Benemérita Universidad Autónoma

de Puebla

Gral. Lázaro Cárdenas del Río

Biología I

“Biotecnología”

Amastal Molina Jhovany

Arellano Badillo Ingrid Esmeralda

2 Dv

Profesor: Antonio Vidal A.

BIOTECNOLOGÍA• Antecedentes.

• Técnicas empleadas en la biotecnología.

Biotecnología

• La biotecnología es el uso de seres vivos

o de compuestos obtenidos a partir de

ellos para obtener productos de valor

para los seres humanos.

• El termino biotecnología (tecnología de

lo vivo) es en realidad una palabra

antigua acuñada por el ingeniero

húngaro Karl Ekery en 1917, para quien

significaba todos los métodos utilizados

para convertir materia vivía en bienes

tomando en alguna etapa, organismos

vivos y sus productos.

Antecedentes

• Los antecedentes de la

biotecnología se remontan a miles

de años atrás, cuando los hombres

prehistóricos domesticaron

plantas y animales para su

consumo.

Existen datos que indican que los hombres

disfrutaban el vino desde el 4000 a. C. el cual

preparaban mediante la fermentación

espontanea de la uva, Mas no es sino hasta los

siglos XVIII, XIX y XX, con la aparición de la

biología moderna, la bioquímica, la microbiología

y otras de sus ramas, que esos procesos se

conocen y estudian de manera científica. Por

ello la biotecnología es interdisciplinaria, ya que

implica el conocimiento de varias áreas.

Descubrimientos clave para el desarrollo de la biotecnología

• 1928 Fleming descubre la penicilina y se produce masivamente en la Segunda Guerra Mundial.• 1953 El bioquímico americano James Watson y el biofísico Francis Crick anuncian la estructura en doble hélice del ADN o código genético.

• 1960-Severo Ochoa hace copias del

material genético en laboratorio y

descubre el código genético, descifra

la clave en la que están escritos los

mensajes del material genético.

• 1978- Se descubren las enzimas de

restricción, que cortan el material

genético por lugares determinados.

• Se clonó el gen de la insulina humana.

• 1983- Se desarrolla la primera planta mediante

ingeniería genética, a partir de una planta del

tabaco.

• - Se inventa la técnica PCR (reacción

en cadena de la polimerasa), que

permite copiar genes específicos

con gran rapidez. Es una técnica

muy poderosa para producir

millones de copias de una región

específica de ADN, que permite

analizarla tan rápido como se puede

purificar una sustancia química

• . PCR ha sido el instrumento esencial

en el desarrollo de técnicas de

diagnóstico, medicina forense y la

detección de genes asociados con

errores innatos del metabolismo.

• 1988-La Universidad de Harvard

patenta por primera vez un organismo

producido mediante ingeniería

genética, un ratón.

Se crea la organización HUGO para

llevar a cabo el Proyecto Genoma

Humano: identificar todos los genes

del cuerpo humano

Biotecnología moderna

• La biotecnología moderna se define

como el uso y manipulación de

material genético de organismos

vivos, o parte de ellos, para producir

alimentos, fármacos u otros

productos mejorar plantas y animales

o modificar microrganismos para usos

específicos.

• La biotecnología moderna nace en

1953, cuando Watson y Crick

descubrieron la estructura

bidimensional del ADN.

Los principales componentes de la

biotecnología son:

• Genómica: clasificación molecular de todas

las especies de seres vivos.

• Bioinformática: recopilación y manejo de

los datos de análisis molecular.

• Transformación: introducción de genes con

características potencialmente útiles en

plantas, animales y otras especies de

organismos vivos.

Mejoramiento genético: identificación de las características

deseables en los organismos vivos.

Diagnostico: identificación de agentes patógenos con rapidez

y veracidad.

Utilización de ADN recombinante para la producción de

fármacos eficaces en el control de enfermedades mortales.

Modificación de genes: para la resistencia de plagas y

enfermedades en hongos, plantas y animales.

Mejoramiento de semillas.

Principio

• La biotecnología considera a la célula el

principal invento de la evolución y

mediante le manipulación celular en

microrganismos, hongos plantas y

animales produce bienes y servicios de

incalculable beneficio para la industria

alimentaria, química, farmacéutica y

ambiental.

