g enoma
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genoma
Célula
cromosomas
genes los genes
contienen instrucciones para hacer proteínas ADN
proteínas
las proteínas actúan solas o en complejos para realizar las funciones celulares
ADN ADN
ARN
PROTEÍNAS
BASES MOLECULARESDE LA VIDA
.
Marcadores
Ingeniería Genética
Tecnología del ADN
Fármacos Anti-cáncer
DiagnósticosCultivo de Células Vegetales
Transferencia de genes en animales
Síntesis de Sondas de
ADN
Localización desórdenes
genéticos
Clonación
Solución de crimenes
Producción de Proteínas humanas
TerapiaGénica
Bancos de ADN, ARN Proteínas
Mapas de Genomas completos
BiologíaMolecular
BiologíaMolecular
Cultivos
Celulare
s
Cultivos
Celulare
s
Anticuerpos Monoclonales
Anticuerpos Monoclonales
Síntesis de Nuevas Proteínas
NuevosAntibióticos
NuevasPlantas yAnimales
NuevosAlimentos
Recursos humanos químicos raros
BIOTECNOLOGÍABIOTECNOLOGÍA
Es el medio o vía de manipulación de las formas de vida (organismos) para proveer un producto deseable para el uso del hombre. Areas cubiertas por el término Biotecnología incluyen: i) Biología Molecular: ADN recombinante, cultivo de células animales, cultivo de tejidos vegetales, inmunología, mejoramiento animal y vegetal, ii) Fermentación, iii) Sistema de Enzimas y iv) Otras.
BIOTECNOLOGÍA
Áreas cubiertas por el término Biotecnología incluyen: 1.- Biología Molecular: - ADN recombinante, - cultivo de células animales, - cultivo de tejidos vegetales, - inmunología, -mejoramiento animal y vegetal,
2.- Fermentación
3.- Sistema de Enzimas 5.- Otras.
Tecnología del ADN (Diagnóstico Molecular) PCR - REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA
El PCR utiliza la capacidad de las Enzimas polimerasas que catalizan la formación y reparación de ADN (y ARN), mediante un mecanismo que permite iniciar y parar su actividad en un punto específico de una hebra de ADN, para lo cual se emplean polimerasas obtenidas de arqueobacterias como Termophillus aquaticus que resisten temperaturas arriba de los 100°C.
Tecnología del ADN FINGERPRINTINGEl ADN tiene muchas regiones que son muy variables en su estructura y pueden ser usadas para ADN fingerprintings. El ADN puede ser obtenido de sangre, fluidos corporales y otros tejidos incluyendo hueso, y es relativamente estable, frecuentemente sobre muchos años. Se requieren cantidades muy pequeñas y las muestras pueden ser obtenidas de manera no invasiva.
MADRE PADRE NIÑO 1 NIÑO 2 NIÑO 3 NIÑO 4
Tecnología del ADN (identificación de paternidad)
Campo convergente de la biología, computación e información tecnológica en una misma disciplina. La meta última de este campo es posibilitar el descubrimiento de nuevas ideas biológicas
Tecnología del ADN
BIOINFORMÁTICA
Es el estudio del genoma y su acción. El genoma es la suma total del material genético presente en un organismo particular e incluye el ADN presente en los cromosomas y en los orgánulos subcelulares (ej., mitocondrias) y además el genoma del ARN de algunos virus.
Tecnología del ADN
GENÓMICA
Humanos30,000 genes
GENOMAS
Chimpancé30,000 genes
A. thaliana25,000 genes
Ratón30,000 genes
C. elegans19,000 genes
D. melanogaster13,000 genes
95% idéntico
70%
20%
60%
De 289 geneshumanos implicados enenfermedades,hay 177cercanamentesimilares a los genes deDrosophila.
Entre una persona y otra el ADN solo difiere en 0.2%
El genoma de un organismo es el juego completo de ADN. La planificación del Proyecto Genoma Humano se inició en
1986, previsto para el 2007. En Junio de 2000 se presentó el 90% del borrador con la secuenciación de unos 30,000 genes y 3 mil millones de pares de bases (pb). Los genes son secuencias específicas de bases que codifican instrucciones para hacer proteínas. Los genes son un 2% del genoma humano.
IDENTIDAD GENÉTICA
Tecnología del ADN
La Proteómica es la “caracterización sistemática a gran escala de las proteínas presentes en una célula, tejido u organismo”. La investigación del Proteoma (conjunto de todas las proteínas que intervienen en los procesos biológicos de una especie) aborda problemas tales como el nivel de proteínas o actividades que cambian entre dos condiciones experimentales .
Tecnología del ADNPROTEÓMICA
La Ingeniería Genética o tecnología del ADNr se inició en la década de los 70s. Se refiere a un grupo de tecnologías usadas para cambiar la composición genética de las células y mover genes a través de las fronteras de las especies para producir nuevos organismos. Se pueden aislar genes, modificarlos, introducirlos a nuevos hospederos, y clonarlos para obtener una ventaja novedosa sobre el organismo natural.
INGENIERÍA GENÉTICA O ADNr
1. Agrobacterium. Uso de la bacteriaComo "Ingeniero Genético". La bacteria conteniendo el inserto, infecta las células de la planta produciendo la recombinación genética.2. Acelerador de Partículas (Gene Gun). Un cañón artificial bombardea micropartículas con el inserto, sobre la célula.3. Electroporación. Uso de carga eléctrica para que el ADN atraviese la membrana nuclear. 4. Polietilenglicol. Exposición de las membranas al PEG, facilita el movimiento de las moléculas de ADN.5. Silicon Wiskers. Inyección con fibras microscópi-cas, que atraviesan las membranas con los insertos.
