Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Biotecnología

5 of 6 of my molecular genetics unit. Image Credits: Biology (Campbell) 9th edition, copyright Pearson 2011, & The Internet. Provided under the terms of a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Unported License. By David Knuffke.

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Biotecnología

Una forma de producir muchas copias de una molécula de ADN sin el uso de células.
Premio Nobel: 1993
Copiar una secuencia genética. Un simple gen puede ser clonado. Pero no es lo que la gente piensa de "clonar".

Siempre piensan en la creación de nuevos organismos sin los eventos de la reproducción sexual.

Normal en muchos dominios de la vida.

Es controversial cuando es usada para organismos que no se reproducen naturalmente en forma asexual.

Se ha logrado en todos los dominios de la vida.
BIOTECNOLOGÍA
Aplicaciones
Tecnicas y Herramientas
Enzimas de Restricción
Electroforesis
PCR
Ingeniería Genética
Pruebas Genéticas
Vectores
Microarreglos
Marcaje
Clonación
Librerías Genómicas
La clonación produce células específicas para ser usadas con fines médicos.

Requiere la recolección de "
células madres pluripotenciales
" desde un embrion temprano
o de un adulto.
¿Qué son:
¿Qué son?
Qué es:
¿Qué son?:
Qué es:
¿Qué son?:
¿Qué es?:
Qué es:
¿Cómo trabajan?
Cómo funciona:
Cómo trabaja:
Cómo funciona:
¿Cómo funcionan?:
¿Cómo trabaja?:
¿Cómo trabaja?:
Oficialmente: "
Endonucleasas de restricción
"
Cortan DNA sólo en secuencias específicas (o sea "restringen")
Lugares de corte: "
Sitios de Restricción
" Usualmente 4-8 pb
Esencialmente enzimas tijera del DNA.
Se han aislado cientos de ellas.

Probablemente aparecen como parte del sistema inmune de bacterias contra fagos
EcoRI: Corta en secuencias GAATTC

Las enzimas de restricción son llamadas por la bacteria desde la que fueron aisladas.
Hay muchos tipos diferentes de enzimas de restricción.

En general:
Reconocen "
secuencias palíndromes del ADN
"
Cortan en medio de la secuencia ("
corte directo
"), o produce un solapamiento 5' de unas pocas bases ("
cortes

adhesivos
").
Cada enzima reconoce un lugar de restricción específico.
DNA de diferentes orígenes pueden ser recombinados al tratarse con la misma enzima de restricción que corta y pega.

Ligasas puedes ser usadas para sellar el corte entre las cadenas.
Moléculas de ADN que pueden ser modificadas para almacenar o replicar otras secuencias de ADN.

Ejemplos: Plásmidos bacterianos, fagos, virus, cromosomas artificiales.
Fijémonos en el
plásmido
¿Cómo trabajan?
Para ser útil, el plásmido debe tener como mínimo:
Un
orígen de replicación
Una región que contenga muchos sitios de restricción ("
multiples sitios de clonación
")
Un gene/genes que permiten proyectar que células pueden exitosamente recibir el plasmido (usualmente
resistencia a la ampicilina
)
En los plásmidos hay un tamaño límite.

Para añadir más genes en una célula,
pueden usarse
cromosomas artificiales
.

En 2010, el Instituto J. Craig Venter crearon la primera célula con un cromosoma completamente sintético .
Una forma de separar fragmentos de ADN basado en su tamaño.
El ADN es puesto en una matriz de gel de
agarosa
u otro compuesto.

El gel es expuesto a un campo eléctrico.

El ADN migra al electrodo positivo.

Diferentes tamaños de fragmentos se moverán a través del gel a diferentes velocidades (pequeños = rápidos)

"
ADN Fingerprint
": Una banda de patrón único de una enzima de restricción sobre un ADN particular.
Una manera de identificar secuencias
de interés.
Fragmentos de ADN son aislados y denaturalizados (separación de cadenas).
Los fragmentos son expuestos a
oligonucleotidos
de prueba, marcados con radioactividad (viejos) o flourescencia (nuevos).

