biotecnologia en los animale

INDICE

I.INTRODUCCIÓN2II.OBJETIVOS3III.MARCO TEORICO33.1.Biotecnología33.2.biotecnología animal33.3.Biotecnologías Reproductivas en aplicación:53.4.Ventajas y desventajas de la biotecnología animal53.5.Áreas en la que está influyendo la biotecnología para la reproducción.53.6.Aplicación en animales6IV.CONCLUSIÓN12V.BIBLIOGRAFÍA13

I. INTRODUCCIÓN

La biotecnología” trata sobre los diferentes estudios e investigaciones que se han realizado a los seres vivos o parte de los mismos, para obtener o modificar productos, mejorar plantas o animales o desarrollar microorganismos para objetivos específicos, para conseguir productos para el beneficio del ser humano.

La biotecnología moderna está compuesta por una variedad de técnicas derivadas de la investigación en biología celular y molecular, las cuales pueden ser utilizadas en cualquier industria que utilice microorganismos o células vegetales o animales.

La biotecnología animal ha experimentado un gran desarrollo en las últimas décadas. Las aplicaciones iniciales se dirigieron principalmente a sistemas diagnósticos, nuevas vacunas, fertilización de embriones in vitro, uso de hormonas de crecimiento, etc. Los animales transgénicos como el "ratón oncogénico" han sido muy útiles en trabajos de laboratorio para estudios de enfermedades humanas.

II. OBJETIVOS

· Conocer acerca de la biotecnología animal, su importancia, objetivos, ventajas y desventajas de los animales transgénicos.

III. MARCO TEORICO3.1. Biotecnología

La biotecnología ha evolucionado de una manera tan significativa que, gracias a los diversos estudios realizados en los seres vivos, destacando a los animales ha hecho posible su desarrollo durante estos años (Garcia, Quintero , & Lopez, 199).

3.2. biotecnología animal

La biotecnología Animal consiste en el conjunto de tecnologías que exploran el potencial de las células animales mediante la alteración selectiva y programada con el objetivo de obtener una mejor respuesta en todos los niveles de rendimiento. Sub aplicaciones tienen especial incidencia en áreas como la Biomedicina y la Veterinaria (Ferero, 2004).

La biotecnología esta conceptualizada como el conjunto de tecnologías encargadas de investigar el potencial que poseen las células animales por medio de una variación seleccionada y programada con la única finalidad de adquirir una mejor respuesta en todos los niveles de rendimiento. Además, la biotecnología animal está apoyada por algunas ciencias las cuales son: la Biomedicina y la Veterinaria (Bjorn, 2010).

En la biotecnología animal predomina la investigación acerca de los mamíferos hace referencia a la examinación de las células animales para un mejor estudio.

Así mismo la biotecnología animal ha experimentado muchas cosas entre ellas tenemos: diagnósticos, las nuevas vacunas que en algún momento llegarían a ser utilizadas para el beneficio y cuidado de los animales. pues sino le brindamos ese cuidado se puede originar muchas pérdidas de animales. ya que pueden sufrir algún síntoma o cualquier otra cosa. lo cual perjudicaría mucho a la humanidad por un tiempo ilimitado (Wall, 2005).

2.2.1. Importancia de realizar Biotecnología animal

Se pueden generar animales modificados “animales transgénicos” para muchos propósitos, que sirvan de modelos a enfermedades humanas o introducir nuevos caracteres a animales importantes en producción como vacas, ovejas, peces y ratones

Métodos genéticos como selección asistida por marcadores que ayudan a identificar zonas en el cromosoma con caracteres importantes como el crecimiento.

El objetivo primordial de la biotecnología animal son razas más nutritivas y animales que incrementen el crecimiento y desarrollo, así como anticuerpos y producción de vacunas.

Para insertar un gen correctamente en un animal se necesita; un gen (denominado el transgen) que se expresa en el momento adecuado y las secuencias reguladoras son esenciales. El gen se debe incorporar al en el cromosoma para una expresión adecuada (Byoung, 2000).

