Temas Selectos de BiologíaHerramientas de manipulación genética.

Bloque 4Tema 2LEN. Eliana Michel Carranza

5to Cuatrimestre CO5 A

Anuncios.• Recepción de rúbricas firmadas.• Anotar en nueva rúbrica: -Rúbrica firmada.-Reflexión A. Transgénicos.-Glosario 1.• Firmar /Anotar. • Devolución de trabajos.(Rafael, Nahomy pendintes).

Manipulación genética.La mejora vegetal tradicional ha sido un éxito, pero resultan insuficientes para satisfacer las necesidades de alimentos impuestas por el

crecimiento demográfico.

Los programas actuales, apoyados en la ingeniería genética, se proponen igual,

aumentar el rendimiento, disminuir las pérdidas ocasionadas por plagas y

enfermedades y reducir los costos de producción.

Manipulación genética.La obtención de plantas transgénicas, representa

el medio más versátil y preciso para producir variedades vegetales mejoradas.

Para llegar a obtener estos productos necesitamos clonar en un plásmido el gen de

interés, mediante técnicas de cultivo de tejidos, se crean las plantas transgénicas. Se procede

luego al análisis molecular de las plantas regeneradas in vitro para identificar aquellas que porten y expresen los transgenes en los niveles

deseados. Finalmente, el comportamiento de los individuos transgénicos se estudia en

experimentos de campo y laboratorio.

Moléculas de ADN extracromosómico circular que se replican y transmiten independientes del

ADN cromosómico

Manipulación genética.El descubrimiento de las enzimas de

restricción, que cortan el ADN en sitios específicos, y de las ligasas, enzimas que

empalman fragmentos de ADN, sentaron las bases de la técnica del ADN recombinante.

El uso combinado de las herramientas permite obtener clones moleculares,

poblaciones de células con construcciones genéticas homogéneas, que posibilitan el

estudio de los genes en distintos sistemas y la expresión de proteínas recombinantes

específicas.

Técnicas de manipulación genéticaADN RECOMBINANTE

PCR (REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA)

PCR.

Puede utilizarse para identificar individuos a partir de cantidades mínimas de tejidos o sangre, para

diagnosticar enfermedades genéticas,identificar con más precisión

virus o bacterias que nos pueden causar enfermedades y para investigaciones.

Técnica de Biología Molecular Por Kary B. Mullis

Objetivo: obtener un gran número de copias de un fragmento de ADN en particular, partiendo de una cantidad muy pequeña.

PCR.La reacción en cadena de la polimerasa imita el fenómeno de replicación o reproducción del ADN que ocurre de forma natural en las células vivas:

Durante la replicación del ADN las dos cadenas se separan y una enzima especializada llamada “Polimerasa” hace una copia de cada una de las cadenas, utilizando la original como plantilla o modelo.

La polimerasa requiere de dos ingredientes importantes para

copiar el ADN: Los nucleótidos y fibras cortas de ADN copiado, que

llevan por nombre cebadores oligonucleotidicos (primers), los

cuales inician la cadena.

Fases de PCR.

1

• Durante la primera, o desnaturalización, la plantilla o fragmento original del ADN se calienta hasta una temperatura de 90 a 95 °C durante 30 seg con la ayuda de un termociclador; esto provoca la separación de la doble cadena. Esta reacción tiene lugar en tres fases.

2

• En la segunda fase, llamada hibridación, la temperatura de la mezcla se baja hasta 55 °C durante 20 segundos para que los cebadores oligonucleotídicos se enlacen a las hebras de ADN.

3

• En la tercera fase, conocida como extensión, la temperatura de la mezcla se eleva a 75 °C para que la polimerasa copie rápidamente la molécula de ADN.

Fases de PCR.El uso de la PCR

exige mucho cuidado, lo más

importante es evitar la contaminación de la mezcla reactiva. Es

tan sensible que permite multiplicar

accidentalmente cantidades mínimas

de ADN contaminante.

Video

ADN recombinante.

Esta técnica consiste en la introducción de genes en el genoma de un individuo que

carece de ellos, se realiza a través de enzimas de restricción que son capaces de

cortar el ADN en puntos específicos. Se denomina ADN recombinante al que se ha

formado al intercalar un segmento de ADN extraño en un ADN receptor.

Técnica de manipulación genética desarrollada en los setentas.

ADN recombinante.En las primeras etapas de esta nueva tecnología, se estaba trabajando sobre la posibilidad de manipular genes, es decir:

Aislar segmentos de ADN (GEN).

Replicar segmentos de ADN.

Conocer la secuencia exacta; el orden de las bases de genes.

Una vez aislado, poderlo expresar fuera de su localización natural.

