BIOTECNOLOGÍA

I. Introducción

II. Historia de la Biotecnología

III. Concepto de Biotecnología

IV. Ventajas y Problemas de la Biotecnología

V. El funcionamiento molecular de los seres vivos

VI. Algunas aplicaciones biotecnológicas

VII. Cuestiones socioculturales y éticas

http://www3.usal.es/dbbm/cts/cts.htm

Motor lineal- Resistente y de fácil mantenimiento- Diseño optimizado por pruebas de campo amplísimas- Basado en el principio de Célula de combustible- Utiliza combustibles diversos, baratos y fáciles de obtener- Rápida puesta en marcha (ms) con baja potencia de standby- Construcción modular que permite soluciones a medida- Dos tipos de control: Interruptor externo y modo autónomo- Extras opcionales:

- Servocontrol integrado- Generación térmica

Sigue

- Comestible: infinidad de variedades y recetas

El Proceso Haber

N2 + 3H2 2NH3

(Alta temperatura y presión, catalizadores metálicos)

Fijación biológica del nitrógeno

N2 + 8e- + 8H+ + 16ATP + 16 H2O

2NH3 + H2 +16 ADP + 16 Pi + 16 H+

(Temperatura del suelo, presión atmosférica, enzimas)

Clonaciónde un gen

Formación de la tierra

Corteza terrestre, oceánosIndicios de fijación biológica de carbonoPrimer registro fósil: Cianobacterias

Presencia de oxígeno en la atmósfera

EucariotesAlgas pluricelulares

Fauna de EdiacaraExplosión del Cámbrico

Ma 4600

40003800

3600

2900

19001000

700

600

Historia de la Biotecnología

- Neolítico: Agricultura, Ganadería, Fermentaciones artesanales

- Siglo XIX: Naturaleza de las fermentaciones

- Siglo XX: Enzimas, antibióticos yfermentaciones industriales,tecnología enzimática

-Neolítico: Selección artificial de variedades

- Siglo XIX: Naturaleza de la herencia biológica

- Siglo XX: Naturaleza química del material genético; ingeniería genética

Biotecnología: concepto y tipos

(a) Organismos pluricelulares completos, o sus poblaciones

- Agricultura y Ganadería

(b) Organismos unicelulares en cultivo

- Procesos fermentativos: artesanales e industriales

Utilización de procesos biológicos enla actividad productiva: industrial, de la salud, etc.

Sigue

(c) Células individuales aisladas

- Técnicas de reproducción asistida, clonación- Producción de organismos transgénicos- Producción de anticuerpos monoclonales- Células inmovilizadas en procesos industriales

(d) Componentes celulares aislados

- Ácidos nucleicos (Ingeniería Genética)- Proteínas (Tecnología enzimática, etc.)

Ventajas de la Biotecnología

1. Bajo consumo energético

2. Facilidad de acceso a materias primas (producción in situ)

3. Contrastados y probados a lo largo de toda la Evolución Biológica

4. Especificidad

5. Sustentabilidad medioambiental

Inconvenientes de la Biotecnología

1. Requerimiento de muy alta tecnología y personal altamente cualificado

2. Inversiones de alto riesgo

3. Consecuencias biológicas y medioambientales difícilmente predecibles

4. Problemas éticos

Procariotes: Eubacterias y Arquebacterias

Eucariotes:

Célula tipo

Evolución por Selección Natural

Ácido desoxirribo-nucleico, DNA

Brookhaven Proten

Databank File

1 gacaccatcg aatggcgcaa aacctttcgc ggtatggcat gatagcgccc ggaagagagt61 caattcaggg tggtgaatgt gaaaccagta acgttatacg atgtcgcaga gtatgccggt121 gtctcttatc agaccgtttc ccgcgtggtg aaccaggcca gccacgtttc tgcgaaaacg181 cgggaaaaag tggaagcggc gatggcggag ctgaattaca ttcccaaccg cgtggcacaa241 caactggcgg gcaaacagtc gttgctgatt ggcgttgcca cctccagtct ggccctgcac301 gcgccgtcgc aaattgtcgc ggcgattaaa tctcgcgccg atcaactggg tgccagcgtg361 gtggtgtcga tggtagaacg aagcggcgtc gaagcctgta aagcggcggt gcacaatctt421 ctcgcgcaac gcgtcagtgg gctgatcatt aactatccgc tggatgacca ggatgccatt481 gctgtggaag ctgcctgcac taatgttccg gcgttatttc ttgatgtctc tgaccagaca541 cccatcaaca gtattatttt ctcccatgaa gacggtacgc gactgggcgt ggagcatctg601 gtcgcattgg gtcaccagca aatcgcgctg ttagcgggcc cattaagttc tgtctcggcg661 cgtctgcgtc tggctggctg gcataaatat ctcactcgca atcaaattca gccgatagcg721 gaacgggaag gcgactggag tgccatgtcc ggttttcaac aaaccatgca aatgctgaat781 gagggcatcg ttcccactgc gatgctggtt gccaacgatc agatggcgct gggcgcaatg841 cgcgccatta ccgagtccgg gctgcgcgtt ggtgcggata tctcggtagt gggatacgac901 gataccgaag acagctcatg ttatatcccg ccgtcaacca ccatcaaaca ggattttcgc961 ctgctggggc aaaccagcgt ggaccgcttg ctgcaactct ctcagggcca ggcggtgaag

Lenguaje DNA

Cuatro letras: A, T, G, C (que representan a los cuatro nucleótidos)