2.2.2. Métodos de transferencia de genes en animales

a. Microinyección

La inyección del gen de interés en un huevo fertilizado de un animal donador.

Es una técnica que se aplica fácilmente a muchas especies, pero con el inconveniente de que el gen se inserta al azar en el genoma y solo el 5% de los óvulos producen un animal vivo.

Fuente:(Wall, 2005)

3.3. Biotecnologías Reproductivas en aplicación:

· Sincronización e inducción de la ovulación

· Inseminación artificial y congelación de semen

· Producción de embriones por super ovulación

· Producción in vitro de embriones

· Congelación de ovocitos y embriones

· Micro manipulación de embriones para producir gemelos idénticos y quimeras

· Determinación y selección del sexo de embriones y espermatozoides

· Clonado de animales por medio de transferencia nuclear

· Transgénesis.

3.4. Ventajas y desventajas de la biotecnología animal

· Ventajas:

· Expresan la hormona de crecimiento.

· Aumentan 4 a 11 veces el tamaño.

· Desventajas

· Pruebas de toxicidad causan grave daño a los animales.

· Altera su naturaleza mediante modificaciones genéticas y el riesgo de introducir organismos genéticamente modificados.

· No hacerlos sufrir innecesariamente, puesto que se está trabajando con seres vivos con capacidad de sentir.

3.5. Áreas en la que está influyendo la biotecnología para la reproducción.

a). Nuevas vacunas

Para las enfermedades animales, la biotecnología provee de numerosas oportunidades para combatirlas y están siendo desarrolladas vacunas contra muchas enfermedades bovinas y porcinas.

La ingeniería genética ha hecho posible producir hormonas de crecimiento para bovinos, porcinos y aves. La modificación de los organismos iniciales proporciona oportunidades para el mejoramiento de las propiedades organolépticas y el tiempo de permanencia en estante de productos cárnicos y lácticos, así como mejores tasas de fermentación que facilitan la mecanización de los procesos (Byoung, 2000).

3.6. Aplicación en animales

3.6.1. Inseminación artificial

La inseminación artificial es la deposición de semen en el aparato reproductor de la hembra, sin la intervención de un macho reproductor. El semen puede ser usado tanto en fresco como refrigerado o congelado, y puede ser diluido con productos comerciales.

Permite una mayor intensidad en la selección de los machos, puesto que se pueden usar pocos toros en una población de vacas, en lugar de usar un toro para cada vaca. Esto a su vez resulta beneficioso desde el punto de vista económico, ya que no serán requeridas instalaciones o manejo especial para un determinado número de toros o machos reproductores. Además, el número de crías puede ser producido de manera rápida, permitiendo la disminución del intervalo generacional (Romero, 2009).

· Permite animales de interés genético ser cruzados más eficientemente, permitiendo el esperma diluido de un toro ser inseminado entre 500 y 1000 vacas.

· Usado en ternero para incrementar la frecuencia de caracteres de interés.

· Ha incrementado la diversidad genética de animales en extinción entre zoológicos.

3.6.2. Clonación

Puede definirse como la generación de individuos genéticamente idénticos (Clones) por trasplante de núcleos (Yang, 2008).

Esta técnica permite obtener individuos genéticamente idénticos al animal deseado.

· Las células se pueden separar después de fertilizar (entre 8 y 19 células), y los embriones se pueden desarrollar como gemelos.

a) Porque clonar puede producir desarrollos importantes:

· Se puede estudiar los efectos ambientales en animales idénticos.

· La genética de las enfermedades puede estudiarse en más detalle.

· Animales modificados genéticamente y clonados posteriormente pueden producir grandes cantidades de proteínas terapéuticas humanas en la leche.

b) Caso Dolly

Primer mamífero clonado a partir de núcleos de células somáticas no embrionarias, se realizó en 1996 en el instituto Roslyn en Escocia y fue la primera vez que un animal fue clonado usando células somáticas.

