• Segmento de ADN o ARN (Virus) con información para un polipéptido o para un ARN.

• No es contínuo: Existen intrones y exones (10%)• En virus y bacterias los genes están solapados• Tipos de ADN Eucariotas:

– Satélite: Altamente repetitivo: 10% (5-10 pares de bases) millones de veces repetidas. Intrones. Función mecánica.

– Poco repetitivo: 20%: 300-1000 pares de bases, repetidas de 10 a 1000 veces: Exones de Histonas, ARNr y ARNt

– No repetitivo: 30-70% Incluye intrones y exones con sólo una o dos copias.

CONCEPTO DE GEN. TIPOS DE ADN EUCARIOTAS

• En los eucariotas el ADN está en forma:– EUCROMATINA: (ADN + Histonas):Fibra de 10

nm y siempre se puede transcribir.– HETEROCROMATINA: No se puede transcribir:

30 nm• Constitutiva: Se encuentra en todas las células y

forma la región satélite de los cromosomas.• Facultativa: Depende el estado fisiológico o del

desarrollo de una célula. Diferencia las células.

– CROMÁTIDA: Totalmente empaquetada y es el cromosoma (que puede estar formada por una o por dos)

TIPOS DE ADN EUCARIOTAS

INGENIERÍA GENÉTICA

• MANIPULACIÓN GENÉTICA• CLONACIÓN GÉNICA• TÉCNICA DEL ADN RECOMBINANTE• Conjuntos de técnicas que permiten manipular el

genoma de un ser vivo. Para ello debemos:– Aislar un gen (gen pasajero)– Asociarlo a un vector transportador.– Introducirlo en otro ser vivo que no lo poseía o no le

funcionaba bien. O en un microorganismo para clonar.≠Clonación molecular ≠ Clon. celular ≠ Clon. Reprod.

INGENIERÍA GENÉTICA

• Se puede realizar de forma:– Directa por:

• Microinyección: En animales justo en el momento de la fecundación en el pronúcleo masculino

• Electroporación: Uso de carga eléctrica para que el ADN atraviese la membrana nuclear.

• Acelerador de Partículas (Gene Gun). Un cañón artificial bombardea micropartículas con el ADN, sobre la célula.

– Recombinación génica: ADN recombinante que ya lleva incorporado el vector transportador.

INGENIERÍA GENÉTICA: VECTORES TRANSPORTADORES

pasajeroVector

transportador

recombinante

VECTORES TRANSPORTADORES: PLÁSMIDOS

PLÁSMIDOS Ó EPISOMAS

Son pequeñas moléculas de ADN circulares.

No pertenece al genoma bacteriano.

Confiere a la bacteria características añadidas, como por ejemplo resistencia a antibióticos.

Pueden ser transferidos entre bacterias.

Ejemplo especial es el plásmido Ti de Agrobacterium tumefaciens, con capacidad de penetrar en células de plantas.

INGENIERÍA GENÉTICA• La bacteria Agrobacterium tumefaciens contiene

un plásmido Ti, que posee los llamados genes onc.

• Cuando la bacteria infecta a la planta los genes onc se introducen en el ADN de la planta.

• Las células vegetales comienzan a crecer como si fueran cancerígenas (hormona del crecimiento).

• Agrobacterium se comporta , de esta forma, como un ingeniero genético natural.

• El científico se ha fijado en ésto y ha eliminado los genes onc y los sustituye por otros genes que interese clonar.

• Se consigue un sistema muy eficaz para introducir ADN interesante a la planta, al mismo tiempo que se habrá evitado la aparición de la enfermedad.

FORMACIÓN DEL ADN RECOMBINANTE

1.- El gen pasajero y el vector transportador son tratados separadamente por enzimas de restricción que cortan ambos ADN por lugares específicos.

2.- Las enzimas de restricción EcoR1, Bam H1 son “tijeras moleculares”.

3.- Se separan los fragmentos de ADN pasajero y se seleccionan por electroforesis.

4.- Se ponen en contacto los fragmentos de ADN pasajeros y los vectores transportadores junto al enzima ADN ligasa. Así conseguimos formar el ADN recombinante

TERAPIA GÉNICA HUMANA

TERAPIA GÉNICA Transferir un gen humano normal a una bacteria para obtener:

una hormona: insulina, hormona del crecimiento. una proteína: interferón, factor VIII de coagulación.Vacunas: Hepatitis B, Sarampión, Cólera, SIDA, rabia..

Transferir el gen correcto directamente: Angioge. Transferir a células somáticas el gen correcto, por

microinyecciones o por vehículos específicos:Talasemia (problemas con las células madre).ADA (Niños burbujas) Linfocitos T.Cáncer, hemofilia...

Transferir el gen correcto a la línea germinal o al cigoto…Reproducción asistida.

Producción de células madre.

ING.GEN. Y PRODUCCIÓN AGRÍCOLA

OBTENCIÓN DE MAIZ TRANSGÉNICO

Bacteria

1.- Aumento de la productividad: - Incrementos de cosechas resistentes a Tª, Salinidad, Herbicidas, insectos (Toxina Bt) y otra enfermedades microbianas

- Acelerar su crecimiento.

- Retraso del fruto o retraso en el deterioro: Vida comercial

- Frutos mayores y mejora de la calidad nutritiva.