El Dogma Central

DNA

RNA

Proteína

MTMITDSLAVVLQRRDWENPGVTQLNRLAAHPPFASWRNSEEARTREQWIMNCCPPTLTDRPSQQLRSLNGEWRFAWFPAPEAVPESWLECDLPEADTVVVPSNWQMHGYDAPIYTNVTYPITVNPPFVPTENPTGCYSLTFNVDESWLQEGQTRIIFDGVNSAFHLWCNGRWLGYGQDSRLPSEFDLSAFLRAGENRLAVMVLRWSDGSYLEDQDMWRMSGIFRDVSLLHKPTTQISDFHVATRFNDDFSRAVLEAEVQMCGELRDYLRVTVSLWQGETQVASGTAPFGGEIIDERGGYADRVTLRLNVENPKLWSAEIPNLYRAVVELHTADGTLIEAEACDVGFREVRIENGLLLLNGKPLLIRGVNRHEHHPLHGQVMDEQTMVQDILLMKQNNFNAVRCSH

Lenguaje Proteína

20 letras (todas las del alfabeto excepto B, J, O, U, X y Z) que representan a los 20 aminoácidos

Tres letras en lenguaje DNA se traducen a una letra en lenguaje proteína

Proteínas:

Estructura 3D deMioglobina

Brookhaven Proten

Databank File

Modelo de Interacción Estereoquímica

Centro activo de la aldolasa

Brookhaven Proten

Databank File

Acctimmune (gamma interferon) Genentech, Inc.Autorizado el uso en Enfermedad Crónica Granulomatosa

Alferon N Interferon Sciences, Inc.Autorizado el uso en papiloma genital

Engerix-B SmithKline BeechamAutorizado como vacuna contra hepatitis B

Intron A (alpha-interferon) Schering-Plough Corp.Autorizado en leucemias, verrugas genitales, sarcoma de Kaposi-SIDA, hepatitis B y hepatitis no-A no-B

Recombivax HB Merck & Co.Autorizado como vacuna preventiva de hepatitis B

Antivíricos

Adagen (adenosine deaminase) Enzon, Inc.Autorizado su uso pediátrico en inmunodeficiencias congénitas.

Betaseron (recombinant interferon beta 1-B) Berlex Laboratories/Chiron Corp.Autorizado en el tratamiento de esclerosis múltiple

Ceredase (alglucerase) Genzyme Corp.Autorizado su empleo en enfermedad de Gaucher tipo 1

Cerezyme (imiglucerase) Genzyme Corp.Autorizado su empleo en enfermedad de Gaucher tipo 1

Pulmozyme (Dnase) Genentech, Inc.Autorizado su empleo en fibrosis quística

Terapia sustitutiva en enfermedades hereditarias

Leukine (yeast-derived GM-CSF) Immunex Corp.Autorizado en transplante autólogo de médula ósea

Neupogen Amgen Ltd.Autorizado en neutropenias yatrogénicas

Oncaspar (pegaspargase) Enzone/Rhone‑Poulenc RorerAutorizado en leucemia linfoide crónica

Proleukin, IL-2 Chiron Corp.Autorizado su uso en carcinoma renal

Roferon-A (recombinant alfa-interferon) Hoffman-La RocheAutorizado para leucemias y sarcoma de Kaposi asociado al SIDA

Cáncer y Leucemia

Activase (recombinant alteplase) Genentech, Inc.Autorizado en infarto de miocardio y embolia pulmonar

Fibrinolíticos

Epogen (epoetin alfa) Amgen Ltd.Autorizado para anemias asociadas a insuficiencia renal y pacientes de SIDA tratados con Retrovir

Procrit (epoetin alfa) Ortho BiotechAutorizado para anemias asociadas a insuficiencia renal y pacientes de SIDA tratados con Retrovir

Eritropoyetina

KoGENate (antihemophiliac factor) Miles, Inc.Autorizado para uso en Hemofilia A

Recombinate rAHF (recombinant antihemophiliac factor) Baxter HealthcareAutorizado para el uso en hemofilia A (obtenido por ingeniería genética)

Humatrope (somatropin) Eli Lilly & Co.Autorizado para el tratamiento de insuficiencia en hormona de crecimiento

Protropin (somatrem) Genentech, Inc.Autorizado para el tratamiento de insuficiencia en hormona de crecimiento

Humulin (recombinant human insulin) Eli Lilly & Co.Autorizado en el tratamiento de la diabetes

Hormona del crecimiento

Insulina

Factor VIII (Factor antihemofílico A)

Algunas aplicaciones de la Biotecnología, 1

- Bancos de secuencias de DNA y Proteínas

- Secuenciación de genomas completos

- Aplicaciones forenses

- Aplicaciones diagnósticas

- Terapia génica

Algunas aplicaciones de la Biotecnología, 2

- Nuevos tipos de alimentos

- Control medioambiental

- Resistencia a plagas y enfermedades

- Aclimatación vegetal

- Reproducción monocelular en vegetales

Algunas aplicaciones de la Biotecnología, 3

- Procesos industriales enzimáticos:

* Industrias del almidón* Detergentes* Industrias lácteas* Industrias de la fruta* Antibióticos

- Biosensores y biochips

Substrato

Producto

Enzima inmovilizada

Membrana semipermeable

Membrana de Teflon

Cátodo

Anodo

Biosensores

Cuestiones socioculturales y éticasplanteadas por la Biotecnología

- Los medios de comunicación

- Polémica sobre organismos transgénicos

- El Ciudadano y el Científico

- La epidemia de SIDA

- La preocupación medioambiental

- Los fundamentalismos en auge

- Nuevos problemas no previstos