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Biotecnología e Ingeniería Genética
Universidad Nacional de Quilmes
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“BIOTECNOLOGÍA”
Definición: Biotecnología es la utilización de los seres vivos y/o sus derivados para la generación
de productos o servicios.
Para ello se requieren los conocimientos de todas las grandes áreas científicas: Microbiología, Biología General y Molecular, Ing. Química, Química Orgánica, Bioquímica, Fisicoquímica, Matemática, Física, Informática, etc.
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¿Seres vivos?
Bacterias
Levaduras
Animales
Hongos
Vegetales
Organismos unicelulares
Organismos multicelulares
Virus
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Biotecnología clásica
Biotecnología moderna
Utiliza a los seres vivos tales como se los encuentra en la naturaleza... Solo incluye mejoras de organismos por genética clásica.
A partir de las técnicas de Ingeniería
Genética podemos modificar a los
organismos y sus partes para sacarles
mayor provecho.
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Mejoramiento vegetal por cruzamiento y selección“Genética Clásica”
Cdk Cdk sdnr hmsdsdnr hmsd ` k ` k l ` Áyl ` ÁyLycopersiconesculentum
Lycopersiconperuvianum
Snl ` sd bnl dqbh̀ kSnl ` sd bnl dqbh̀ k Dr odbhd r hkudr sqdDr odbhd r hkudr sqd
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Biotecnología clásica
Productos de Fermentación en alimentos:- Etanol: cerveza, vino, sidra, ron, etc.- Ácido Láctico: yogurt, ricota, leche cultivada.- CO2: panificación.- Ácido acético: vinagre.
Otros productos más recientes en la historia:- Aminoácidos- Ácido cítrico- Gas metano
Servicios:- Depuración de residuos cloacales.- Biorremediación- Biolixibiación.- Biofiltros
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Biorreactores“El caldo de cultivo”
IngredientesMicroorganismo
Temperatura Nutrientes
OxígenoAgua
Mezclar y esperar!
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Biotecnología moderna
tRNA
mRNA
rRNA
DNA
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Procariotas vs eucariotas
Genoma de E. Coli 1,2 Mb
Genoma de un mamífero 3 Gb
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Hibridación del DNA
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Temperatura de melting
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sondas
Oligonucleótido de simple cadena, marcado y secuenciado
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Electroforesis: ADN y ARN
Geles de:
- Agarosa
- Poliacrilamida
Permite separar las moléculas de DNA y RNA por tamaño
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Electroforesis: ADN y ARN
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Transferencia Southern
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Transferencia Southern
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Transferencia Northern
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Southern blot y el análisis de
identidad
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Hibridación in situ
Sonda radiactiva anti mRNA del gen ftz
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Método químico: “Maxam y Gilbert”
Secuenciación de DNA
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Secuenciación de DNA
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Método enzimático: “Sanger”
2’-3’ dd NTPs
Secuenciación de DNA
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Secuenciación de DNA
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Secuenciación de DNA
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Secuenciación de DNA
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Ciclos:
-Desnaturalización92-95 ºC
- Hibridación35 – 60 ºC
- Polimerización72 ºC
Ingredientes:Ingredientes:- Buffer específico - DNA molde- Primers- dNTPs- TAQ - Mg++
Objetivo. Obtener múltiples copias de una determinada secuencia de DNA a partir de unas pocas
“PCR” Reacción en cadena de la polimerasa
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PCR en medicina forense
VNTR: variable number of
tandem repeat
...GTGTGT...
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Enzimas en la tecnología del DNA
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“ER” Endonucleasas de Restricción
Ext. Romos
Ext. Cohesivo 3’ protruyente
Ext. Cohesivo 5’ protruyente
En general reconocen secuencias palindrómicas
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“ER” Endonucleasas de Restricción
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RFLP: Polimorfismo de longitud de los fragmentos de restricción.
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Mapa de restricción
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Vectores de Clonado
Componentes mínimos:- Origen de replicación.- Gen marcador de selección.- Sitios de restricción: “polylinker”http://image.llnl.gov/image/html/vectors.shtml#pcDNA3.1
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Plásmidos: 3 y 10 kb; aceptan insertos de hasta 10 kb.
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Agregar mas vectores
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Fagos: 50 kb; aceptan 15 kb
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- Cósmidos: híbrido plásmido-fago L; 35-40 kb- Fásmidos: híbrido plásmido- fago M13.- Cromosomas artificiales “BACs”, “PACs” y “YACs”100 a 500 kb
OTROS TIPOS DE VECTORES:
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VECTORES DE EXPRESIÓN:
Vector de expresión en eucariotas Vector de expresión en procariotas
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Transfección de DNA a una célula huésped
TransformaciónDNA desnudo
Inyección de DNAElectroporaciónCañón génicoCalor – Cl2CaLipofectamina
policationes - PEI
Transducciónfagos lambda
Conjugaciónplásmidos \ célula-célula
bacteria-bacteriaagrobacterium
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Transfección de DNA a una célula huésped
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Transfección de DNA a una célula huésped
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Paso a paso...
