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Unidad 5: La revolución del ADNAUTOREPLICACIÓNTRASCRIPCIÓNTRADUCCIÓN
AUTOREPLICACIÓNTRASCRIPCIÓNTRADUCCIÓN
CÓDIGO GENÉTICOCÓDIGO
GENÉTICO
FUNCIÓNFUNCIÓN
ADNADN
ESTRUCTURAESTRUCTURA
INGENIERÍAGENÉTICA
INGENIERÍAGENÉTICA
HERRAMIENTAS HERRAMIENTAS
APLICACIONESAPLICACIONES
PRODUCCIÓNFÁRMACOS
PRODUCCIÓNFÁRMACOS
DIAGNÓSTICOCLÍNICO
DIAGNÓSTICOCLÍNICO
TERAPIA CLINICATERAPIA CLINICA
ORGANISMOS TRANSGENICOSORGANISMOS
TRANSGENICOS
NIVELMOLECULAR
GENOMAGENOMA
NIVEL NUCLEAR
CLONACIÓNCLONACIÓN
NIVEL CELULAR
REPRODUCCIÓNASISTIDA
REPRODUCCIÓNASISTIDA
CÉLULASMADRE
CÉLULASMADRE
ARN RECOMBINANTEARN RECOMBINANTE
EL ADNEs el ácido desoxirribonucleico
Está en el núcleo de las células
Los genes son segmentos del ADN
Sintetizan proteínas
Son la unidad de herencia biológica
Los genes transportan información biológica
Los genes transmiten de generación en generación las características de los seres vivos
Los genes
Molécula de ADN El ADN está formado
por dos largas cadenas
de nucleótidos unidas
entre sí formando una
doble hélice.
NUCLEÓTIDO: unidad formada
por
fosfato-azúcar-base
nitrogenada
Las uniones se realizan
mediante puentes de
hidrógeno.
La Adenina (A) sólo se une
con la Timina (T) y la
Guanina (G) con la Citosina
(C).
El ADN empaquetado se llama “cromatina” y hay unos 2 m de ADN en cada célula.
Otras biomoléculas: Proteínas y ARN
• Las proteínas Son polímeros de los aminoácidos.Sólo 20 aminoácidos constituyen las proteínas de los seres vivos.Según sea el orden de los aminoácidos será una proteína u otra.Sin las proteínas no tendríamos funciones vitales
también participan en la transmisión de caracteres hereditarios
• El ARN o ácido ribonucleico Es una biomolécula formada por una cadena de nucleótidos. (parecida al ADN)
Clasificación según su función biológica ARNm (mensajero) traslada la información genética del ADN para la síntesis de proteínas.ARNt (transferente) capta los aminoácidos en el citoplasma y los lleva a los ribosomas para obtener proteínas.ARNr (ribosónico)Traduce la secuencia del ARNm en una determinada secuencia de aminoácidos.
CODON: grupo de 3 bases del ARNm a los que se asignan 3 tres letras. La mayoría de los codones representan un aminoácido en particular.
Diferencias entre el ADN y el ARN1. En el ARN el azúcar del nucleótido es la ribosa y en el ADN la
desoxirribosa.2. En el ADN las bases nitrogenadas son Timina y en el ARN es
sustituida por el Uracilo.
El ADN en acción
Transferencia de información genética
La síntesis de proteínas se realiza en los ribosomas (citoplasma).
El ARNm copia la información genética del ADN y la lleva a los ribosomas (transcripción).
Hay 64 combinaciones posibles (codones)
En las proteínas hay 20 aminoácidos.
Por cada codón (triplete) se codifica un aminoácido (traducción)
El ADN es una base de datos
LA REPLICACIÓN DEL ADN se realiza en el núcleo de la célula . Se separan las dos cadenas del ADN (como la apertura de una cremallera) y cada una de ellas se convierte en una matriz o plantilla de una nueva cadena idéntica de ADN a la que se había separado.
Código genético: los 64 posibles codones
Síntesis de proteínas. ResumenLas proteínas son cadenas compuestas por aminoácidos.
Los seres vivos utilizan veinte aminoácidos.
Si la cadena de bases del ARNm se agrupa en uniones de tres, se forman códigos de tres letras llamados codones.
La mayoría de los codones representan un aminoácido concreto.
El ARNm lleva las instrucciones para formar la proteína a una de las “fábricas” de proteínas dentro de las células.
Esta fábrica de proteínas lee la información en la cadena del ARNm y forma la proteína de acuerdo a esta receta.
Eventualmente llega a un codón que le ordena detenerse.
El genoma : Es toda la información genética almacenada en el ADN de las células
El genoma es estable porque está protegido por el núcleo.Los procesos de transmisión de información hereditaria son fiables.
Las mutaciones del genoma en las células germinales pueden ser transmisibles y se producen:
Por generación espontánea (puntuales)Por agentes físicos o químicos (inducidas)
Contribuyen a la biodiversidadAparecen nuevas enfermedades
CROMOSOMA: Es la estructura estable del ADN replegado y asociado a otras moléculas.
Está formado por 2 cadenas de ADN Es capaz de duplicarse Se separa en 2 copias exactas (MITOSIS) Mantiene la información
• Los genes son pequeños segmentos de largas cadenas de ADN, determinan la herencia de una característica determinada, o de un grupo de ellas.
• Los genes se encuentran localizados en los cromosomas en donde se disponen en línea a lo largo de ellos. Cada gen ocupa en el cromosoma una posición.