OBJETIVO

Los principales objetivos de la

biotecnología son obtener mejores

medicamentos y alimentos así como

curar y prevenir enfermedades en

los seres humanos.

• http://www.youtube.com/watch?v=F2sGW3CTiq4

La lactoferrina es una proteína que se

encuentra de manera natural en la leche

materna humana y fortalece al sistema

inmunológico en los bebes. Se pretende

transferir a las vacas el gen que produce

esta proteína, la cual no se encuentra en la

leche de estos animales, de esta manera

podrían producirse grandes cantidades de

leche para bebes prematuros o con trastornos

del sistema inmunológico, como el VIH- sida.

Técnicas empleadas en la biotecnología

Ingeniería genética• Todos los conocimientos científicos que

se lograron acerca de la herencia, la

estructura del ADN y los genes durante

la primera mitad del siglo XX, fueron

utilizados en la segunda mitad del mismo

siglo para crear técnicas y

procedimientos de manipulación

genética; así surgió la ingeniería

genética la cual es un campo de

conocimiento de la biotecnología.

Esta ingeniería consiste en la introducción

de genes del genoma de un individuo que

carece de ellos, la cual desde luego incluye

una serie de técnicas biotecnológicas

importantes como lo son:

• Técnica del ADN recombinante:

Permite cortar, aislar, pegar, reproducir

y secuenciar fragmentos específicos

de ADN y obtenerlo en cantidades

ilimitadas.

Esta técnica presenta varias etapas que

son:

• Corte específico del ADN (enzimas de

restricción).

• Clonación del ADN.

• Biblioteca genómica de un gen.

• Secuencia de un gen.

• Reacción en cadena de la polimerasa( sin

usar un vector de clonación).

Genoma humano

se le denomina Genoma a la

totalidad de genes que tiene una

especie.

• En 1990 se inicio lo que se conoce como

proyecto genoma humano, el cual

consistió en que instituciones e

investigadores de todo el mundo se

unieron para trabajar y descubrir todos

los genes que caracterizan a la especie

humana, es decir, para conocer su

numero, su ubicación en los cromosomas.

• En junio del 2000 se dieron a

conocer los primeros resultados

del proyecto. Al inicio de la

investigación se creía que podría

haber 100 000 genes en cada ser

humano, pero se encontró que

solo tenemos entre 30 y 40 mil

genes,

• Actualmente el proyecto se ha dado por

concluido, pero los científicos ahora

investigan como actúa cada gen para

determinar las características cuales

genes transmiten enfermedades

hereditarias y como serie posible curarlas

a través de la terapia génica, la cual

consiste en cambiar esos genes e

introducir otros que no causen tales

enfermedades.

Reproducción asistida

• La reproducción asistida es

cualquier procedimiento que se

utiliza para lograr la unión de un

espermatozoide y un ovulo de

manera no natural.

• La inseminación artificial que se ha

utilizado desde la primera mitad del siglo

XX y se efectuó por primera vez en seres

humanos en la década de 1970.

• En 1960 se comenzó a experimentar la

fecundación in vitro en animales, la cual

consiste en extraer un ovulo de la hembra

unirlo con un espermatozoide y unos días

después colocarlo en la matriz de la

misma hembra u otra.

• Las células madres embrionarias

utilizadas en la investigación se

obtienen por fecundación in vitro.

De un embrión de 5 días se extrae

una célula que se cultiva en

condiciones especiales; esta, al

reproducirse, da origen a un grupo

o línea de células madre,

• sin embargo aun están en investigación

los procesos que permiten obtener

órganos y tejidos completos a partir de

las células madres pero los resultados

son muy prometedores por ejemplo, de

las células madres embrionarias han

logrado obtenerse neuronas, musculo

cardiaco, hueso, cartílago, piel, etc.

• En teoría, de esas células podrían

obtenerse más de 200 tipos de

células que hay en cuerpo humano.

En cambio de las células madre

órgano específico sólo se obtiene el

tipo de células del órgano que

proviene. Con estos tejidos y

órganos se podrían salvar miles de

vidas.

CLONACIÓN

Un clon es una célula o un organismo

genéticamente idéntico al que le dio

origen; puede obtenerse por

reproducción asexual a partir de una

célula u organismo.

