genes y manipulación genética

GENES Y MANIPULACIÓN GENES Y MANIPULACIÓN GENÉTICAGENÉTICA

GENES Y MANIPULACIÓN GENES Y MANIPULACIÓN GENÉTICAGENÉTICA

► ESTRUCTURA DEL ADNESTRUCTURA DEL ADN► NIVELES DE EMPAQUETAMIENTONIVELES DE EMPAQUETAMIENTO► FUNCIONESFUNCIONES► REPLICACIÓN DEL ADNREPLICACIÓN DEL ADN► TRANSCRIPCIÓN TRANSCRIPCIÓN ► TRADUCCIÓN DEL ADNTRADUCCIÓN DEL ADN► MUTACIONESMUTACIONES► INGENIERÍA GENÉTICAINGENIERÍA GENÉTICA► ORGANISMOS TRANSGÉNICOSORGANISMOS TRANSGÉNICOS► PROYECTO GENOMA HUMANOPROYECTO GENOMA HUMANO► APLICACIONES Y RIESGOS DE LA INGENIERÍA APLICACIONES Y RIESGOS DE LA INGENIERÍA

GENÉTICAGENÉTICA

Estructura

del ADN

Desoxirribonucleótido

NIVELES DE EMPAQUETAMIENTO

DEL ADN

CROMÁTIDA

CENTRÓMERO

TELÓMERO

FUNCIONES DEL ADNFUNCIONES DEL ADN

►LLEVAR LA INFORMACIÓN PARA LA LLEVAR LA INFORMACIÓN PARA LA FORMACIÓN DE UN SER VIVO DE UNA FORMACIÓN DE UN SER VIVO DE UNA DETERMINADA ESPECIEDETERMINADA ESPECIE

►CONTROLAR LA APARICIÓN DE LOS CONTROLAR LA APARICIÓN DE LOS CARACTERESCARACTERES

►PASAR LA INFORMACIÓN A LA CÉLULA PASAR LA INFORMACIÓN A LA CÉLULA HIJA DURANTE EL PROCESO DE HIJA DURANTE EL PROCESO DE DIVISIÓN CELULARDIVISIÓN CELULAR

EL ADN SE REPLICAEL ADN SE REPLICA

►REPLICACIÓN DEL ADNREPLICACIÓN DEL ADN►TRANSCRIPCIÓN DEL ADNTRANSCRIPCIÓN DEL ADN►TRADUCCIÓN DEL ADNTRADUCCIÓN DEL ADN

¿Qué es la replicación?¿Qué es la replicación?

► Es el proceso por el cual la célula duplica su Es el proceso por el cual la célula duplica su material genético. material genético.

► Tiene lugar cuando la célula se va dividir, por Tiene lugar cuando la célula se va dividir, por ejemplo, para el crecimiento de los tejidos de un ejemplo, para el crecimiento de los tejidos de un individuo, para la reparación de tejidos cuando individuo, para la reparación de tejidos cuando tenemos una lesión o simplemente, para la tenemos una lesión o simplemente, para la reparación celular.reparación celular. Células que recubren el estómago 5 días. Células que recubren el estómago 5 días. Glóbulos rojos 120 días antes de ser enviadas al Glóbulos rojos 120 días antes de ser enviadas al

“cementerio” del bazo.“cementerio” del bazo. La epidermis -capa mas superficial de la piel- se recicla La epidermis -capa mas superficial de la piel- se recicla

cada dos semanas. cada dos semanas. El hígado,tiene un tiempo de renovación total calculado El hígado,tiene un tiempo de renovación total calculado

entre 300 y 500 días. entre 300 y 500 días. Todo el esqueleto humano se reemplaza cada diez años en Todo el esqueleto humano se reemplaza cada diez años en

los adultos.los adultos.

