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.
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