Biotecnología y terapia génica

utilización de la biología

molecular

Aspectos sobre biología molecular, con los últimos avances en la biología

como sea ido de la morfología hasta la parte molecular como ahora, también

este curso lo llevamos de la misma forma. La terapia génica con otras

aplicaciones A través de la biología molecular son cada vez mayores y

mejores, esperamos que el profesional esté al tanto y los sepa aplicar en su

trabajo. Al respecto han visto que en trayecto del curso, desde de la célula

tanto morfo-químicamente, se llego al núcleo y ahí adentro encontramos el

ADN , responsables de la síntesis de proteínas. Importantísimas en la serie de

actividades y conocimientos que significa la biología molecular. En ese sentido

vieron lo que es la síntesis de dna, transcripción, traducción, para hacer las

proteínas. Todo ese juego que hay entre proteínas y acido nucleíco es lo que a

permitido el desarrollo de una tecnología que se llama “biotecnología” que

modifica tanto la estructura genética y proteica de los seres vivos con

caracteres específicos.

Hoy revisaremos la aplicación de estas tecnologías para la biotecnología y

otras para la terapia génica.

En el caso de la evolución de los seres vivos desde la bacteria hasta los

mamíferos si relacionamos ese desarrollo y referencias de estructuras y función

con el número de nucleótidos podemos establecer una línea recta. No es tan

recta posee levantamientos donde hay estructuras que se salen de la línea

recta, los organismos más evolucionados (mamíferos) tienen más partes de

nucleótidos que bacterias y hongos etc. Podemos decir que la evolución

significa pares de nucleótidos. Ósea acido nucleíco. Si revisamos de forma

simple, los genes no el acido nucleíco y comparamos algunos seres vivos,

veremos que los que tienen menos desarrollo evolutivo como insectos y

gusanos 19 o 20 mil genes y mamíferos 30mil genes. Relación entre número de

genes y desarrollo evolutivo. Mamíferos muestran que son más evolucionados

por su número.

Sin embargo dentro de los mamíferos podemos ver que todos ellos tienen

alrededor de 30mil, pero vean que la rata es menos involucionada que el ser

humano, la evolución es por aumento de genes.

Qué pasa con el ADN , (imagen de la composición de ADN en un organismo)

si se revisa las secuencias y las distintas funciones en todo el ADN , se

encuentra que los genes (aquellas secuencias de nucleótidos que son

responsables de la síntesis de proteínas) son apenas un del 65% al 92% no

alcanza al 30, ese poco de ADN es responsable de la condición que

hablábamos,. Por ende hay una gran cantidad de ADN que no tienen nada

que ver con las características de los seres vivos, pero si está ahí es responsable

de algo. Hasta el momento los estudios muestran que esa secuencia es una

secuencia reguladora que permite decirte a la célula del páncreas que

produzca insulina y a la muscular que no produzca insulina, porque ambas

tienen el mismo genoma, pero sin embargo una secreta insulina y la otra no,

dependiendo de la secuencia reguladora de la célula. Funciones regulatorias

que tienen que ver con distintos aspectos de la síntesis de ADN y la síntesis de

proteínas,.

Sin embargo hay secuencias que quedan fuera de todo, hay algunos autores

que todavía creen que tienen razón en que el resto del ADN es un ADN

“basura”

A través de la evolución de bacterias a mamíferos ha habido una serie de

cambios en la condición genética en los seres vivos, pero la idea es que se

quede el concepto, en el caso del insecto o el gusano hay una diferente de 13

a 9 mil genes. La idea del ADN basura cuando el insecto se “transformo” a

gusano aumento el número de genes de su material genético, y la idea es que

el gusano no elimino los genes del insecto, porque necesitaba proteínas

diferentes, en el proceso evolutivo no elimino los genes del insecto quedando

en el genoma del gusano. Eso mismo se traslada al resto de seres vivos que

evolucionaron. Los mamíferos tienen mayor parte de ADN que se uso en

especies previas, que no se necesitan ahora porque tiene funcionamiento y

estructura distintos,. Ese es el ADN basura. El que explicaría el ADN demás que

hay presente y la gran cantidad de ADN.

Esto tiene por objeto que tengan importancia del ADN en las proteínas para

los seres vivos, y porque entonces en el desarrollo del estudio se ha podido ver

la biología molecular, porque es importante y significa una serie de

conocimientos que da respaldo explicando la simple biología celular.

En la biología molecular

hay una serie de métodos

de estudio donde hay una

serie de metodología de la

biología celular

manipulando ADN y

obtener información y

transformar un poco estas

estructuras para generar el

ADN y generar

“organismos nuevos”.

Entre las importantes

herramientas están las

encimas de restricción, que

cortan el ADN en distintas

partes dependiendo del

tipo de enzima que se

trate.

