaciens d’inserir part
del seu plasmidi (transposó) en el DNA de la planta
Obtenció del gen i transferència al transposó eliminar els
gens del transposó que són perjudicials per a la planta
Afegir gens marcadors al transposó per a distingir quines
cèl·lules l’han incorporat i quines no
Inserció del plasmidi
modificat al bacteri i
infecció de les
plantes per part del
bacteri (fragments de
planta)
Anàlisi del genoma
de les plantes per a
comprovar que hagin
incorporat el gen que
ens interessa
Enginyeria
genètica
1. Cèl·lules mare i
clonació
2. Tècniques
d’enginyeria
genètica
3. Organismes
transgènics
a) Plantes
transgèniques
b) Animals
transgènics
c) Ús d’aliments
transgènics
Plantes transgèniques
Obtenció de plantes transgèniques per altres mètodes
Mètodes amb poca probabilitat d’èxit però més útils en
plantes
Transferència directa: cèl·lules vegetals sense paret
cel·lular que es barregen amb plasmidis i amb productes que
faciliten la incorporació del plasmidi. Després es deixa que
les cèl·lules reconstrueixin la paret.
Microinjecció: introducció directa dels plasmidis al nucli
cel·lular mitjançant agulles especials
Biobalística: bombardeig de les cèl·lules de la planta amb
micropartícules d’or o tungstè recobertes del DNA que es vol
introduir. Les partícules entren a les cèl·lules sense
malmetre-les gràcies a impulsos supersònics.
Enginyeria
genètica
1. Cèl·lules mare i
clonació
2. Tècniques
d’enginyeria
genètica
3. Organismes
transgènics
a) Plantes
transgèniques
b) Animals
transgènics
c) Ús d’aliments
transgènics
Animals transgènics
Ús a nivell alimentari i d’investigació. S’obtenen per microinjecció de
cèl·lules embrionàries
Es separen les cèl·lules d’un embrió i es mantenen en cultiu
sense deixar-les avançar
S’injecta el DNA forani a cada una d’aquestes cèl·lules,
generant un embrió transgènic (cèl·lules totipotents)
Implantació de l’embrió transgènic en una femella
Es poden obtenir animals amb només algunes zones transgèniques
si aquest procés es fa sobre embrions en estat més avançat
Enginyeria
genètica
1. Cèl·lules mare i
clonació
2. Tècniques
d’enginyeria
genètica
3. Organismes
transgènics
a) Plantes
transgèniques
b) Animals
transgènics
c) Ús d’aliments
transgènics
Ús d’aliments transgènics
A favor En contra
Resistència a insectes no cal
fer servir insecticides es
respecta el medi ambient
Resistència a virus no cal fer
servir productes químics
artificials es respecta el medi
ambient
Tolerància als herbicides es
poden fer servir herbicides per a
les males herbes sense
malmetre la planta conreada
Possibles al·lergògens (tot i que
encara no s’ha trobat cap
transgènic que tingui aquests
efectes)
Transferència de gens: els gens
incorporats podrien passar als
humans
Encreuament entre plantes si no
transgèniques generació de
transgènics no controlats
Pèrdua de la biodiversitat per
desaparició de les plantes no
transgèniques (selecció natural)
Enginyeria
genètica