► El proceso de replicación requiere proteínas iniciadoras El proceso de replicación requiere proteínas iniciadoras especiales:especiales: HelicasasHelicasas:: rompen los puentes de H y abren la hélice en el rompen los puentes de H y abren la hélice en el

origen de la replicaciónorigen de la replicación TopoisomerasasTopoisomerasas:: a medida que las hebras se desenrollan, a medida que las hebras se desenrollan,

las porciones contiguas de la doble hélice corren el peligro de las porciones contiguas de la doble hélice corren el peligro de enrollarse más y más, así que estas enzimas rompen y enrollarse más y más, así que estas enzimas rompen y reconectan una o ambas cadenas a medida que se desenrollan reconectan una o ambas cadenas a medida que se desenrollan las hebras, permitiendo que giren y se las hebras, permitiendo que giren y se alivie la tensiónalivie la tensión..

Proteínas de unión a la cadena simple (SSB):Proteínas de unión a la cadena simple (SSB): se unen a se unen a las cadenas de ADN ya separadas para evitar que se retuerzan, las cadenas de ADN ya separadas para evitar que se retuerzan, posibilitando la síntesis real de las nuevas cadenas.posibilitando la síntesis real de las nuevas cadenas.

ADN polimerasas:ADN polimerasas: cataliza la síntesis de las cadenas cataliza la síntesis de las cadenas complementarias de ADN en cada una de las cadenas. Son de complementarias de ADN en cada una de las cadenas. Son de 2 tipos 2 tipos

► ADN polimerasa IIIADN polimerasa III:: sintetiza nucleótidos en dirección 5´-3´, en sintetiza nucleótidos en dirección 5´-3´, en la hebra contínua, mientras que en la retardada, sintetiza la hebra contínua, mientras que en la retardada, sintetiza nucleótidos entre los espacios que quedan de cebador a cebador.nucleótidos entre los espacios que quedan de cebador a cebador.

► ADN polimerasa IADN polimerasa I: : actúa en la hebra retardada sustituyendo a la actúa en la hebra retardada sustituyendo a la ADN polimerasa III cuando ésta se topa con un cebador o primer. ADN polimerasa III cuando ésta se topa con un cebador o primer. Su misión es sustituir los ARNs del cebador por nucleótidos de Su misión es sustituir los ARNs del cebador por nucleótidos de ADN.ADN.

ADN ligasas:ADN ligasas: une los fragmentos que ha sintetizado la ADN une los fragmentos que ha sintetizado la ADN polimerasa I entre sípolimerasa I entre sí

Replicación del ADN

Replicación del ADNReplicación del ADN► Además de la cadena vieja que sirve de molde, Además de la cadena vieja que sirve de molde, hace falta una hace falta una

secuencia de inicio para que se empiece a crear la nueva cadenasecuencia de inicio para que se empiece a crear la nueva cadena. . Este primer fragmento de inicio, se llama Este primer fragmento de inicio, se llama ““cebador o primer”cebador o primer”,, y y está formado por 10 nucleótidos de ARN.está formado por 10 nucleótidos de ARN.

► La síntesis del “cebador” es La síntesis del “cebador” es catalizado por la “RNA primasa”.catalizado por la “RNA primasa”.► Con los cebadores de RNA colocados en el lugar correcto y Con los cebadores de RNA colocados en el lugar correcto y

apareados a la cadena de ADN complementaria, las DNA apareados a la cadena de ADN complementaria, las DNA polimerasas comienzan a sintetizar nuevas cadenas polimerasas comienzan a sintetizar nuevas cadenas complementarias.complementarias.

► Las cadenas que se van creando a partir de las viejas, no lo hacen Las cadenas que se van creando a partir de las viejas, no lo hacen a la misma velocidad sino que a la misma velocidad sino que hay una cadena llamada hay una cadena llamada “conductora” y otra llamada “retardada”.“conductora” y otra llamada “retardada”. Ello es debido a que la Ello es debido a que la ADN polimerasa III sólo inserta nuevos nucleótidos en dirección 5´ ADN polimerasa III sólo inserta nuevos nucleótidos en dirección 5´ a 3´, por lo que, una hebra se sintetiza de forma continua, en la a 3´, por lo que, una hebra se sintetiza de forma continua, en la misma dirección en la que se va abriendo la horquilla de misma dirección en la que se va abriendo la horquilla de replicación, mientras que la otra, se sintetiza de forma discontinua replicación, mientras que la otra, se sintetiza de forma discontinua en dirección opuesta, y de ahí el retraso.en dirección opuesta, y de ahí el retraso.

