Ingeniería genética

• Biotecnología


  Toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos
• Ingeniería genética


  Conjunto de técnicas y procedimientos que sirven para la alteración artificial y deliberada del material genético de un ser vivo, modificando su ADN directamente

  
• Tecnología del ADN recombinante


  1. Corte del ADN en fragmentos pequeños y manejables usando endonucleasas de restricción

  2. Inserción de fragmentos de ADN en vectores de clonación

  3. Multiplicación de células hospedadoras y vectores de clonación

  4. Localización de células hospedadoras con el fragmento de ADN introducido

  
• Endonucleasas de restricción


  Enzimas capaces de cortar las cadenas de ADN por lugares específicos, reconociendo una secuencia particular de nucleótidos

  
• Endonucleasas de restricción


  • Generan extremos romos
  • Generan extremos cohesivos
• Vectores de clonación


  Pequeñas moléculas de ADN, generalmente circulares, con capacidad para replicarse dentro de una célula hospedadora

  
• Tipos de vectores de clonación

  • Plásmidos
  • Virus bacteriófagos
  • Cósmidos
• Clonado de ADN


  1. Fragmento de ADN a clonar se incorpora a un vector para formar ADN recombinante

  2. ADN recombinante se incorpora a células hospedadoras por transformación o transducción

  3. Células hospedadoras se multiplican para obtener copias del ADN recombinante

  
• Técnicas de clonación se han aplicado también en células eucariotas vegetales y animales
• En vegetales se utiliza como vector el plásmido Ti de Agrobacterium tumefaciens
• ADN recombinante


  ADN híbrido que se incorpora de dos maneras a células hospedadoras
• Introducción de ADN recombinante en células

  1. Proceso natural en células procariotas

  2. Introducción en bacteriófagos

  
• La bacteria más utilizada es Escherichia coli
• Las técnicas de clonación se han aplicado también en células eucariotas vegetales y animales
• Agrobacterium tumefaciens es el único sistema conocido hasta el momento capaz de transferir genes desde una bacteria al genoma de una célula eucariota

  
• PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa)


  Método alternativo a la clonación del ADN para conseguir un gran número de copias de un gen si conocemos la secuencia de nucleótidos que lo flanquean

  
• PCR


  Multiplica un determinado fragmento de ADN millones de veces para poder tener una cantidad suficiente para estudiarlo
• La técnica de PCR ha servido para el desarrollo de la Ingeniería Genética
• Técnica de hibridación


  Se toma un fragmento de ADN cuya secuencia de nucleótidos sea complementaria a la secuencia del ADN del gen que se desea detectar

  
• La cadena de ADN obtenida dará la proteína codificada por dicho gen
• La ingeniería genética se ha aplicado especialmente en peces debido a su fecundación externa en el agua
• Aplicaciones de ingeniería genética en animales

  • Carpas transgénicas con gen de hormona de crecimiento
  • Salmones transgénicos con gen de platija del Ártico

  
• Aplicaciones de ingeniería genética en vegetales

  • Tomates que maduran más lentamente
  • Trigo más resistente a plagas y herbicidas
  • Maíz resistente a heladas y plagas
• Aplicaciones de ingeniería genética en humanos

  • Producción de insulina, hormona de crecimiento y factor VIII de coagulación en bacterias

  
• La insulina, hormona de crecimiento y factor VIII obtenidos por ingeniería genética son idénticos a los humanos y pueden ser utilizados en tratamientos

  
• La ingeniería genética también se utiliza para la obtención de vacunas
• Trigo resistente a plagas y herbicidas

  Se obtiene al incorporar genes de bacterias al ADN

  
• Maíz resistente a heladas

  Se obtiene al incorporar un gen de un pez resistente al frío al ADN
• Maíz resistente a plagas

  Se obtiene al incorporar un gen del trigo al ADN
• Eritropoyetina


  Sustancia obtenida por ingeniería genética que induce la formación de glóbulos rojos en la médula ósea
• Obtención de vacunas


  1. Conocer la naturaleza química de las toxinas del microorganismo parásito

  2. Reconocer la secuencia de bases del gen responsable de la síntesis de la toxina

  3. Inocular el gen a una bacteria para que produzca una cantidad significativa de la toxina, suficiente para originar inmunidad pero insuficiente para producir la enfermedad
• Xenotransplante


  Obtención de animales que suministran órganos para trasplantes al inocularles genes humanos adecuados para producir órganos con baja respuesta inmunológica

  
• Genómica


  Conocer el genoma humano y de otras especies, incluyendo la localización de los genes en los cromosomas y la secuencia de nucleótidos de cada gen
• El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990 bajo la dirección de James Watson
• El genoma humano contiene 3.200 millones de pares de nucleótidos
• Sólo el 2% del genoma contiene genes, el resto es mal llamado "ADN basura"
• El genoma humano es casi el mismo para todas las personas, sólo el 0,1% nos diferencia
• El genoma humano contiene unos 25.000 genes, pero se desconoce la función de casi la mitad
• Aproximadamente la mitad de las proteínas humanas comparten semejanzas con las de otros seres vivos
• Proteómica


  Estudio del proteoma, el conjunto completo de proteínas de un organismo, tipo celular u orgánulo