1. BIOTECNOLOGA

2. NDICE

APARTADOS

Introduccin 3. a) Explicacin del ADN combinante. 4. b) Explicar la obtencin de vacunas. 5. c ) Explicar la obtencin de transgnicos. 6. d) Conocer algunos ejemplos de aplicacinde la agricultura y la mejora del medioambiente.

7. INTRODUCCIN La ingeniera gentica se define como el estudio y manipulacin de los genes de organismos vivos para mejorar la vida del hombre. Y actualmente tiene importantes aplicaciones en diversas reas . 8. A) ExplicacindelADN El ADN recombinante, o ADN recombinado, es una molcula de ADN artificial formada de manera deliberada In Vitro por la unin de secuencias de ADN provenientes de dos organismos de especies diferentes que normalmente no se encuentran juntos. Al introducirse este ADN recombinante en un organismo se produce una modificacin gentica que permite la adicin de un nuevo ADN al organismo conllevando a la modificacin de rasgos existentes o la expresin de nuevos rasgos. La produccin de una protena no presente en un organismo determinado y producidas a partir de ADN recombinante se llaman protenas recombinantes . 9. El proceso de produccin de un ADN recombinantecomienzacon la identificacin desde un organismo de una secuenciadeADN de inters con el fin de propagarlo enotro organismoquecarecede la secuencia y,porende, delproductoprotico de esa secuencia de ADN. As se pueden producir cantidades ilimitadas de la protena codificada por el susodicho gen . En trminos simples, el procedimiento consiste en:

Localizacin de genes y sus funciones .

10.

Clonacin delADN,y su posterior almacenamiento en genotecas .

Reaccin en cadena de la polimerasa (PCR)