► En la hebra retardada se forman los llamados “fragmentos de En la hebra retardada se forman los llamados “fragmentos de Okazaki”.Okazaki”. Cuando uno de estos fragmentos ha crecido lo Cuando uno de estos fragmentos ha crecido lo suficiente como para encontrar un cebador de RNA por delante de suficiente como para encontrar un cebador de RNA por delante de él, la DNA polimerasa I reemplaza a la DNA pol III y sustituye a los él, la DNA polimerasa I reemplaza a la DNA pol III y sustituye a los nucleótidos de RNA del cebador con nucleótidos de DNA.nucleótidos de RNA del cebador con nucleótidos de DNA.

► Finalmente, la ADN ligasa conecta cada fragmento de Okazaki Finalmente, la ADN ligasa conecta cada fragmento de Okazaki con el fragmento contiguo recién sintetizado en la cadena.con el fragmento contiguo recién sintetizado en la cadena.

TRANSCRIPCIÓNTRANSCRIPCIÓN► Proceso por el cual se Proceso por el cual se copia un fragmento de ADN y se pasa copia un fragmento de ADN y se pasa

a ARNma ARNm para luego ser leído en el citoplasma y para luego ser leído en el citoplasma y transformarse en una proteína.transformarse en una proteína.

► Las moléculas de ARNm son largas copias (o transcriptos) Las moléculas de ARNm son largas copias (o transcriptos) de secuencias(500 a 10.000) de nucleótidos de una cadena de secuencias(500 a 10.000) de nucleótidos de una cadena simple de ADN.simple de ADN.

► El proceso de transcripción es El proceso de transcripción es catalizado por la ARN catalizado por la ARN polimerasapolimerasa, que opera de la misma manera que la ADN , que opera de la misma manera que la ADN polimerasa, es decir, en dirección 5´-3´. Así, la cadena de polimerasa, es decir, en dirección 5´-3´. Así, la cadena de ARNm es antiparalela a la de ADN de la que transcripta.ARNm es antiparalela a la de ADN de la que transcripta.

► En los eucariotas, para poder iniciar la transcripción, la ARN En los eucariotas, para poder iniciar la transcripción, la ARN polimerasa requiere que un grupo de proteínas llamadas polimerasa requiere que un grupo de proteínas llamadas “factores generales de transcripción” “factores generales de transcripción” se ensamblen en la se ensamblen en la región promotora del gen que se va transcribir.región promotora del gen que se va transcribir. Esto Esto permite la unión de la ARN polimerasa y la posterior permite la unión de la ARN polimerasa y la posterior transcripción. Después de esta unión, el ADN se abre y transcripción. Después de esta unión, el ADN se abre y comienza la transcripción.comienza la transcripción.

► El proceso continua hasta que la ARN polimerasa se El proceso continua hasta que la ARN polimerasa se encuentra “la señal de terminación”,encuentra “la señal de terminación”, en ese momento la en ese momento la ARN polimerasa libera a la cadena de ADN molde y al ARN polimerasa libera a la cadena de ADN molde y al ARNm recién formado.ARNm recién formado.

PROCESAMIENTO DEL ARNmPROCESAMIENTO DEL ARNm►La unión de la ARN polimerasa al La unión de la ARN polimerasa al

promotor (ADN), tiene lugar en una promotor (ADN), tiene lugar en una región del ADN región del ADN rica en A y Trica en A y T conocida conocida como como TATA box (caja TATA).TATA box (caja TATA).

►Cada gen transcribe un ARNm con un Cada gen transcribe un ARNm con un solo mensaje (monocistrónico), solo mensaje (monocistrónico),

PROCESAMIENTO DEL ARNmPROCESAMIENTO DEL ARNm► El pre-ARNm, sufre un proceso de El pre-ARNm, sufre un proceso de

maduración que tras cortes y maduración que tras cortes y empalmes sucesivos elimina ciertos empalmes sucesivos elimina ciertos segmentos del ADN llamados segmentos del ADN llamados “intrones” para producir el ARNm “intrones” para producir el ARNm final. final.