ADN recombinante.Es un proceso que necesita de cinco pasos:

1• Cortar al ADN en posiciones precisas con enzimas de restricción que actúan como tijeras

moleculares.

2• Unir los fragmentos obtenidos, proceso que hace naturalmente la ADN ligasa.

3• Seleccionar una pequeña molécula de ADN capaz de auto replicarse. Esto se logra utilizando

plásmidos o ADN viral (vector de clonación).

4• Insertar vectores de clonación a células específicas que contienen toda la maquinaria genética

para la expresión de la información contenida en el vector.

5• Seleccionar o identificar a las células que contienen al ADN recombinante.

ADN recombinante: enzimas de restricción.

Enzimas de restricción: Estas enzimas tienen la capacidad de reconocer una secuencia

determinada de nucleótidos y extraerla del resto de la cadena; esta cadena llamada

Restruction Fragmente Lenght polymopism o RLPM, puede volver a colocarse con la ayuda de otra enzima “Ligasas”. Análogamente, las enzimas de restricción se convierten en una

tijera para el ADN, y la ligasa en el pegamento. Por lo tanto, es posible quitar un gen de la cadena principal y en su lugar colocar otro.

ADN recombinante: vectores.Vectores.

En el proceso de manipulación genética, también son importantes los vectores que son partes de ADN que

se pueden autor replicar con independencia del ADN de la célula

huésped, donde crecen. Estos vectores permiten obtener múltiples copias de

un trozo específico de ADN, lo que proporciona una gran cantidad de

material para trabajar. El proceso de transformación de una porción de ADN en un vector se denomina clonación.

ADN recombinante: vectores.Uno de los vectores más usados en manipulación de plantas procede

de una planta parásita, Agrobacterium tumefaciens, que infecta plantas, inyectándoles un

plásmido que se integra en los cromosomas vegetales. De esta

forma, consigue alterar el metabolismo vegetal en su propio

beneficio.

Resumen: Procedimiento para la obtención de un individuo transgénico.

Se identifica el organismos con el gen a transferir.

Extracción de dicho gen.

Colocación de dicho gen en un vector.

Multiplicación (clonación)

Introducción en el ADN del organismo al que se quiere transferir.

Obtención de un individuo completo (transgénico), con la nueva característica.

Productos obtenidos: plantas.Entre las primeras características que se han transferido a las plantas, merecen destacar:

La resistencia a herbicidas, insectos y enfermedades microbianas, como son

las semillas de algodón, que son insensibles a herbicidas, se adicionó

un gen que sirve para la liberación de una toxina liberada por la cepa

bacteriana Bacillus thuringiensis, que es dañina para las larvas de diferentes

insectos.

Existen plantas transgénicas que

producen anticuerpos animales, interferón e, incluso, elementos de

un poliéster que se usa en la fabricación de

plásticos biodegradables.

Productos obtenidos: animales• Ganado bovino que produce en su leche hormona de

crecimiento humano.

• Cerda Genie, que en su leche produce proteína C humana, que controla la coagulación sanguínea.

• Cerdos que tienen hemoglobina humana en sus glóbulos rojos.

• Tilapia que produce insulina humana para diabéticos.

Existen vacunas recombinantes, como es el

caso de la vacuna de hepatitis ”B” que se obtiene mediante la inserción de un plásmido

que contiene el gen S del antígeno de superficie del virus (HBsAg) en el hongo Saccaromyces cereviceae.

Ejercicio.• Elaboración de mapa conceptual sobre las herramientas de

manipulación genética.

Tarea.• Investigación sobre -Beneficios y ventajas de la Ingeniería genética.Próximo jueves 16 Febrero.

Bibliografía • Liga recuperada el día 13 de febrero de 2017:https://pochicasta.files.wordpress.com/2009/05/manipulacion-genetica.pdfLiga recuperada el día 13 de febrero de 2017:http://uvigen.fcien.edu.uy/utem/herramgen/intro.htmLiga recuperada el día 13 de febrero de 2017:http://www.colegioamerica.edu.uy/MATERIAL/BIOLOGIA/INGENIERIA%20GENETICA.pdfLiga recuperada el día 13 de febrero de 2017:http://www.ipesad.edu.mx/repositorio1/BG-B16-15.pdfLiga recuperada el día 13 de febrero de 2017:https://www.youtube.com/watch?v=TF-AbEICphYLiga recuperada el día 13 de febrero de 2017:https://www.youtube.com/watch?v=TalHTjA5gKU

VELÁZQUEZ, M. (2007). Temas Selectos de Biología I. México: ST. VÁZQUEZ, R. (2009). Temas Selectos de Biología i. México: Patria Cultural.