11. Utilizacin de vectores de expresin . El vector que se utiliza contiene secuencias de ADN que al ser replicadas confieren resistencia a antibiticos especficos. Esta tcnica ha sido ampliamente utilizada en el campo de la medicina y ha permitido el desarrollo de importantes avances teraputicos como por ejemplo la produccin de insulina recombinante. Con el uso de ADN recombinante se ha logrado obtener plantas transgnicas resistentes a insectos, hongos, bacterias y herbicidas, con mejores caractersticas de calidad durante poscosecha y con alto contenido. 12. Produccin y terapia con protenas recombinantes Para que estas protenas sean tiles desde el punto de vista teraputico tienen que conservar su actividad. Adems, se debe evitar que sean inmunognicas para el ser humano. Para ello es importante decidir para cada protena recombinante cual es el organismo de expresin ms adecuado. Produccin en bacterias Estas protenas recombinantes han intentado expresarse en bacterias como E. coli,ya que son fciles de mantener, crecen rpido y se conoce bien su genoma. Sin embargo, el mayor problema que presenta la produccin en bacterias es que en ellas no existe glicosilacin proteica, por lo que algunas protenas producidas en bacterias pierden totalmente su funcin. An as se han logrado producir con xito algunas protenas recombinantes en bacterias . 13. Produccion en levaduras Al ser clulas eucariotas y por lo tanto ms similares a las humanas que las bacterias y ser muy fciles de emplear industrialmente, las levaduras constituyen otro grupo de organismos susceptibles de producir protenas recombinantes para uso humano. Sin embargo, aunque s presentan glicosilacin proteica, al contrario que las bacterias, esta es totalmente distinta a la humana, por lo que estas protenas presentan problemas, en muchos casos incluso inmunognicos . Produccin en clulas de insecto Ms cercanas an a las clulas humanas que las levaduras son las de insecto, como las de Spodoptera frugiperda, que se cultivan fcilmente in Vitro, aunque el medio de cultivo es caro. Dicho medio, adems, no contiene suero, lo que hace ms fcil el procesado de la protena. Otra de las propuestas ha sido el uso no de clulas de insecto, sino de los insectos completos para la produccin de estas prote nas. Para ello se infectan a los insectos con baculovirus modificados para que expresen la protena recombinante. Sin embargo, este sistema presenta exactamente elmismoproblema que el de levaduras: que las clulas de insecto presentan glicosilacin, pero esta es totalmente distinta a la de mamferos . 14. B) L a obtencin de vacunas. Lavacunaes un preparado deantgenos que una vez dentro delorganismos provoca la produccin deanticuerpos y con ello una respuesta de defensa ante microorganismos patgenos. Esta respuesta genera, en algunos casos, cierta memoria inmunitariaproduciendo inmunidad transitoria frente al ataque patgeno correspondiente. La primera vacuna descubierta fue la usada para combatir la viruela por Edwards Jenneren 1796. 15. CLASIFICACIN: Vacunas vivas o atenuadas. Una vacuna atenuada consiste en utilizar uno ovarios agentes infecciosos vivos y homlogos cuya virulencia haya sido atenuada, de manera que sin producir ninguna lesin secundaria al animal, induzca inmunidad duradera frente al agente homlogo virulento. Vacunas muertas o inactivadas. Las vacunas inactivadas estn formadas por el o los microorganismos completos pero inactivado por algn mtodo fsico o qumico. Estas vacunas, presentan como principales ventajas, frente a las vacunas atenuadas, su estabilidad y seguridad, as como su conservacin. Sin embargo, suelen inducir una respuesta inmunitaria menor que las vacunas atenuadas. 16. MTODO DE OBTENCIN: 1. Vacunas avirulentas preparadas a partir de formas no peligrosas del microorganismo patgeno. 2. Vacunas posificadas a partir de organismos muertos o inactivos. 3. Antgenos purificados: Teniendo en cuenta que las bacterias y virus contienen numerosos antgenos constitutivos, de los cuales solo algunos estn relacionados con los fenmenos de inmunidad adquirida, es evidente que la vacuna ideal seria la preparada exclusivamente con los antgenos inmunizantes, eliminando los dems antgenos y sustancias que no solo no intervienen en la inmunizacin, sino que, adems, pueden interferir y ser causa de acciones secundarias. Los avances logrados en el ltimo decenio en el campo de la inmunoquimica han permitido obtener los antgenos inmunizantes de algunas especies bacterianas con un elevado grado de pureza lo que ha hecho posible la preparacin de nuevas vacunas. 4. Vacunas genticas. 17. Fase preparatoria de la vacunacin: normasgenerales Comprobar las caractersticas del productoque se va a administrar: Modo de conservacin. Forma de administracin. Va de administracin. Lugar de administracin. Fecha de caducidad.Comprobar el aspecto fsico de la vacunaAlgunos productos biolgicos liofilizados tienen, tras su reconstitucin, una validez limitada y son vulnerables a la luz y al calor.Agitar enrgicamente las vacunas hasta conseguir la homogeneizacin del producto . Elegir la aguja adecuada segn la va de administracin, la edad del paciente, el lugar anatmico y el tipo de vacuna. Utilizar jeringas y agujas estriles de un solo uso desechndolas tras su utilizacin. No mezclar varias vacunas en las mismas jeringas. Para la limpieza de la pielse utilizaraguadestilada.En un mismo acto vacunal slo se administrar una inyeccin por miembro. 18. C)DEFICIN DE ORGANISMOS TRANSGNICOSLa obtencin de un transgnico implica la participacin de un organismo que dona el gen de inters y un organismo receptor del gen que expresar la nueva caracterstica deseada. 