Síntesis de proteínas

Transcripción

TRADUCCIÓNTRADUCCIÓN

►Una vez que se ha copiado un Una vez que se ha copiado un fragmento de ADN (transcripción), fragmento de ADN (transcripción), este ARNm sale del núcleo y se dirige este ARNm sale del núcleo y se dirige al citoplasma donde se acopla a uno o al citoplasma donde se acopla a uno o varios ribosomas y comienza una varios ribosomas y comienza una nueva fase llamada Traducción, donde nueva fase llamada Traducción, donde se generan proteínas.se generan proteínas.

Traducción

A. Messenger RNA A. Messenger RNA (mRNA)(mRNA)

methionine glycine serine isoleucine glycine alanine stopcodon

proteinprotein

A U G G G C U C C A U C G G C G C A U A AmRNAmRNA

startcodon

Primary structure of a proteinPrimary structure of a protein

aa1 aa2 aa3 aa4 aa5 aa6

peptide bonds

codon 2 codon 3 codon 4 codon 5 codon 6 codon 7codon 1

Traducción

Código genético

LA MUTACIÓNLA MUTACIÓN

MUTACIONESMUTACIONES

Mutación es cualquier cambio o alteración estable de la estructura del material Mutación es cualquier cambio o alteración estable de la estructura del material hereditariohereditario

Fuente de variabilidad en una especie.Fuente de variabilidad en una especie.

Tipos:Tipos:- GENÓMICAS O NUMÉRICASGENÓMICAS O NUMÉRICAS: afectan al nº de cromosomas o a todo el genoma, : afectan al nº de cromosomas o a todo el genoma,

pueden ser:pueden ser:- POLIPLOIDÍA: Es la mutación que consiste en el aumento del número normal de POLIPLOIDÍA: Es la mutación que consiste en el aumento del número normal de

“juegos de cromosomas” . “juegos de cromosomas” .

- HAPLOIDÍA: Son las mutaciones que provocan una disminución en el número de HAPLOIDÍA: Son las mutaciones que provocan una disminución en el número de juegos de cromosomas.juegos de cromosomas.

- ANEUPLOIDÍA: Son las mutaciones que afectan sólo a un número de ejemplares de ANEUPLOIDÍA: Son las mutaciones que afectan sólo a un número de ejemplares de un cromosoma o más, pero sin llegar a afectar al juego completo. Las aneuploidías un cromosoma o más, pero sin llegar a afectar al juego completo. Las aneuploidías pueden ser monosomías, trisomías, tetrasomías, etc.pueden ser monosomías, trisomías, tetrasomías, etc.

- CROMOSÓMICASCROMOSÓMICAS: Afectan a uno o varios cromosomas, pero normalmente no : Afectan a uno o varios cromosomas, pero normalmente no disminuye el número de éstos.disminuye el número de éstos.

- GÉNICASGÉNICAS: afectan a un solo gen.: afectan a un solo gen.- Las cromosomopatías se observan en un 0.5 a un 1% de los recién nacidos vivos; se Las cromosomopatías se observan en un 0.5 a un 1% de los recién nacidos vivos; se

encuentran en un 6% de los fallecimientos de los bebés de menos de 18 meses, y en un encuentran en un 6% de los fallecimientos de los bebés de menos de 18 meses, y en un 39% de los abortos espontáneos.39% de los abortos espontáneos.

La mutación y la variación genéticaLa mutación y la variación genética

MUTACIÓN

GENÓMICAS

CROMOSOMICA

GÉNICAS

POLIPLOIDÍA HAPLOIDÍA

INVERSIONES DELECIÓN O DUPLICACIÓN TRANSLOCACIÓN

POR SUSTITUCIÓN DE BASES INSERCIÓN O DELECIÓN DE BASES

ANEUPLOIDÍA

TriploidíaTriploidía

Cariotipo 69,XXXCariotipo 69,XXX

MutacionesMutaciones

GenómicasGenómicasPoliploidíaPoliploidía

TRIPLOIDÍATRIPLOIDÍA►Los fetos triploides pueden ser Los fetos triploides pueden ser

69,XXX; 69, XXY; 69, XYY; 69, YYY, 69,XXX; 69, XXY; 69, XYY; 69, YYY, estos últimos al carecer de un estos últimos al carecer de un cromosoma X nunca son viables.cromosoma X nunca son viables.