Los oligonucleotidos se anillan a la secuencia complementaria entre fragmentos.
La "Reacción en cadena de la polimerasa"
Una secuencia de ADN "objetivo" es analizada.

Los
primers
identifican una secuencia específica.

El ADN, primers, nucleótidos, coenzimas y una
Taq polimerasa
especial son puestos en el termociclador.

El
termociclador
es programado y puesto en funciomamiento.

Una secuencia puede ser copiada millones de veces.
1.
Desnaturalización
:
94-98 grados Celsius
Las cadenas de ADN se separan
2.
Anillamiento
:
50-65 grados Celsius
los primers se anillan a cada cadena
3.
Extensión
:
75-80 grados Celsius
Taq polimerasa se enlaza a los primers y replica la secuencia blanco.
Taq Polimerasa
Para que una PCR funcione, se necesita una ADN polimerasa que no se destruya con el calor.

Taq polimerasa: aislada desde Thermus aquaticus, una bacteria encontrada en las aguas calientes que surgen de la tierra descubierta inicialmente en Yellowstone.
30
colecciones de secuencias de ADN, almacenadas en vectores.
Largas secuencias son cortadas en pequeñas piezas.

Las piezas son colocadas en vectores.

Los vectores son introducidos en células.
Una forma de determinar la secuencia de bases en un trozo de ADN
Premio Nobel: 1980
Kary Mullis
Secuenciación de ADN
Fred Sanger
(Su segundo Premio Nobel)
ADN es replicado en presencia de
dideoxinucleotidos
(
ddNT's
).

Cuando un ddNT es incorporado en una cadena de ADN, este termina la replicación.

El resultado del proceso es leído, tanto manual (vieja escuela) o automáticamente (forma moderna).
Una forma de visualizar la expresión de genes cuando hay multigenes.
Los microarreglos contienen una secuencia complementaria de diferentes mRNAs en miles de puntos microscópicos.
RNAm se aislan a partir de una célula y se exponen a los micromarreglos.
Cada punto tiene una secuencia de un RNAm complementario flourescente.
Se analiza el patrón de fluorescencia.
"
Análisis de la expresión
"
¿Qué es?
Combinando la información genética de dos especies se crea un organismo "
transgénico
" que expresará nuevos caracteres.

Implica enzimas de restricción y vectores.

Se ha realizado en todos los ambitos de la vida.

Utilizado en medicina, ciencia, agricultura, investigación.
Detalles:
ADNc:
Proyecciones de
la recombinación
La frecuencia de eventos de ingeniería exitosos es baja.

¿Cómo se puede saber si un organismo es producto de un arreglo genético?

Genes indicadores
: Son genes en los vectores que permiten la detección de arreglos genéticos exitosos.

Ejamplos: Resistencia a la Ampicilina , GFP, luciferasa.
"
ADN Complementario
"

Moléculas de ADN se copian desde ARN (usando transcriptasa inversa).

Aumentan la estabilidad, remueve los intrones por expresión procariótica de genes eucarióticos.
Ingeniería Eucariotica
Es mas difícil que la procariótica debido a la membrana nuclear.

Requiere diferentes estrategias.
Terapia Génica
Ingeniería en células de organismos multicelulares.

Resultados difíciles y variados hasta hoy.
Ingeniería
compleja
Estamos iniciando la ingeniería multi-genes con caracteres que comenzarán a ser más comunes.
Etica
Qué es:
Usando herramientas biotecnológicas para buscar la presencia/ausencia de secuencias genéticas particulares.

Se usan Enzimas de restricción para digerir DNA. PCR para amplificación, Electroforesis para análisis.
Salud:
Identidad
Investigación
Se buscan marcadores genéticos asociados a varios caracteres.
Análisis típico de "
Restriction Fragment Length Polymorphisms
" ("
RFLP's
") , por medio de aproximaciones modernas que comparan patrones de expresión.
En este ejemplo, el RFLP es debido a
"
single nucleotide polymorphism
" (
SNP
) identifica la pérdida de una parte del sitio de restricción, lo que puede verse en un gel.
Busca áreas del genoma que tienen muchas secuencias repetidas ("
Short Tandem Repeats
":
STR's
).