Eso nos permite por

ejemplo extraer y combinar

distintos tipos de ADN , ese

es un ejemplo clásico en que un plásmido (dna circular de la bacteria) con

una secuencia especifica puede ser cortada por una nucleasa especifica y al

cortarse ese plásmido se habla de separar donde se corta y los extremos

quedan abiertos a recibir la secuencia complementaria. Uniéndose

específicamente, a través de ligasa

Existe la clonación molecular, tomando un plásmido y ponerle un trozo de ADN

extraño a la bacteria.

Supongamos que tengo el gen de la insulina, proteína pequeña de 150 bases,

es pequeño para entrar en ese plásmido siempre y cuando tena la secuencia

correspondiente. Generándose una nueva molécula que es un ADN

recombinante.

Porque ese nombre?

Porque tiene ADN de plásmido (bacteria) y dna extraño (de otra bacteria o

de cualquier otra cosa), de esa manera queda conformado el ADN

recombinante el cual por supuesto se puede tomar y colocar en el interior de

una bacteria, (se pone a 42ª, se empiezan a generar agujeros donde ingresa el

plásmido) ya no es el plásmido solo sino que tiene el trozo de ADN extraño,

como todo el ADN es universal (las mismas secuencias de nucleótidos) por

ende la bacteria no tiene ni una razón para descartar ese nuevo trozo de ADN

que trae, que si significa generar proteína la bacteria lo genera. Así la bacteria

genera otra proteína que en condiciones normales no genera. Si hablamos de

insulina la bacteria comenzara a producir insulina.

Significa que las podemos poner en condiciones especiales obteniendo gran

cantidad de esas bacterias, donde se obtienen varios litros de bacterias que

produce esa proteína que es la insulina.

Después se sacan las bacterias se lisan se extraen sus proteínas y por

cromatografía se separan todas las demás proteínas y se obtiene la insulina

recombinante. Entonces es resultado de una tecnología que tiene que ver con

la biología molecular, para que vean su importancia para el ser humano.

Otro tipo de clonación es la llama clonación

celular en donde utilizando un organismo

determinado se puede colocar una célula

especifica (un cigoto) ósea un ovulo

fecundado, se puede poner en otro

organismo, diferente del progenitor, se pone

en un organismo diferente haciéndolo

desarrollar en ese organismo desarrollando

otro individuo que será igual que donde se

obtuvo el ovulo. (dolly) que era idéntica de

la oveja que se saco la célula de un tejido,

órgano. Por ende es una célula que tiene

todo el genoma. No es el ovocito, por ende

las células que se saco del animal tiene todo

el material genético necesario para dar

origen a otro animal, eso es lo que se

estimula para que pueda ser ubicado en el

interior de una madre sustituta donde se

desarrolla un nuevo organismo que es la

dolly. Ahí si es idéntico porque tiene el mismo

material genético del animal que se le

sacaron las células. “idénticos” porque en alguna de las clases vieron el ADN

mitocondrial, que está relacionado con las características.

La generalidad de las proteínas que se utilizan para el trabajo científico son

proteínas que no tienen color, no se pueden identificar fácilmente, en el caso

de clara de huevo, le echan un poco en un tubo con agua y después de

agitarlo no podemos distinguir albumina,. Eso pasa por la mayor parte del

organismo. Algunas pocas como la GFP y hemoglobina, hay que usar un

sistema para poder marcar la proteína, para ver su desplazamiento etc. Para

poder identificarlas en el trabajo que se realiza con ella se utilizan marcadores

(genes reporteros) uno de esos genes reporteros es la proteína fluorescente

verde, que la tiene una medusa que produce esa luz que fluorice, así los

organismos atraen a sus presas. Esa proteína GFP es una proteína bastante

pequeña (50 aa) es muy fácil de manipular.

Se puede mandar a hacer un gen de la GFP porque es simple. Se puede poner

en el interior de diferentes organismos, así ha sido puesta en todos los

organismos., y es posible tener un conejito verde. Observado con UV de color

verde. Lo mismo pasa con los pececitos y gusanos.

Si se le inyecta directo se lo comen los anticuerpos, esto se hace cuando el

organismo está en desarrollo . Para que el gen pueda estar en todas las

células., si no está en esa etapa solo se podría obtener resultados parciales si

es que ingresa, porque hay enzimas y el organismo se defiende porque hay

una sustancia extraña, así se hace en embriones

o cigotos.

En el caso de la lombriz, la utilización de esta

proteína es bastante “cool” así podemos seguir

algunas proteínas en el desarrollo del gusano.

Podemos ver en distintas etapas mostrando

distintas proteínas, si brilla el ganglio significa que

la proteína marcada con gfp significa que está

en ese lugar. Esa es la utilidad que tiene la

marcación, donde hay cuanto esta y como se

mueve la proteína.