►Características clínicas:Características clínicas: Cabeza grande en relación al tronco. Cabeza grande en relación al tronco. Sindactilia del tercer y cuarto dedo de la Sindactilia del tercer y cuarto dedo de la

mano y/o el segundo y tercer dedos de los mano y/o el segundo y tercer dedos de los pies.pies.

Frecuentes malformaciones en la boca, Frecuentes malformaciones en la boca, ojos y genitales.ojos y genitales.

TriploidíaTriploidía

Trisomía completa 69XXYTrisomía completa 69XXY


GenómicasGenómicasPoliploidíaPoliploidía

Síndrome de TurnerSíndrome de Turner

Cariotipo de (45, X)/ INCEDENCIA 1/700 NACIMIENTOSCariotipo de (45, X)/ INCEDENCIA 1/700 NACIMIENTOS


GenómicasGenómicasPoliploidíaPoliploidíaAneuploidíaAneuploidía

CLÍNICA:

Baja estatura

Cuello unido por membranas (pterigium colli)

Párpados caídos (ptosis)

Baja implantación del cabello y de las orejas

Cubito valgo (deformidad del codo)

Desarrollo retrasado o incompleto de la pubertad

Mamas pequeñas y vello púbico disperso

Infertilidad

Ojos resecos

Ausencia de la menstruación

Carencia de la humedad normal en la vagina; relaciones sexuales dolorosas.

SÍNDROME DE PATAUSÍNDROME DE PATAUtrisomía del Cr 13trisomía del Cr 13

CLÍNICA (SÍNDROME DE PATAU) CLÍNICA (SÍNDROME DE PATAU) trisomía del Cr 13trisomía del Cr 13

► INCIDENCIA 1/8000 a 12000 NACIMIENTOSINCIDENCIA 1/8000 a 12000 NACIMIENTOS► Retardo mental severoRetardo mental severo► Malformaciones congénitas en muchos sistemas de órganosMalformaciones congénitas en muchos sistemas de órganos► Defectos en corazónDefectos en corazón► Anomalías en riñón y tracto digestivoAnomalías en riñón y tracto digestivo► Defectos oculares Defectos oculares ► PolidactiliaPolidactilia► La mayoría, escasamente sobreviven al nacimiento, la muerte

intrauterina es elevada, ► El 90% de los pacientes mueren en los primeros meses► El 5% sobreviven por espacio de 3 años. ► Existe un incremento de incidencia en hombres sobre las

mujeres.

Síndrome de PatauSíndrome de Patau

Trisomía del cromosoma 13. INCIDENCIA 1/8000 a 12000 NACIMIENTOSTrisomía del cromosoma 13. INCIDENCIA 1/8000 a 12000 NACIMIENTOS



Síndrome de EdwardsSíndrome de Edwards

Trisomía (47, +18), INCEDENCIA: 1 /6000 a 8000 nacimientosTrisomía (47, +18), INCEDENCIA: 1 /6000 a 8000 nacimientos



Se la ha considerado como una enfermedad de tipo “letal”. Las expectativas de vida de un recién nacido con trisomia completa del par 18 no supera el año.

SÍNDROME DE EDWARSSÍNDROME DE EDWARS

► Crecimiento lento► Sindactilia► Malformaciones del

pabellón de la oreja► Dislocación congénita

de las caderas► Retraso mental severo► Puños cerrados con el

segundo y quinto dedo superpuestos al tercero y cuarto.

