proteinas recombinantes, insulina recombinante

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Diapositiva 1

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSUniversidad del Per, Decana de AmricaFACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUMICAEAP DE FARMACIA Y BIOQUMICAPROTENAS RECOMBINANTES: INSULINA RECOMBINANTEChuco Sutta Luis AlbertoDomnguez Parco SandyEspilco Villarruel GuadalupeEvangelista Tenorio EduardoHualan Sandoval Luis Flix

28 de Noviembre 2013

DEFINICIN DE ADN RECOMBINANTEINGENIERA GENTICATcnicas que modifican las caractersticas hereditarias de un organismo en un sentido predeterminado mediante la alteracin de su material gentico La formacin de nuevas combinaciones de genes por el aislamiento de un fragmento de DNA, la creacin en l de determinados cambios y la reintroduccin de este fragmento en el mismo organismo o en otro. Cuando los genes nuevos son introducidos en las plantas o animales, los organismos resultantes pasan a llamarse transgnicos.

Es el conjunto de mtodos y tcnicas que permiten el acceso y la manipulacin del DNA

1953 Watson & Crick determinacin de estructura del ADN 1966 Nirenberg, Ochoa y Khorana elucidaron Cdigo Gentico1967 Wise y Richardson aislaron ADN ligasa1973 Stanley Cohen y H. Boyer pusieron ADNr en bacterias adems de desarrollar las tcnicas de clonaje de ADN en laboratorios1982 Tabaco, la primera planta modificada genticamente1983 palmiter y brinster produjeron un ratn transgnico .2000 26 de junio se presenta 90% borrador genoma humano2001 26 de enero borrador genma del arroz Oriza sativaRESEA HISTRICA

Ingeniera GenticaClonacinProduccin de Protenas humanasTerapiaGnicaSntesis de Nuevas ProtenasNuevosAntibiticosNuevasPlantas yAnimales

BENEFICIOS FUTUROS DEL DNA RECOMBINANTE La terapia por reemplazo de genes para el tratamiento de enfermedades hereditarias.La obtencin de evidencias mediante huellas de DNA en casos de crmenes

CONSEGUIR PRODUCTOS AGRCOLAS MS DURADEROS Y NUTRITIVOS. Alterar los genomas de los seres vivos para dotarles de alguna cualidad que no tenan (plantas resistentes a heladas, frutas que maduran antes, cultivos que crecen ms,...).ARROZ con altos niveles de tolerancia a diferentes condiciones ambientales de estrs. Se insertaron dos genes fusionados de trehalosa .Los genes de trehalosa permiten la produccin de arroz an si est estresado por frio, sequa o altos niveles de salinidad e incrementa la produccin en 20%. El azcar trehalosa ayuda a estabilizar molculas biolgicas: lpidos, enzimas y otras protenas, en organismos en condiciones de estrs. La composicin qumica de los granos no cambia.

ADN RECOMBINANTEPROPSITOEnzimas RestriccinCortan ADN en puntos especficos, hacen fragmentos de ADNADN LigasaUne fragmentos de ADNVectoresVirus o fagos: llevan ADN a las clulas y aseguran replicacinPlsmidosClase comn de vectorMarcadores GenticosIdentifican a las clulas que han sido transformadasGel ElectroforesisPara separar fragmentos de ADNSecuenciacin ADNPara leer la secuencia de bases de un segmento de ADN ADN RECOMBINANTE

Creacin de nuevas combinaciones de segmentos o de molculas de ADN que no se encuentran juntas de manera natural.123

1) CORTE ESPECFICO DEL ADN

Los fragmentos de ADN se generan utilizando unas enzimas denominadas ENDONUCLEASAS DE RESTRICCIN, que reconocen y cortan las molculas de ADN por secuencias nucleotdicas especficas.

ENZIMAS DE TIPO II:

Eco RI: Reconoce y se une a la secuencia palindrmica GAATTC

Enzima desoxinucleotidiltransferasa terminal para crear colas complementarias mediante la adicin de fragmentos de poli-dA y de poli-dT2) INSERCIN DE FRAGMENTOS DE ADN

Esta insercin se realiza envectores de clonado, que son los agentes transportadores capaces de introducirlos en las clulas hospedadoras.Son pequeas molculas de ADN, que tienen capacidad para autorreplicarse dentro de las clulas hospedadoras.PLSMIDOSBACTERIFAGOSCSMIDOS

3) MTODOS DE INTRODUCCIN DEL VECTOR Consiste en la captacin por parte de una clula receptora de una molcula o fragmento de DNA desnudo y la incorporacin de esta molcula al cromosoma del receptor en una forma heredable. En la transformacin natural, el DNA procede de una bacteria donadora.TRANSFORMACIN

TRANSDUCCIN1) La partcula viral se fija a un sitio receptor especfico de la superficie bacteriana.2) En la segunda, el material gentico del virus que con frecuencia es DNA bicatenario, penetra entonces en la clula. Tras la adsorcin y la penetracin, el cromosoma viral obliga a la bacteria a fabricar cidos nucleicos y protenas del virus.3) La tercera fase comienza tras la sntesis de los componentes virales. Se ensamblan fagos a partir de estos componentes. El proceso deensamblaje puede ser complejo, pero en todos los casos el cido nucleico se introduce (se empaqueta) en la cpside proteica viral. Finalmente, los virus maduros son liberados al medio mediante la lisis de la clula husped.

