BIOTECNOLOGIA

Enginyeria genètica i principals aplicacions

Què entenem per Biotecnologia?

És l’ús d’organismes vius o de molècules sintetitzades per ells per:

Produir o modificar productes: aliments, fàrmacs.

Portar a terme processos determinats: tractament d’aigües residuals, per exemple.

No és una tècnica exclusiva del nostre temps:

Des de l’antiguitat s’han seleccionat varietats d’animals de granja, de vegetals més productius, més resistents.

O bé, s’han elaborat formatges, pa, cervesa, utilitzant microorganismes, però sense disposar del coneixement científic necessari per entendre els processos

Àmbits de la Biotecnologia

Biotecnologia Industrial o Blanca, és la biotecnologia aplicada als processos industrials: bioremediació, noves fonts d’energia menys contaminants (biomassa, biocombustibles), enzims per a detergents, processos industrials que necessiten menys energia i recursos.

Bioremediació

Thiobacillus en la indústria del coure

Enzims als detergents

Biotecnologia Agroalimentària o Verda.

Biotecnologia de la salut o Vermella, desenvolupa fàrmacs o noves tècniques de diagòstic i teràpies.

La Biotecnologia moderna Avenços en cultius de microorganismes. Microorganismes patògens:

Microorganismes innocus:

Penicillium notatum P. camemberti P. roqueforti

Saccharomyces cerevisiae Lactococcus lactis i Lactobacillus bulgaris

Avenços en cultius cel·lulars.

Cèl·lules HeLa, cèl·lules canceroses extretes d’un tumor d’Henrieta Lacks, encara es conserven en cultiu i permeten investigar sobre el càncer.

Fecundació in vitro, s’extreuen òvuls d’una dona, es fecunden amb espermatozous al laboratori, s’obtenen embrions que es transfereixen a l’úter perquè prosperin.

Cèl·lules mare, tenen dues característiques:

Es reprodueixen indefinidamentPoden diferenciar-se en cèl·lules

diferenciades d’un teixit d’un organisme

Hi ha dos tipus:

•Cèl·lules mare embrionàries•Cèl·lules mare adultes

Avenços en material genètic.Al llarg del s XX s’estableixen les bases de la

genètica i la biologia molecular:3. 1910, Morgan determina que el cromosomes

són els portadors de les característiques hereditàries.

4. 1943, Avery, McLeod i McCarty desmostren que el DNA és la molècula portadora d’aquestes característiques.

5. 1953, Watson i Crick dedueixen l’estructura de doble hèlix del DNA a partir les imatges obtingudes per Rosalind Franklin

Què són els gens?

Són fragments de DNA que porten la informació per a una característica determinada de l’organisme.

Com s’expressa la informació hereditària?

La informació s’expressa perquè a partir dels gens es fabriquen les preteïnes que posaran de manifest aquestes característiques.

Què són les mutacions?

Són canvis a l’atzar en el material genètic d’un organisme. Les causes són errors en la replicació del DNA o en els mecanismes de reparació

L’Enginyeria Genètica

És el conjunt de tècniques que permeten aïllar el DNA, manipular-lo per fer noves combinacions de gens i transferir-lo a un organisme receptor perquè s’expressi.

La insulina humana va ser el primer fàrmac que es va produir per EG.

Abans la insulina per als diabètics procedia del pàncrees de porc o de vaca i provocava reaccions immunitàries adverses.

Què és un organisme transgènic?

És un organisme modificat genèticament, un organisme que conté gens provinents d’un altre organisme o que s’han alterat els seus.

Què és un clon?

És un organisme o un grups d’organismes idèntics genèticament a un altre, per tant s’han originat per reproducció asexual.

Clonatge reproductiu que va originar l’ovella Dolly

La clonació terapèutica permet originar cèl·lules mare pluripotents a partir d’un òvul d’una donant i del nucli d’una cèl·lula del pacient. Aquestes cèl·lules es diferenciaran en el tipus de cèl·lula necessari i es transplantaran.

Reprogramació cel·lular, una alternativa a la clonació.

Amb la introducció de determinats gens s’ha aconseguit que cèl·lules de la pell tornin a ser cèl·lules mare pluripotents, d’aquesta manera s’evita la creació d’embrions.

APLICACIONSBIOTECNOLÒGIQUES

Producció de fàrmacs Aliments trangènics Avenços mèdics

Insulina, hormona decreixement, antibiòtics.

Blat resistent a plagues,tomàquets de maduració

lenta, arròs ric en provitamina A

Proves diagnòstiques,Teràpia gènica,

Clonació reproductiva iterapèutica