Síndrome de DownSíndrome de Down

Cariotipo de trisomía 21, INCIDENCIA: 1/700Cariotipo de trisomía 21, INCIDENCIA: 1/700




Norma lateral de recién nacido normal, joven normal y joven (47, +21)Norma lateral de recién nacido normal, joven normal y joven (47, +21)






► Capacidad mental limitada con un rango de coeficiente intelectual entre 25-70

► Hipotonía muscular ► Retraso del crecimiento

corporal y del comportamiento

► Protusión de la lengua por hipoplasia maxilar y del paladar, que da lugar a que la boca permanezca parcialmente abierta

► Defectos oculares► Manos anchas y cortas, con

un patrón característico de huellas dactilares y palmares

► Desórdenes psicóticos en edad avanzada

SINDROME DE KLINEFELTERSINDROME DE KLINEFELTER47,XXY47,XXY

Síndrome de KlinefelterSíndrome de Klinefelter

Principales carácterísticas de (47, XXY)Principales carácterísticas de (47, XXY)



Sin entradas

Poco vello

Desarrollo de pechos

Patrón de vellopúbicofemenino

Pequeñotamañotesticular

Inberbe

Hombros estrechos

Caderas anchas

Largos brazos y piernas

SÍNDROME DE KLINEFELTER, SÍNDROME DE KLINEFELTER, XXYXXY

MUTACIÓN CROMOSÓMICA

Leucemia mieloide agudaLeucemia mieloide aguda

Cariotipo y células leucémicasCariotipo y células leucémicas



CromosómicasCromosómicasTranslocaciónTranslocación

recíprocarecíproca




recíprocarecíprocaDeleciónDeleción

Cri du chatCri du chat







► Retraso mental y del Retraso mental y del crecimientocrecimiento

► Microcefalia Microcefalia ► Hipertelorismo (aumento de Hipertelorismo (aumento de

la separación de los ojos)la separación de los ojos)► Pliegues palpebrales Pliegues palpebrales

antimongoloides (el canto antimongoloides (el canto externo del ojo más bajo externo del ojo más bajo que el canto interno)que el canto interno)

► Pliegue de la mano simiescoPliegue de la mano simiesco► Afecta a las niñas Afecta a las niñas

principalmenteprincipalmente► 1/20000-50000 nacimientos1/20000-50000 nacimientos

CRI DU CHATCRI DU CHAT

RetinoblastomaRetinoblastomaMutación del gen RbMutación del gen Rb





Leucocoria en un niño con retinoblastomaLeucocoria en un niño con retinoblastoma

RetinoblastomaRetinoblastoma

Retinoblastoma calcificado por quimioterapiaRetinoblastoma calcificado por quimioterapia





RetinoblastomaRetinoblastoma

TumorTumor





La anemia falciformeLa anemia falciforme




recíprocarecíprocarobertsonianarobertsoniana

EntrecruzamientoEntrecruzamientodesigualdesigual

DeleciónDeleciónDuplicaciónDuplicaciónInversiónInversión

GénicasGénicas SustituciónSustitución

En el campo de la En el campo de la Ingeniería genéticaIngeniería genética consiste en aislar y multiplicar un gen, consiste en aislar y multiplicar un gen, o en general, un trozo de o en general, un trozo de ADNADN

En En Animales superiores Animales superiores consiste en consiste en obtener un individuo a partir de una obtener un individuo a partir de una célula o de un nucleo de otro individuo célula o de un nucleo de otro individuo

Obtención de organismos genéticamente idénticosObtención de organismos genéticamente idénticos

Conjunto de técnicas nacidas de la Conjunto de técnicas nacidas de la Biología molecular Biología molecular que permiten manipular el que permiten manipular el genomagenoma de un ser vivo de un ser vivo

Homo sapiens

Escherichia coliMediante la ingeniería genética se pueden Mediante la ingeniería genética se pueden introducir genes introducir genes en el genomaen el genoma de un individuo que carece de ellos de un individuo que carece de ellos

cromosomagen

Aislamiento y manipulación de fragmentos de ADN de un organismo para introducirlo en otro (ADN recombinante)

Nathans D., Arber W., y Smith H. (premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1978 por el descubrimiento de las enzimas de restricción y su aplicación en Genética Molecular)

Molécula A Molécula B

Digestión de ambas moléculas con la misma enzima de restricción, BamHI

Mezclar

Tratar con ADN-ligasa

ADN recombinante

Extremos cohesivos

Es un proceso cíclico Es un proceso cíclico (cada ciclo consta de 3 pasos)(cada ciclo consta de 3 pasos)

