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