19. LAS ETAPAS DEL TRABAJO 1) Corroborar que existe un gen que codifica para la caracterstica de inters Cuando se encuentra una caracterstica en un organismo que resulta interesante para transferir a otro organismo debe verificarse que es producto de un gen.2) Clonado del gen Una vez que se determin que el organismo donante posee un gen que codifica para la caracterstica de inters, los bilogos moleculares se lanzan a la tarea de conseguir ese gen, es decir: clonar el gen.La tarea de clonar involucra varias tcnicas que se describen a continuacin: i) Extraccin de ADN. ii) Bsqueda de un gen entre la mezcla de genes del ADN. La tcnica de PCR permite amplificar la cantidad de ADN y esto facilita el clonado del gen de inters.iii) Secuenciacin. iv) Construccin del vector recombinante 20. LAS ETAPAS DEL TRABAJO 3) Modificar el gen La ventaja de tener el gen clonado en un vector, es que se puede transferir a una bacteria que, al multiplicarse en el laboratorio, tambin multiplica al vector que porta. 4) Transferir el gen al organismo receptor El gen de inters se puede introducir en clulas vegetales o animales y dar lugar a la formacin de un organismo genticamente modificado (OGM) o transgnico. En la produccin de estos cultivos hay una primera etapa en la que se introduce el gen de inters en las clulas vegetales. Este proceso tambin se denomina transformacin. La segunda etapa consiste en regenerar una planta completa a partir de la nica clula transformada. Existen varias tcnicas para transferir genes a clulas de mamferos con el objetivo de que se integre al genoma. Una de ellas es la microinye ccin del ADN de inters directamente en un vulo fecundado. 21. LAS ETAPAS DEL TRABAJO 5) Caracterizar el organismo receptor transformado. Una vez obtenido el OGM, se debe demostrar, entre otras cosas, si tiene una (o ms) copias del transgn, y cmo y en qu tejidos se expresa el gen. Para lograrlo se extrae el ADN del organismo y se lo analiza.. La tcnica de PCR, ya explicada, permite amplificar el transgn, si es que est en el genoma del organismo, y es una tcnica rpida para verificar si el organismo ha sido transformado o no. 22. D) Ejemplos de aplicacin de la agricultura y la mejora del medio ambiente . La biotecnologa vegetal es una extensin de la tradicin de modificar las plantas, con una diferencia muy importante: la biotecnologa vegetal permite la transferencia de una mayor variedad de informacin gentica de una manera ms precisa y controlada. Algunas aplicaciones de labiotecnologia como la alimentacion y el malteado, se han utilizado durante milenios. Otras son ms recientes, pero estn igualmente consolidadas. Por ejemplo, durante decenios se han utilizado microorganismos como fbricas vivas para la produccin de antibiticos destinados a salvar vidas humanas, entre ellos la penicilina, obtenida a partir del hongo Penicillium, y la estreptomicina, obtenida a partir de la bacteria Streptomyces. Los detergentes modernos se basan enenzimas producidas por medios biotecnolgicos, la produccin de queso de pasta dura se basa en gran medida en cuajo producido mediante levaduras biotecnolgicas y lainsulina humana para los diabticos se produce actualmente gracias a la biote cnologa. 23. La biotecnologa y la mejora del medio ambiente La biotecnologa ofrece muchas posibilidades para la mejora del medio ambiente. Una de las aplicaciones ms interesantes es la eliminacin de metales pesados en los ecosistemas. Existen microorganismos capaces de metabolizarlos y hacerlos desaparecer.De la misma forma, la eliminacin de las mareas negras se puede llevar a cabo por bacterias capaces de digerir los hidrocarburos del petrleo, con una gran eficacia. Estas mismas bacterias son aplicables al tratamiento de diferentes tipos de contaminacin asociados a la industria del petrleo, as como a las separaciones selectivas de mezclas de hidrocarburos. 24. Tambin en relacincon laluchacontra loscontaminantes , esposibleutilizablemicroorganismospara el tratamiento de la contaminacin producida por herbicidas, pesticidas e insecticidas, as como para el procesado de diferentes tipos de residuos urbanos e industriales. Existen microorganismos que podran ser utilizados para ensayos sobre la toxicidad de diversos compuestos en la naturaleza, deteccin de metales, recuperacin de metales preciosos, etc. Por ltimo, una aplicacin de la mayor importancia es el uso de diversas especies de microorganismos seleccionados mediante tcnicas biotecnolgicas, para la produccin de energa. Se conseguira as una fuente de energa barata y no contaminante. La biotecnologa ambiental se ocupa de la aplicacin de los procesos biotecnolgicos para proteger y mantener la calidad del medio ambiente. 25. Microorganismos y medio ambiente Diversas tcnicas biotecnolgicas permiten resolver, de diferentes y novedosas maneras, el problema de la contaminacin ambiental. Se pueden utilizar diversos microorganismos para afrontar problemas de tratamiento y control de la contaminacin qumica en los ecosistemas, ya que algunos de ellos, principalmente bacterias, tienen la capacidad de eliminar del medio o degradar con enzimas gran nmero de compuestos txicos y peligrosos. En la actualidad en los laboratorios se estn creando bacterias, levaduras y enzimas especficas para conseguir la degradacin de los residuos mediante las siguientes tcnicas: Biometanizacin.Es un proceso de digestin anaerobia (sin oxgeno) de la materia orgnica por microorganismos, que la descomponen dando lugar a una mezcla de gases, principalmente metano y dixido de carbono. 26. Lagunas de estabilizacin.Se utilizan bacterias y algas para depurar residuos lquidos por procesos naturales. Filtros percoladores.Con filtros que contienen una poblacin de microorganismos que degradan la materia orgnica que haya en el residuo . 27. FIN THE END