94ºC Desnaturalización (separación 94ºC Desnaturalización (separación de las dos hebras de de las dos hebras de ADNADN))

50ºC Acoplamiento de "cebadores"50ºC Acoplamiento de "cebadores"

72ºC Copia de cada una de las 72ºC Copia de cada una de las hebras de hebras de ADNADN por la por la ADNADN polimerasapolimerasa

En 1983 Kary Mullis da a conocer esta técnica y en 1993 recibió el Premio Nobel de Química por este descubrimiento

35 ciclos 236= 68 billones de copias

Plásmidos

1

Plásmidos

2

Extremos cohesivos

Plásmido

3

Molécula de ADN recombinante

gen de resistencia a la ampicilina

Plásmido

ACTTTGTCCACGGCCTAAGCGTTTTTTGCCCAGTGACTTTGTCCAAC GTCCAACAGTTACCAAGTGACTTTGTCCAC TTTTGCCCAGTGACTTTGTCCA ACGGCCTAAGCGTTTTTTTT

ALINEAMIENTO DE TODAS LAS SECUENCIAS Y RECONSTRUCCIÓN DEL CROMOSOMA

Secuenciación de genomas

•Detección de mutacionesMétodo de diagnóstico rutinario (relación entre enfermedad y mutación puntual)

•Secuenciación de ADNs fósiles Posibilidad de aislar secuencias de ADN a partir de unas pocas copias (la mayoría están dañadas o degradadas)

•Diagnóstico de enfermedades genéticasDiagnóstico prenatal / Diagnóstico preimplantación de enfermedades hereditarias o determinación del sexo del feto previamente a su implantación en procesos defecundación in vitro

•Identificación de especies y control de cruces entre animales Para descubrir fraudes comerciales, tales como vender carne de una especie más barata a los precios de otra más cara, o el comercio ilegal de especies en peligro

•Secuenciación de genomas Conocimiento básico y aplicado de diferentes organismos (incluido el genoma humano)

Beneficios médicos tras el conocimiento de la estructura de cada gen humano

1. Diagnóstico en individuos con riesgo de ser portadores del gen de alguna enfermedad

2. Marco de trabajo para el desarrollo de nuevas terapias, además de nuevas estrategias para la terapia génica

16 de Febrero de 200116 de Febrero de 2001Celera GenomicsCelera Genomics

15 de Febrero de 200115 de Febrero de 2001Consorcio público internacionalConsorcio público internacional

Proyecto genoma humanoProyecto genoma humanoLa secuencia del genoma es un atajo valioso: ayuda a los científicos a encontrar los genes más fácil y rápidamentey sienta las bases para averiguar la función de los genes identificados

Obtención de proteínas de interés médico, comercial, etc...(insulina, hormona del crecimiento, factores de coagulación antes se obtenían a partir de los tejidos que las producen o fluidos corporales)

Obtención de vacunas recombinantes(alternativa al uso de organismos patógenos inactivos)

La levadura fabrica las proteínas víricas

con poder inmunológico

Inyección de proteínas víricas en un chimpancé

plásmido bacteriano

Integración del plásmido híbrido

en el núcleo de una célula de levaduraADN

Extracción del ADN del virus

Conocimiento previo de la secuencia de

ADN enfermo

Mediante ingeniería genética se construye

una sonda de ADN, marcada (marcaje

fluorescente), con la secuencia

complementaria del ADN enfermo

ADN enfermo

ADN sano

ADN complementario del

ADN enfermo

Diagnóstico de enfermedades de origen genético

ADN de la persona que se

quiere diagnosticar

¿Hibridación?¿No

hibridación?

Renaturalización del ADN con la sonda fluorescente

Desnaturalizació

n del ADN

Si aparecen bandas fluorescentes

demuestra que la persona presenta

la anomalíaBiochipMicroarrayDNAchip

DIAGNÓSTICO

•Resistencia a herbicidas, insectos y enfermedades microbianas El maíz transgénico de Novartis es resistente al herbicida Basta y también es resistente al gusano barrenador europeo (contiene el Gen de resistencia a la toxina Bt de Bacillus thuringiensis) produce su propio insecticida

Problemas:La toxina Bt en las plantas transgénicas tiene propiedades sustancialmente diferentes a la toxina Bt en su forma natural.