También hay chanchitos verdes :D

Modelo de la molécula de la GFP, que tiene

atamos que producen la fluorescencia.

Yendo ahora a las aplicaciones de la biología molecular, en el tratamiento de

los minerales de diferentes tipos, existe un tipo , un genero de bacterias que es

el “thiobacillus” que lixivia minerales, ósea es capaz de tomar ciertas sales

como sulfuro de hierro o sulfato de hierro y las transforma en otras moléculas,.

Viendo eso algunos científicos lo aplicaron al cobre. Y se hizo un cambio

genético a la bacteria para que en vez de usar sales de hierro utilice sales de

cobre. Hay un grupo de esas bacterias que toma sulfuros de cobre

haciéndolos sulfato de cobre. Que es una de las sales que se utiliza en el

tratamiento de las mineras, se utiliza con acido sulfúrico, después de la

electricidad hay cobre legal y sulfato. La idea es colocar todos los metales del

cerro en sulfato de cobre. Estas bacterias hacen eso.

Son varias las miles de toneladas de cobre que diferentes empresas mineras

realizan utilizando bacterias. Es un procedimiento que los dejan ahí, para que

la bacteria trabaje y después se saca el cobre. Cada vez mas aumenta la

producción de ese tipo de cobre. Biolixivacion.

Otra aplicación de la biología molecular es lo que podemos nombrar en forma

general como identificación de organismos, especialmente personas.

Saben que normalmente cuando es difuso identificar una persona se va a la

prueba de ADN, que identifica en forma casi perfecta a una determinada

persona. Hay una serie de secuencias de nucleótidos en los intrones del ADN

del ser humano, (intrones que son partes de los genes que se quedan afuera)

tienen secuencias que se repiten a lo largo de los cromosomas del organismo

esa serie de secuencia se ha podido identificar distinta en cada una de las

personas que se a echo la determinación,. Si hay 50 citocina, cccccc después

otras bases y de nuevo 25 c seguidas. Cccccc y otras gggg a eso se le llama

polimorfismo (conjunto de repeticiones de bases) esas secuencias reptidas que

tienen los intrones, son diferentes en las diferentes personas, se ha podido

determinar que todos tienen diferentes ubicaciones de los polimorfismos

Con ese estudio se ha logrado establecer una serie de marcadores, se ha

seleccionado una serie de estos polimorfismos en diferentes cromosomas y al

tratar esos dna con una misma encima aparecen bandas distintas en personas

diferentes. Para trabajar con esto se han generado 17 lugares en todo el

genoma donde se estudian los polimorfismo,. (Generalmente con 13 basta) y

se determinan los polimorfismo. Cromosoma 18 brazo q 21.8 del centromero

etc. El número es con respecto al centromero. Esos marcadores se tratan con

determinadas encimas de restricción y se obtienen diferentes bandas como las

que mostro el profe.

Que significa del punto de estadística?

Permite realizar una labor importante en la vida del ser humano, esa

combinación de marcadores cuando se trata con la determinada enzima de

restricción, nos da una diferencia entre los distintos seres humanos. Como son

entre 15 marcadores, la probabilidad que se repita en 2 individuos el mismo

perfil es de 1 en 100.000.000.000.000.000.000.000.000 (7mil millones de seres

humanos) del punto de vista estadístico es imposible por este procedimiento.

Es decir que hay un 100% de certeza que la diferencia entre las personas se

determina con ese examen.

Que se logra al estudiar el polimorfismo en personas?

Identificar personas que no se conocen, investigación de la paternidad. Si es

un hombre que hace la petición es una “reclamación” y la otra es una

“impugnación” donde la mujer dice “ese hombre es el padre de mi hijo” esa

es la petición de una mujer para imputar a un hombre como el padre. Y eso se

hace en tribunales.

Si son fanáticos del criminal minds, ahí pueden ver lo que se puede hacer con

el ADN

Foto de prueba de paternidad, se realiza el análisis

en 4 marcadores usando enzima de restricción y las

bandas están ahí. Como se determina la

paternidad? La idea es que si hay 2 bandas iguales

en las personas hay relación filial, relación de

parentesco, hay todo un tratamiento estadístico de

todo lo del sistema. Básicamente es eso. Si tenemos

que allí que si fuera impugnación es lo más probable

que la persona de ahí sea el padre.

En la foto se cagaron al negro jajajajajaa XDDD

También en los casos de reconocimientos de una persona en un delito, se

encuentra en la ropa de los individuos hay manchas, y al hacer la

determinación del dna hay bandas que son idénticas a la víctima. Significa

que el tipo está asociado a la situación.