Por comparación entre esas áreas, la identidad puede ser confirmada
o descartada.
Pronto, todo el genoma será secuenciado más económicamente con la intención de mejorar la salud.
La única limitante para la investigación genética es la creatividad experimental.
Qué es:
Clonación Reproductiva
La clonación produce un nuevo organismo.
Transferencia nuclear de células Somáticas
Clonación Terapéutica
Consentimiento
Propiedad
Concepción de "Vida"
¿Qué tanto tenemos derecho a saber?
¿Qué tanto la gente tiene derecho a saber quiénes somos?
¿Puede un gen ser una propiedad?
¿Dónde comienza la "vida"
¿Puede un organismo ser una propiedad?
¿Debe haber límites sobre lo que se nos permite hacer a los demás seres vivos?
Termociclador
Esencialmente, una máquina que puede moverse rápidamente entre diferentes temperaturas.
Expresión de GFP en esta bacteria indica un proceso exitoso.
La resistencia a la Ampicilina indentifica a todas las bacterias que tomaron ese plásmido.
El desarrollo de GFP como un gen reportero dió lugar a una variedas de aplicaciones más allá de la ingeniería genética.

En la fotografía varias proteínas fluorescentes muestran la expresión de genes durante el desarrollo de una Drosophila.

Premio Nobel en 2008.
Agrobacterium es una bacteria que naturalmente inserta un plásmido (el "
Ti plasmido
") en las células de la planta durante su ciclo de vida.

El plasmido de Agrobacterium induce la formación de un tumor en la planta, donde la bacteria está viva.

Por ingeniería con el Ti plasmido, los científicos han podido introducir varios genes en la planta.
Esta es una "
pistola genética
", la cual puede ser usada para disparar micro-pelets cubriendo el ADN dentro del núcleo de las células eucarióticas.
Esta cabra produce en su leche una proteína para coagulación de sangre humana, un ejemplo de lo que llamamos un "
animal farmacia
".
Arroz dorado
es una variedad modificada del arroz que expresa un beta caroteno (un precursor de la vitamina A) en cada grano.

1-2 millones de personas mueren por deficiencia cada año.
El gen "
cassette
" que fué construído para crear el arroz dorado.
xkcd.com
CC, el primer gato clonado
La conferencia de Asilomar (1975), donde se estableció primero los reglamentos de los organismos de ingeniería genética
AM Chakrabarty, demandado por patentar una bacteria modificada. Caso que marcó precedente.
La proteína BRCA-1
Semillas Monsanto
Ingeniería genética en salmones (background)
Ratón de envejecimiento acelerado
Un mono Rhesus clonado
Células removidas de un embrión temprano
"23 & Me": Test genético consumible
¿Cómo se toma una muestra de ADN?
Alimentos genéticamente modificados (MG).
Preguntas importantes:
Asegúrese que puede:
¿Cuál es la relación entre ciencia y tecnología?

¿Cómo el desarrollo de la genética ha permitido el desarrollo de nuevas tecnologías?

¿Qué implicancias tiene para la sociedad las tecnologías desarrolladas por la genética?

¿Cuáles son las responsabilidades étnicas y morales que los científicos deben tener?
Técnicas y herramientas
:
Explicar todas las herramientas y tecnicas discutidas. Inicio, proceso, término y usos
Los patrones de las bandas se visualizan por tinción del ADN (en este caso Bromuro de etidio)
Pasos de la PCR:
Vieja escuela:
Aplicaciones:
Explicar todas las aplicaciones discutidas. nicio, proceso, término y múltiples ejemplo reales o hipotéticamente realistas
Etica:
Proveer justificaciones éticas válidas para todas las aplicaciones y herramientas biotecnológicas discutidas en esta presentación usando evidencia.
Microarreglos de DNA
Full transcript