Desde el nacimiento en 1997 de Dolly (Fig. 3), clonada a partir de una célula de glándula mamaria de una oveja adulta (Wilmut, 1997), la tecnología SCNT ha permitido la clonación no sólo en todas las especies de animales domésticos, sino también en otras como hurones o camellos.

Figura 3. Oveja Dolly, primer mamífero clonado a partir de una célula adulta, Bonnie. Imagen cortesía del Instituto Roslin (Edimburgo, Reino Unido).

Fuente: (Wilmut, 1997)

c) El método usado fue:

1) A células de ovulo en metafase se les elimino el núcleo

2) Una célula mamaria de oveja en cultivo se le elimino los nutrientes para que entre en el ciclo estacionario.

3) Las dos células se fusionaron por choque eléctrico (electro fusión)

4) Las células que se desarrollaron en cultivo para formar un embrión se introdujeron en una madre preparada hormonalmente para implantación

5) El embrión se desarrolló totalmente y el genotipado de DNA confirmo que Dolly era un clon.

Figura: Clonación a partir de una célula de glándula mamario por transferencia de núcleo aun ovulo enucleado.

Fuente: (Wilmut, 1997),

Se toma el núcleo de alguna célula del cuerpo del animal que se quiere clonar (animal A). Ese núcleo tiene toda la información genética que determina las características de ese individuo. Este núcleo se introduce en un óvulo de otro individuo al que previamente se le quitó el núcleo (animal B). De esta forma, se obtiene una célula que se asemeja a un cigoto. Este cigoto realiza in vitro las primeras divisiones mitóticas hasta convertirse en embrión de unas pocas células y entonces es implantado en el útero de una madre adoptiva (animal C). A partir de ese cigoto se desarrolla un individuo exactamente igual a aquel individuo que donó su material genético. En total son necesarios 3 animales: el que se quiere clonar que aporta el núcleo, una hembra que aporta óvulos y otra adoptiva que llevará a cabo la preñez.

Figura: La producción de vacas clonadas por celda fusión de enucleados Huevos de donante con células Eliminado de un embrión

Vaca premio tiene embrión Engendrado por el toro premio

La vaca del donante es la fuente de huevos sin fertiliza

Se eliminan las células desde embrión

La fusión celular se utiliza para Insertar el núcleo de embrión en huevo

Los huevos se congelan en líquido Nitrógeno para uso posterior

El óvulo está implantado en madre sustituta

Después de la gestación genéticamente

Los becerros idóneos nacen

Los núcleos se eliminan de los huevos donantes por microcirugía

Fuente: (Palomino, 2000)

3.6.3. Animales transgénicos.

Son animales que han sido modificados genéticamente, añadiendo genes foráneos de manera deliberada, para cambiar alguna característica del animal, con el fin de obtener unproductodeinterés o para bloquear la expresión de algún gen.

Son una herramienta muy útil para investigar en qué tipos celulares y en qué momento del desarrollo se expresan diferentes genes. De igual forma, los animales modificados genéticamente pueden ser utilizados para obtener modelos de enfermedades humanas, en los que poder analizar, de forma más directa y efectiva, los mecanismos moleculares de la enfermedad y el efecto de nuevas terapias (Palomno & Gómes, 2000).

El objetivo de generar animales modificados es muy variable: investigación de enfermedades humanas, elaboración de bienes de consumo, fabricación de productos terapéuticos (fármacos y trasplantes), mejorar las características de los alimentos, mejorar la salud animal.

i. Pro y contras de los animales transgénicos

· Mejorar la producción de la leche

· Salud humana

· Trasplantes para humanos.

· Resistentes a las enfermedades en vacas (mastitis).

· Ganancia del peso corporal

· Composición de musculo/grasa del animal

· Daños a la estructura ecológica

· Bacterias causan daño.