- Menor uso de fertilizantes: Genes NIF (N2)

- Incremento de la fotosíntesis añadiendo enzimas de plantas C4

2.- Transgénicos: Arroz dorado, Tabaco con interferón y vacunas de malaria, patatas con vacunas contra el cólera...

3.- Genotecas: Bancos genéticos con semillas de plantas en

peligro de extinción.

ING.GEN. Y PRODUCCIÓN AGRÍCOLA

ING.GEN. Y PRODUCCIÓN AGRÍCOLA

• Vida comercial más larga:

• Resistencia plaga insectos

• Resistencia a herbicidas

• Mejores cualidades nutritivas

1.- Obtención de órganos animales (cerdos) con genes humanos para no ser rechazados en transplantes.2.- Animales con carnes y huevos con menos colesterol y grasas3.- Aumento de la productividad:

- Incrementando producción de carne, huevo o leche.- Resistentes a temperaturas frías: truchas, salmones.- Acelerando su crecimiento: carpas4.-Transgénicos:- Gallinas y huevos con anticuerpos.- Leche de vaca y ovejas con proteínas humanas: colágeno, fibrinógeno y anticoagulantes...5.- Bancos genéticos: Especies en peligro de ...

ING GEN. Y PRODUCCIÓN GANADERA

Cerdos transgénicos con hormonas de crecimiento. En la foto cerdos transgénicos coloreados con genes verdes fluorescentes de medusas

ANIMALES TRANSGÉNICOS

ING.GEN. Y PRODUCCIÓN GANADERA

PROYECTO GENOMA HUMANOPROYECTO GENOMA HUMANO• Genoma: Conjunto de genes del

ser humano, realizado en células sanguíneas y espermáticas.

• Comenzó en EEUU en 1990 y su objetivo era secuenciar completamente el ADN humano.

• Competencia pública-privada: Finalizó en 2000.

• Los datos públicos siempre eran conocidos

• Se compone de 3x109 pares de bases A, C, G y T.

• Un libro de 750.000 hojas.

PROYECTO GENOMA HUMANOPROYECTO GENOMA HUMANO

James Watson

• Sólo 25.000 genes: Un gen puede ser responsable de más de una proteína.Corresponde al 1,5% del total del genoma.

• Importancia del ADN “basura” como regulador (¿95%?)

• Sólo el 0,01% es lo que nos diferencia unos de otros.

• NO EXISTEN LAS RAZAS• Farmacogenética:

Medicamento según perfíl genético

•Identificar los aproximadamente 25.000 genes humanos del DNA. •Determinar la secuencia de los 3.000 millones de bases nitrogenadas que conforman los nucleótidos del   DNA. •Acumular la información en bases de datos •Desarrollar de modo rápido y eficiente tecnologías de secuenciación, hibridación, marcadores, etc.). •Desarrollar herramientas para análisis de datos. •Dirigir las cuestiones éticas, legales y sociales que se derivan del proyecto.

PROYECTO GENOMA HUMANO PGHPROYECTO GENOMA HUMANO PGH

APLICACIONES DE HUELLAS APLICACIONES DE HUELLAS GENÉTICASGENÉTICAS

Hermano Verdadero padre

Al primer reconocimiento fue el hermano del padre del niño

RIESGOS DE LA I. GENÉTICARIESGOS DE LA I. GENÉTICA

• Biosanitarios: La mayoría de los productos son para consumo humano ¿Son perjudiciales?

• Bioético: ¿Podemos monopolizar la información genética de los seres vivos de la naturaleza?

• Biotecnólogico: ¿Qué ocurriría si...– a) El ADN de un virus tumoral formara parte de una bacteria

simbionte del cuerpo humano?– b)Los genes que permiten la resistencia a los antibióticos

penetrara en el genoma de las bacterias patógenas?– c)Si las bacterias inocuas adquiriesen los genes de las

bacterias patógenas productoras de potentes toxinas.

Same GenomeDifferent Proteome

¿SÓLO EL GENOMA?

• Proteoma: Conjunto de proteínas que se expresan de un genoma y que varía según el estado en el que se encuentre la célula: estrés, bajo el efecto de fármacos, de una hormona, de un neurotransmisor…

• Proteómica: Ciencia que correlaciona las proteínas con sus genes ó el estudio y caracterización de todo el conjunto de proteínas expresadas de un genoma.

PROTEÓMICAPROTEÓMICA

APLICACIONES PROTEÓMICA

1. Biomarcadores de diagnóstico precoz y pronóstico de múltiples enfermedades: • Cáncer, Ictus, Alzheimer, Parkinson, Epilepsia.

2. Encontrar marcadores protéicos de: • Diferenciación de especies.• Desarrollo tisular y celular (Ingeni. Genética)• Seguimiento y control de terapias individuales farmacológicas: TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES.• Evaluación de fármacos o de sustancias con potencial farmacológico.• Determinación de potencial toxicológico.

APLICACIONES PROTEÓMICA

3. Ecológica: Conocer la interacción a nivel molecular de los organismos con su medio: adaptación y evolución.

4. Terapia celular y génica al descubrir nuevas dianas terapéuticas (Células iPS y Factores de transcripción).

5. Determinación de mecanismos moleculares involucrados en el origen de las enfermedades.(PATOGENIA)