PROTENAS RECOMBINANTESINSULINA RECOMBINANTE

HistoriaHasta 1983 toda la insulina utilizada para el tratamiento de la diabetes era extrada de pncreas de porcino y bovino, sin embargo, el uso prolongado de este tipo de insulina provoca, en algunos individuos, una respuesta inmune.Adems la disponibilidad de pncreas de los animales mencionados es limitada, por lo que es deseable la obtencin y uso de insulina humana.El objetivo sera conseguir que los genes humanos, responsables de la produccin de la hormona insulina se expresaran en la bacteria.

De este modo, las bacterias produciran insulina a grandes velocidades, pudindose escalar el modelo en tanques de fermentacin para la obtencin de grandes cantidades.

(3)Existen dos rutas para la obtencin de insulina humana utilizando microorganismos modificados por ingeniera gentica:Una de ellas, consiste en producir por separado ambas cadenas para , posteriormente, asociarlas qumicamente.La otra se basa en la produccin de proinsulina que es procesada hasta insulina madura mediante mtodos enzimticos.

(4)

Historia-Disponibilidad de pncreas de los animales mencionados es limitada, por lo que es deseable la obtencin y uso de insulina humana.-Regular la diabetes mellitus (Deficiencia de insulina ), la ms comn es la de tipo 2 (No insulinodependiente) se puede controlar con dieta equilibrada.

LA ESTRUCTURA DE LA INSULINA

Sir Frederick Grant Banting descubri la insulina en el ao de 1921 teniendo como antecedentes los trabajos de Shafer.

Dilucidacin de su estructura, proeza realizada en 1954 por Frederick Sanger y sus colaboradores de la Universidad de Cambridge.

La insulina es una molcula muy pequea: slo contiene 254 tomos de carbono, 337 de hidrgeno, 65 de nitrgeno, 75 de oxgeno y 6 de azufre.

24 aminocidos posibles, 17 estn presentes en la insulina.

Secuencia crucial

Un solo cambio en la posicin de un aminocido dentro de la molcula puede hacer cambiar la funcionalidad de la protena.

Sanger utiliz el mtodo tradicional para estudiar grandes molculas: romperlas en fragmentos y colocarlas nuevamente juntas como las piezas de un rompecabezas.

La rotura completa de la molcula sirve para identificar los aminocidos, pero no dice nada acerca de como estn ordenados.

El objetivo sera conseguir que los genes humanos, responsables de la produccin de la hormona insulina se expresaran en la bacteria.

De este modo, las bacterias produciran insulina a grandes velocidades, pudindose escalar el modelo en tanques de fermentacin para la obtencin de grandes cantidades.

31PRODUCCION DE INSULINA RECOMBINANTEBilogos moleculares aislaban los genes responsables de la produccin del proinsulina y pronto la industria farmacetica vislumbr la posibilidad de obtener insulina humana por clonacin de genes en bacterias.La estrategia seguida para la produccin de insulina humana recombinante fu la siguiente:

INSULINA DE TIPO HUMANO

Proviene de bacterias alteradas por medio de ingeniera gentica que producen una insulina muy similar a la de los humanos, de aqu que se le denomine insulina humana o recombinanteINSULINA DE TIPO ANIMAL

Esta se puede obtener por extraccin del pncreas de diferentes especies animales en particular la bovina (buey) o la porcina (cerdo). (Lerman: 1994)

BENEFICIOSMenos inmunolgicas

Son fsica y qumicamente equivalente a la insulina pancretica humana

Produce menos formacin de anticuerpos.

Su produccin es ms rpida y se genera en grandes cantidades.

Permite alargar la supervivencia en forma considerable,

Bajo costo ya que no esta patentada,

Adecuado control para los pacientes que no toleran la insulina transgnica

No tienen problemas en su administracin puesto que se adapta fcilmente a su cuerpo.

CONSECUENCIASCausa atrofia (desgaste de los tejidos grasos debajo de la piel) en los sitios de inyeccin dejando un ligero hundimiento, la hipertrofia (hinchazn del tejido graso) abultamiento en las zonas de inyeccin.

El costo de esta es ms caro por las empresas que la han patentado.Puede provocar alergias causando comezn en el lugar de la inyeccin, por que la estructura qumica de esta es diferente a la humana y por lo tanto el sistema inmunolgico no la reconoce como una protena propia, tambin provoca lipodistrofia (trastorno en el metabolismo de las grasas) o formacin de anticuerpos.

GRACIAS POR SU ATENCIN

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