• La clonación se presenta de manera natural en muchos organismos, por medio de la reproducción vegetativa. En los animales no es muy común pero se conocen ejemplos como las planarias y las esponjas. Se sabe que las células se dividen asexualmente por mitosis y que las dos células hijas resultantes son genéticamente idénticas a las que les dio origen; por lo tanto también son clones.

En la segunda mitad del siglo XX no

solo se intento el cultivo de tejidos

vegetales, sino también de tejidos

animales. Pero resulto una tarea difícil;

hasta la década de 1980 no se había

logrado cultivar más que pequeñas

cantidades de la piel humana y algún

otro tipo de tejidos como el hepático.

Células madre o troncales

• Son aquellas que se producen de

forma ilimitada y generan células

especializadas mientras se dividen.

Estas se presentan en todas las

etapas del desarrollo, desde la

formación del embrión hasta el

organismo adulto.

Las células que van dando la forma al embrión se dividen y organizan correctamente para especializarse en células nerviosas, musculares, epiteliales etc…

las primeras células que se forman después de la fecundación del ovulo hasta el tercer día, son las que pueden diferenciarse para formar todos los tejidos que conforman a un organismo, son llamadas troncales, células madre o células totipotenciales.

Pueden usarse para remplazar tejidos

dañados y combatir de esta manera

numerosas enfermedades como la

esclerosis múltiple, diabetes, distrofia

muscular, Parkinson, leucemia,

embolia cerebral, quemaduras muy

graves de la piel y muchas mas que en

nuestros días aun no se tiene cura.

Tipos de células totipotenciales

• Tancales embrionarias y las troncales

adultas, la diferencia radica en que las

embrionarias pueden producir cualquiera

de los diferentes tipos de células

mientras que las adultas parece que solo

pueden producir un numero muy limitado

ya que es la totipotencialidad se pierde

con la edad.

Las células que se producen entre el

cuarto y el decimo días de desarrollo,

aunque no pueden desarrollar

completamente al feto, pueden

generar casi cualquier tipo de

tejidos, por lo que se les conoce como

pluripotenciales.

Y son células multipotenciales

aquellas que son capaces de

producir determinados tipos de

células; pero no a todos los tipos ,

es decir, con una capacidad de

diferenciación menor alas de las

embrionarias .

ORGANISMOS TRANSGÉNICOS

La ingeniería genética también ha

encontrado la manera de introducir

genes de una especie a otra.

• Como es el caso de plantas que son

fosforescentes por habérseles

implantado un gen de medusas

fosforescente. A estos organismos

se les conoce como organismos

transgénicos, es decir, organismos a

los que se les transfirieron genes de

otra especie.

El primer producto transgénico para

consumo humano fue probado en

estados unidos de américa en 1994

y después en México; es un tomate

al que se le han introducido genes

que retrasan la acción de una

sustancia, denominada etileno, que

es producida por los fruto y que

promueven su maduración.

• En México el cultivo transgénico mas

extendido es el de un tipo de algodón

resistente a las plagas del gusano

rosado y que se emplea en la industria

textil. Además, se importan soya y maíz

transgénicos que se usan como materia

prima: el maíz en la elaboración de los

azucares glucosa y fructuosa y la soya

para obtener aceites.

Actualmente se producen insulina para

diabéticos a partir de células del

páncreas de cerdos y vacas, pero

además continua la investigación para

obtener a un animal cuyas células

produzcan otras proteínas especificas

para el ser humano.

Impacto ambiental

Aunque la biotecnología puede ser un buen

avance en las cuestiones ecológicas como en

la determinación de la situación de los

ecosistemas o en la contaminación del suelo,

aire y agua, también puede tener efectos

nocivos, como el manejo de los cultivos

transgénicos , la perdida de la biodiversidad

genética, la invasión de ecosistemas.

Bioética

• El termino bioética surge en 1971

por van Rosselear Potter, quien

menciona que no debe pensarse en

una ética por la vida, aplicando el

termino a la medicina.

• Esta surge con la finalidad de dar fin

a los conflictos que han surgido

alrededor de esta problemática.

Bibliografía

Orozco, S. L. (2006). Biotecnología. En S. L. Orozco, Biología ciencias (pág. 303). México: castilla .

Elena E.(2009). biotecnología. En A. G. Elena de Erice, la ciencia de la vida ( biología ) (pág. 402). México : mc Graw Hill.