La toxina puede ser transmitida a través de la cadena alimenticia, un efecto que nunca ha sido observado en la toxina Bt en su forma natural.Larvas de especies de insectos predadores benéficos (larvas verdes de crisopa) murieron cuando fueron alimentadas con el gusano barrenador europeo

Gold rice de Monsanto con color amarillo por los altos niveles de vitamina A

Mejora de la calidad de los productos agrícolas Producción de aceites modificados

•Síntesis de productos de interés comercialAnticuerpos animales, interferón, e incluso elementos de un poliéster destinado a la fabricación de plásticos biodegradables

Clonación de animales (TRANSFERENCIA NUCLEAR DE CÉLULAS EMBRIONARIAS)

Clonación de animales (TRANSFERENCIA DEL NÚCLEO DE UNA CELULA SOMATICA: CÉLULA DIFERENCIADA)

Terneros clonados y manipulados genéticamente (fábrica de anticuerpos humanos)

genes para anticuerpos células dérmicas clonaciónhumanos recombinantes

Objetivo: Tratamiento de enfermedades inmunológicas

Futuro: Tratamiento de una amplia gama de enfermedades ocasionadas por bacterias y virus, como hepatitis, ántrax (utilizada como arma biológica)

Clonan terneros en EE UU para producir anticuerpos humanos

efe- Washington - agosto 2002

Clonan cerdos destinados a trasplantar sus órganos a humanos

La empresa escocesa PPL Therapeutics logra retirar de los cerditos el gen que provoca el rechazo en transplantes a humanos "alfa 1,3 galactosil transferasa"

Enero 2002. AP Photo/Roanoke Times, Gene Dalton (IDEAL-EFE)

Paso importante en favor del xenotrasplante (transferencia de células u órganos de una especie a otra)

Ayudará a superar la escasez de órganos humanos para hacer trasplantes de todo tipo

Un laboratorio de Texas clona al primer animal doméstico

"Copycat" es el primer gatito nacido mediante clonación"

febrero 2002 Universidad College Station (Texas)

El experimento abre las puertas de la clonación masiva de animales domésticos, un fin sin explorar cuya sola posibilidad había desencadenado ya el almacenamiento de células de mascotas por parte de sus ricos propietarios

El sexto día

El ataque de los clones

Para obtener a Dolly: 277 fusiones de ovocitos con células mamarias, solo 29 embriones fueron aptos. De estos solo uno resultó un éxito

La clonación humana ya se esté intentando de forma clandestina por varios laboratorios en el mundo

La clonación reproductiva no arroja los resultados suficientes, no existen garantías como para decir 'Vamos a clonar un ser humano'

Por cada intento de clonación hay detrás miles de fallos, abortos y malformaciones genéticas

Declaración Universal de Derecho Humanos y Genoma Humano de la UNESCO (1997), adoptada en 1998 por la Asamblea General de ONU (busca un balance entre una continuación en las investigaciones y la salvaguarda de los derechos humanos)

Frente a los múltiples beneficios de la ingeniería genética pueden surgir algunos problemas

Problemas sanitarios nuevos microorganismos patógenos, efectos secundarios de nuevos fármacos de diseño, etc...

Problemas ecológicos desaparición de especies con consecuencias desconocidas, nuevas contaminaciones debidas a un metabolismo incontrolado, etc...

Problemas sociales y políticos en el campo de la producción industrial, agrícola y ganadera, pueden crear diferencias aún más grandes entre países ricos y pobres. El sondeo génico en personas puede llevar a consecuencias nefastas en la contratación laboral, por ejemplo, y atenta contra la intimidad a que tiene derecho toda persona (empleo, agencias de seguros, discriminación..).

Problemas éticos y morales Poder conocer y modificar el patrimonio genético humano puede ser una puerta abierta al eugenismo "Eugenesia: la ciencia del incremento de la felicidad humana a través del perfeccionamiento de las características hereditarias".

genes y manipulación genética

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