La biotecnología en general es la utilización de todos estos procedimientos

que son el manejo de ADN y proteínas transformación de ellas. Tomar un trozo

de ADN de una especie y ponerla a otra especie. Modificando organismos

para obtener características distintas, incluye cualquier técnica que utilice

organismos o partes para mejorar productos mejorar platas o crear nuevos

productos. La biotecnología persigue producir sustancias que es difícil

sustancias obtenerlas de manera difícil y los obtenemos fácil.

La insulina que se usaba hace 20 años atrás, era de cerdo, sacándoles el

páncreas, así se veía la resistencia a la insulina, así con los años se a purificado

la insulina humana con la misma secuencia de aminoácidos y la purificación

es mucho mejor teniendo menos rechazo por las personas que la utilizan.

Se produce en una forma dirigida se puede abaratan los costos de

producción.

Hay también mayor seguridad en los productos, hay materias primas nuevas y

más baratas., dentro del contexto también se puede trabajar los seres vivos

con otros objetivos, no solo producir sustancias, se puede estudiar resistencias

de enfermedades, estudiados en ratones. Donaciones de órganos, que

producen o tienen utilidad para los humanos desarrollado dentro del

organismo y luego pasarlo al ser humano.

Para que los vegetales transgénicos? características especificas, aumentando

su producción, a pesar de los grupos que están en oposición.

Ejemplos de vegetales transgénicos: tomate, maíz, canola laurica, freedom II

arroz dorado ,el choclo transgénico hace una proteína que infecta al insecto y

lo mata. Ese gen se inyecta en las plantas del maíz. Así todas las células

producen esa función. La larva come el primer grano y come veneno.

Si recordamos china es un país tan grande con tanta gente que apenas

pueden comer, no tienen buena alimentación, la idea es poner en el arroz la

mayor cantidad de sustancias útiles para el organismo como la pro vitamina A,

necesaria en el organismo para producir la vitamina A, siempre y cuando allá

pro vitamina A, si no hay se produce ceguera.

Además de alimentos es posible producir otras sustancias, entre ellas sustancias

que se utilizan como medicina. Tenemos el factor antihemofilico, que permite

factores 8 y 9 fibrina, para la coagulación. Eritopoyetina, insulina,

somatotoprina. Todas esas sustancias se sintetizan de forma transgénica

utilizándolo como medicamentos. Si no los son pueden ser sustancias de uso

industrial. Renina, usada para la producción de queso. Antes hacía que matar

vacas y sacarles la renina.

Yareta- planta del norte-

Terapia genética, la mayor parte en los seres humanos son trastornos a nivel

genético, cáncer complicado, diabetes complicado, porque tienen varias

proteínas involucradas, pero hay varias enfermedades que solo se resuelven

con 1 gen defectuoso, que son más simples., inmune deficiencia combinada

severa (niños cristal) con problema en adenosindesaminasa, los linfocitos T

están con enziima mutada sin producción de anticuerpos, así el niño sin

anticuerpo si le entra una bacteria se muere.

Los tratamientos en base a terapia génica son bastante buenos, ya hay hartas

personas que se han curado de la enfermedad. La otra enfermedad es la

hemofilia, en donde no hay coagulación porque no hay fibrina, empezando

con factor XII, la fibrina forma una malla en cualquier vaso se forma un trombo,

evitando la salida de la sangre. Hay hombres que el factor 8 esta mutado y

como esta mutado la enzima que lo transforma en factor 8a la reacción se

detiene ahí. La hemofilia b es cuando falla el factor 9. En ambos casos no se

produce fibrina y se produce hemorragia. Eso se está trabajando y hay varios

resultados positivos , se pone en un virus y la persona ingresa ese virus a las

células que

producen el

factor 8

normal. Que

empieza a

producir la

proteína ,así

hay varias

personas que

se están

curando.

Metabolismo del etanol. Etanol a través de la alcoholdeshidrogenasa hace

acetildehido y hace acetaldehidodeshidrogenasa produciendo c02 + h2o.

Hay personas que se toman un trago y no paran hasta quedar pal pico. En el

punto metabólico en el hígado la enzima alcohol deshidrogenasa hace

acetildahido y con la otra enzima lo hace co2 y agua. Y así los 4gr por litro ya

no existe ese alcohol. Pero resulta que en las personas que se toman más de 1

cerveza el alcohol no alcanza a ser digerido y empieza a circular por el

organismo y al hacerlo pasa al snc. Cerebro y causa problemas.

En los orientales el 40% de la población no debe alcohol, porque la

alcoholdeshidrogenasa no funciona y el acetaldehído se acumula generando

malestares. Colocar un gen de acetaldehidodeshidrogenasa mutado para

que no se digiera

todo el acetaldehído

, así se acumula y se

producen los

síntomas y se para de

tomar. Ese mismo

tratamiento se hace

del punto de la

medicina tradicional

La terapia génica

disminuye ese

alcoholismo.

BITCHES GET DRUNK

TONIGHT ITS

SATURDAY NIGHT!