Un campo de investigación en el que también se están empleando animales transgénicos como modelo es el de las enfermedades metabólicas. De este modo, se han utilizado cerdos y conejos transgénicos para el estudio del arterioesclerosis (Sorensen, 2013) y otros desórdenes del metabolismo lipídico. También se ha generado un modelo para el estudio del homeostasis de la glucosa y la secreción de insulina: se trata de cerdos transgénicos en los que se ha alterado la función de la incretina GIP (polipéptido inhibidor gástrico)(Renner, 2010). Recientemente, se ha publicado la obtención de cerdos miniatura modificados genéticamente para el estudio de trastornos de los ritmos circadianos (Liu, 2013).

ii. Algunos animales de granja transgénicos

La primera oveja transgénica fue Tracy y vivió entre 1991 y 1998. Tracy producía afa-1-antitripsina en la leche, un medicamento para tratar la fibrosis quística, una enfermedad que afecta los pulmones.

Posteriormente, se conoció a Dolly, que, aunque fue más famosa y “mediática”, no era transgénica sino clonada. La siguiente tabla muestra algunos ejemplos de animales transgénicos utilizados para la producción de proteínas de interés farmacológico (Sorensen, 2013).

Fuente: (Sorensen, 2013)

iii. Animales transgénicos y clonados

Cuando se quieren tener muchos animales transgénicos idénticos que produzcan la misma proteína recombinante de interés, se recurre a la clonación.

La primera vaca transgénica argentina se llama Pampa Mansa, y fue producida en 2002. Pampa Mansa, transgénica y clonada, produce la hormona de crecimiento humano para tratar casos de enanismo, y comenzó a dar leche con buenos niveles de hormona de crecimiento en octubre de 2003. Los pasos para la obtención de Pampa Mansa se muestran en el siguiente esquema (Renner, 2010).

Fuente: (Renner, 2010)

iv. Regulación de animales transgénicos

Mucha más preocupación publica de animales que de plantas transigencias, debido a su efecto potencial en el medio ambiente, el riesgo a la salud de consumir alimentos modificados genéticamente

La crítica tiene preocupación porque la FDA (Administración de Alimentos y Medicamentos) quiere regular animales modificados.

IV. CONCLUSIÓN

Se dio a conocer la importancia de la biotecnología animal, objetivos, ventajas y desventajas de los animales transgénicos, la capacidad de modificar el genoma de los animales de manera precisa es fundamental para el desarrollo de una gran variedad de aplicaciones en Biomedicina y en Producción Animal. Aunque las tecnologías para la obtención de animales de granja transgénicos han ido perfeccionándose a través de los años, el control espacio-temporal preciso de la expresión de transgénesis continúa siendo un aspecto a mejorar.

V. BIBLIOGRAFÍA

· AlMashhadi, R. S. (2013). Familial hypercholesterolemia and atherosclerosis in cloned minipigs created by DNA transposition of a human PCSK9 gain- of-function mutant. Science Translational Medicine 5: 166ra1.

· Bjorn, K. (2010). Bitecnologia Básica . Editorial Reserte S.A.

· Byoung, L. (2000). Fundamentos de la Biotecnología de alimentos. España.

· Ferero, C. (2004). Biotecnología Animal Estado del arte, riesgos y beneficios.

· Garcia, M., Quintero , R., & Lopez, A. (199). Biolccnulogia Alimentaria. México: Editorial Limusa. S.A.

· Liu, H. L. (2013). Desarrollo de minipigs transgénicos con expresión de critocromo humano antimórfico 1. PLoS One 10: e76098.

· Palomino, M. (2000). Biotecnología de transplantes y Micromanipulacion de Embriones de Boivno y Camelidos de los andes. Editores S.A.

· Palomno, & Gómes, E. (2000). Biotecnologia del Trasplantes y Micromanipulacion de Embriones de Bovinos y Camelidos de los Andes, Cap. II (Seleccíon y Mejoramiento Genétio). Editores Importadores S.A.

· Renner, S. F. (2010). Intolerancia a la glucosa y proliferación reducida de células beta pancreáticas en cerdos transgénicos con función de polipéptido insulinotrópico dependiente de la glucosa. Diabetes 59: 1228 - 1238.

· Romero, J. (2009). Biotecnología.

· Wilmut, I., (1997). Descendencia viable derivada de células de mamíferos fetales y adultas. Natural 385: 810 - 813