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Genotecas
Biblioteca Genómica
Biblioteca de cDNA
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Transcriptasa Reversa “RT”
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screening
PCR
Hibridación
RFLP
Actividad EZ
Anticuerpos
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OGMs o Transgénicos
Modificación del genoma de un organismo
- Recombinación homóloga.- Transposones.- Inserción al azar.
Knock-in y knock- out
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RNA antisentido o RNAi Knock-in y knock- out
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Biotecnología Vegetal
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Tabaco transgénico: GFP
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Biotecnología Animal en Argentina
BIOSIDUS y Pampita
PROYECTO TAMBO FARMACEUTICO
2002 Nacen Pampa, primera ternera clonada de Latinoamérica y Pampa Mansa, portadora del gen de hormona de crecimiento.
2004 Nacen Pampa Mansa II y III primeros clones de transgénicos.
2004 Nace Pampero, primer transgénicovacuno macho, perpetuador del Tambo Farmacéutico.
http://www.sidus.com.ar/web/biosidusweb.nsf/?Open
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http://www.argenbio.org/h/biotecnologia/11.php
Biotecnología vegetal en Argentina
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L ` ÁyL ` Áy AsAs L ` ÁyL ` Áy bnmudmbhnm̀ kbnmudmbhnm̀ k
Biotecnología vegetal en Argentina
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Rni` Snkdq̀ msdRni` Snkdq̀ msd ` ` knr knr Gdqahbhc` rGdqahbhc` r
Rni` Bnmudmbhnm̀ kRni` Bnmudmbhnm̀ k
Biotecnología vegetal en Argentina
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@kf ncÌ mAsAs
Biotecnología vegetal en Argentina
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Proceso de autorización y puesta en el mercado de materiales que hayan pasado por las manos de la ingeniería genética.
1. CONABIA(Comisión Nacional de Biotecnología Agropecuaria)Analiza los potenciales impactos de los organismos genéticamente modificados sobre el medio ambiente.
2. SENASA(Servicio Nacional de sanidad y calidad agroalimentaria)Evalúa la inocuidad alimentaria para consumo humano y animal.
3. Dirección Nacional de Mercados AgroalimentariosEvalúa el potencial impacto sobre los mercados de exportación.
Proceso de Bioseguridad Nacional
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¡The Cow ¡The Cow PoxPox n Knr n Knr E` ms’ r shbnrE` ms’ r shbnr DedbsnrDedbsnr cd k̀ cd k̀ Mt du`Mt du` Hmnbt k̀ bhÌ mHmnbt k̀ bhÌ m I ` l dr I ` l dr F hkkq̀ xF hkkq̀ x '0646'0646,,0704( 0704( Qdoqnct bbhÌ mQdoqnct bbhÌ mensnf q’ ehb`ensnf q’ ehb` cd t m cd t m chat inchat in ` ` shms̀shms̀ ot akhb` cnot akhb` cn dm dm VideVide--The Publications of ye AntiThe Publications of ye Anti--
Vaccine (Las Vaccine (Las publicacionespublicaciones de la de la SociedadSociedad antianti--vacunaciónvacunación, 12 de , 12 de juniojunio de 1802, de 1802, BibliotecaBiblioteca NacionalNacional de de MedicinaMedicina
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Trabajo práctico 1 y 2
Extracción de DNA plasmídico a partir de bacterias.Miniprep - hidrólisis alcalina
Cuantificación y análisis de pureza del DNA
Chequeo del extracto por electroforesis en gel de agarosa
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Trabajo práctico 1 y 2
Extracción de DNA plasmídico a partir de bacteria.Miniprep - hidrólisis alcalina
Soluciones necesarias:Solución 1: Tris 10 mM, EDTA 25 mM, pH 7,5.Solución 2: glucosa 40 mM, EDTA 10 mM (pH 8,0), Tris HCl25 mM (pH 8,0).Solución 3: NaOH 0,2 N, SDS 1% (w/v). Preparar en el momento de usar.Solución 4: Kac 3M + Hac, pH 4,8. Mantener a 4 ºC.
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Trabajo práctico 1 y 2
Cuantificación y análisis de pureza del DNA
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Chequeo del extracto por electroforesis en gel de agarosa
Trabajo práctico 1 y 2
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