• El conjunto de genes se denomina genoma.
Organización y localización del genoma
Cada persona tiene su propio genomaEl genoma guarda una gran similitud (99,8%) con todos los de su propia especie El genoma humano sólo se diferencia del de el chimpancé en algo más del 1%. La información se encuentra almacenada en todas y cada una de las células e identifica al individuo como ser único e independiente.
LOCALIZACIÓN-en el núcleo: genoma nuclear (parte más importante con 31.000 genes)
- en la mitocondria: genoma mitocondrial(es más simple, tiene 37 genes en un cromosoma circular)
La herencia del genoma
El proyecto “Genoma Humano”
El Genoma determina y condiciona las características del individuo: Físicas Psicológicas Intelectuales
Se conocen unas 3.000 enfermedades genéticas que podrían curarse si se conociesen los genes que las provocan.
DATOS OBTENIDOS HASTA AHORA:- El genoma humano posee 31.000 genes- El 99,9 % del ADN humano es común a todos los individuos- Existimos hace 150.000 o 300.000 años- El índice de mutaciones en hombres es mayor que en mujeres- Se conocen 50.000 proteínas humanas distintas - El reparto de genes en los cromosomas es desigual- Hay genes reguladores que controlan a otros genes.
Genoma: es toda la información genética almacenada en el ADN de las células
Objetivo: localizar los genes en los cromosomas y sus secuencias de ADN para erradicar enfermedades hereditarias, entre otras, el cáncer.
DIAGNÓSTICO
La ingeniería genética(Técnicas del ADN recombinante)
Es la biotecnología de la manipulación del ADN de un organismo, que posibilita:la creación de nuevas especiesla corrección de defectos genéticos la fabricación de numerosos compuestos
Muchas vacunas, como la de la hepatitis B, se obtienen actualmente por Ingeniería genética. Como la mayoría de los factores antigénicos son proteínas lo que se hace es clonar el gen de la proteína correspondiente.
Esquema de los alcances del uso de la tecnología del ADN recombinante.
Aplicaciones de la ingeniería genética en:medicina, agricultura y animales
1. Organismos transgénicos: inserción de segmentos de ADN en células germinales de animales y plantas
En las plantas a) resistencia a herbicidas, a insectos y enfermedades microbianas. b) incremento del rendimiento fotosintético. c) mejora en la calidad de los productos agrícolas.
En los animales Producción de proteínas en la leche de mamíferos domésticos Mejora de la productividad o la resistencia a las enfermedades de
animales útiles para los hombres.
2. Diagnóstico clínico Se pueden diagnosticar enfermedades como la hemofilia, la anemia falciforme, la
diastrofia muscular y otras, que son debidas a mutaciones genéticas. La identificación de genes humanos específicos para identificar y localizar
enfermedades
3. Terapia genética Este tipo de terapia o curación de enfermedades consiste en reemplazar en
las células un gen defectuoso, causante de la enfermedad, por un gen normal.
Como realizar tal cambio en todas las células de una persona es imposible, los ensayos se realizan introduciendo genes sanos en células seleccionadas. Por ejemplo, si la enfermedad es debida al mal funcionamiento de las células madre de la sangre, en la médula ósea, es en esas células donde se lleva a cabo la terapia.
In vivo Ex vivo In situ
4. Producción de fármacos Insulina Vacunas recombinantes Celulosa, etc.
Reproducción asistida(crioconservación)
Causas de esterilidad
Hombre Mujer
Pocos espermatozoides
Problemas o ausencia de ovulación
Espermatozoides defectuosos
Obstrucción trompas de Falopio
Incompatibilidad Anomalías en el útero
Técnicas Inseminación artificial (IA)
Fecundación in vitro (FIV)
Microinyección de espermátidas
Maternidad sustitutoria
Tipos de clonación
ReproductivaSexuadaPor transferencia nuclear
De investigación (no reproductiva)
Para la creación de células madre
Proceso por el que se consiguen copias idénticas de un organismo ya desarrollado
Clonación
Células madre
Son capaces de:
1.Dividirse permanentemente
2. Diferenciarse en células de distintos tejidos corporales
Tipos: Totipotentes (hasta las 16 primeras
células del embrión) Pluripotentes (del 5º al 14º día y pueden
originar todos los tejidos) Multipotentes (pueden originar ciertas
estirpes celulares)
Principios de bioética
• Principio de bondad: Búsqueda de beneficio y bienestar de los hombres y de los animales encaminada a la curación de enfermedades y alivio del dolor.
• Principio de no maleficencia. Nunca se debe infligir daño alguno
• Principio de autonomía: Capacidad para que el ser humano decida voluntariamente sobre su salud y su vida con libertad.
• Principio de justicia: Reparto equitativo de los recursos y de la enseñanza del conocimiento.
Algunas preguntas
1. ¿Crees que es ético patentar secuencias del genoma humano?
2. ¿A quién puede pertenecer la patente de dicho genoma?
3. ¿Qué opinión te merecen los alimentos transgénicos? Argumenta razonadamente tu opinión.
4. ¿Te gustaría que te clonasen? ¿Por qué?
5. ¿Cuál es tu parecer acerca de la reproducción asistida? ¿Qué técnica te parece más adecuada en cada caso? ¿Tienes objeciones a la reproducción asistida? ¿Qué clase de objeciones?