Ingeniería Genética SISTEMAS DE TRANSFERENCIA GENÉTICA
Enzimas producidas por Biotecnología mediante el ADN recombinante se usan como aditivos en dietas de aves, para digerir carbohidratos complejos como las
beta-glucanasas, alfa-amilasas, maltasas, oligo 1-6 glucosidasas, xilanasas, sacarasas; lipasas; proteasas y fitasas (para la utilización del fósforo).
En México, tienen un gran impacto en la producción avícola proporcionando 3/5 de carne de aves para el consumo de proteína animal.
Ingeniería Genética
NUEVAS PROTEÍNAS
ARROZ con altos niveles de tolerancia a diferentes condiciones ambientales de estrés. Se insertaron dos genes fusionados de trehalosa de E. Coli y un promotor tejido específico dependiente del estrés. Los genes de trehalosa permiten la producción de arroz aún si está estresado por frio, sequía o altos niveles de salinidad e incrementa la producción en 20%. La composición química de los granos no cambia. El azúcar trehalosa ayuda a estabilizar moléculas biológicas: lípidos, enzimas y otras proteínas, en organismos en condiciones de estrés.
Ingeniería Genética NUEVAS PLANTAS
• 1987 secreción de Beta-lactoglobulina en leche de ratón.
• Producción de proteína C humana en leche de cerdos, para desórdenes como hemofilia.
• Hormonas de crecimiento humano en tejido seminal de cerdo.
• Antitrombina humana III, anti-coagulante sanguíneo secretada en leche de cabras transgénicas.
• Cabras transgénicas para producirBioSteel fibra hecha por el hombre con propiedades de tela de araña.
Ingeniería Genética
NUEVOS ANIMALES
ARROZ DORADO con beta caroteno de genes de narciso y de Erwinia uredovora, pigmentos que se transforman en pro-vitamina A al ser ingeridos.
ARROZ fortificado con un gen de la ferritina del frijol de soya. ARROZ con aa esenciales.
Ingeniería Genética
NUEVOS ALIMENTOS
Salmón transgénico por hormona de crecimiento. Cuenta con el promotor de la proteína de anti congelamiento de otra especie de pez. Crece de 4 a 6 veces más rápido que un salmón no transgénico.
Cerdo transgénico
Ingeniería Genética
NUEVOS ALIMENTOS
PAPA con la vacuna que previene la insulina dependencia de la diabetes mellitus 100 veces más poderosa que la actual vacuna. PAPA con la sub-unidad B antigénica de la enterotoxina del Vibrio cholerae causante del cólera). FRIJOL de SOYA con anticuerpos que protegen contra el virus 2 de Herpes simplex. TABACO con anticuerpos que previenen la caries dental producida por Streptococcus mutans.
Ingeniería Genética
NUEVOS ANTIBIÓTICOS
Ingeniería Genética
CLONACIONTérmino genérico para la replicación en un laboratorio de genes, células u organismos de una entidad original, con copias genéticas exactas del gen, célula u organismo original. Esta técnica ha producido avances sensacionales en medicinas y vacunas. También hay investigación en clonación de células humanas, órganos y otros tejidos. Esto puede producir el reemplazo de piel, cartilagos y hueso para victimas de quemaduras y accidentes, o de órganos.
CELULAS MADRE
BLASTOCISTO
Células NERVIOSAS
Células PANCREATICAS Células CARDIACAS
CélulasFormadoras deSANGRE
MASA DE CELULAS INTERNAS
Células MADRE para transplantes de Organos
DÍ A 4
Cavidad
Masa de células internas(células MadreEmbrionarias)Masa de células
internas
células de cubiertainterna
Modificado de: Scientific American, 2001
Ingeniería Genética
TERAPIA DE CÉLULAS MADRE
Ingeniería Genética
TERAPIA GÉNICARafael Valdes del Hospital de Niños de México Implantó células de cerdo en 12 adolescentes en procura de curar su diabetes.En su método, usó células especializadas para proteger el transplante de los sistemas inmunológicos de los pacientes hospederos, que nunca había sido ensayado en humanos. Los implantes en los pacientes constan de células pancreáticas de cerdo, las cuales producen insulina (hay 150 millones de diabéticos en el mundo) . Para prevenir el rechazo del transplante implantó células de Sertoli (de testículo de cerdo) que han mostrado que protegen a los tejidos transplantados del sistema inmune recipiente en algunos modelos animales. Uno de los pacientes ha dejado de inyectarse insulina y cinco otros están tomando menos insulina que antes. Los resultados han llegado sin usar medicamentos Inmuno-supresores, los cuales tienen que ser dados por el resto de sus vidas a recipientes de transplantes (Nature/Vol. 419/5 sept. 2002).
Marcadores SONDAS DE ADN
COMPAÑÍA PRODUCTO GENES CARACTERÍSTICAS
Affimetrix GeneChip Human Genoma + 12000
GeneChip Human Cancer + 1700 Selección de investigadores
GeneChip Custom Arrays + 12000 Arreglos diseñados por clientes
MBG Biotech Pan Human array 30000 Genes humanos en 3 slides
Clontech Atlas Human 1.0 1081
Atlas Human Apoptosis array 205
Atlas Human Cardiovas array 588
Atlas Human Neurobiol array 588
Atlas Human Oncogene array 588
El microarreglo de ADN pone secuencias de genes en una lámina. Los ARNm de una célula particular con “tags” fluorescentes, se hibridizan, a las secuencias cuando son complementarias. Un escáner mide la fluorescencia de cada muestra sobre la lámina, para determinar la presencia o actividad de los genes.
TAMBIÉN EXISTEN LOS MARCADORES DE DESORDENES GENÉTICOS Y EN EL FUTURO SE ESPERA QUE LA NANOTECNOLOGÍA SEA USADA COMO FUTUROS MARCADORES.