T4 enginyeria genètica

Download T4 enginyeria genètica

Post on 28-Jul-2015

201 views

Category:

Science

6 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

<p> 1. Enginyeria gentica Tecnologia de la manipulaci i transferncia dADN duns organismes a uns altres. Els cientfics utilitzen aquestes tcniques per transferir gens d'unes cllules a unes altres. s la tcnica de lADN recombinant. Permet a l'sser hum dissenyar molcules d'ADN que no existeixen a la natura. 2. El DNA transferit d'un organisme a un altre pot ser de la mateixa espcie o d'espcies diferents. Els individus resultants tendran un gen que abans no tenien, que s'expressar i que ser heretat pels seus descendents. Els organismes obtinguts per mitj de l'enginyeria gentica els anomenem organismes genticament modificats (OGM), perqu el seu genoma ha estat modificat. L'ADN sintetitzat de manera artificial per mitj de la uni de fragments d'ADN d'orgens diferents rep el nom d'ADN recombinant. L'enginyeria gentica comena a desenvolupar-se a partir dels anys 70 grcies al descobriment dels enzims de restricci i la PCR (reacci en cadena de la polimerasa). 3. Blat de moro Bt, se cultiva en Espanya des de 1998, resistent a l'atac dels taladres. S'introdueix el gen d'un bacteri (Bacillus thurigiensis), capa de fabricar una substncia txica per els taladres. 4. Les eines de la biotecnologia sn: Per tallar: els enzims de restricci sn protenes que tallen l'ADN en seqncies especfiques (Ex, EcoRI reconeix la seqncia GAATTC). Permeten allar i manipular un fragment d'ADN d'un organisme. 5. Per unir: els ADN ligases sn enzims que permeten unir fragments d'ADN tallats per altres enzims. Per copiar: Els plsmids. Sn petites molcules d'ADN (amb capacitat d'autoreplicar-se) que viuen a l'interior dels bacteris i que es poden introduir fcilment en un bacteri o cllula eucariota. Es fan servir com a vehicles. 6. Insulina humana: va ser el primer producte que es va produir i es va comercialitzar. 7. La diabetis s una malaltia que es caracteritza per una manca de sntesi de lhormona insulina per part del pncrees, en conseqncia , els pacients no poden controlar la glucmia de la sang. Laportaci externa dInsulina s el seu tractament. Abans de la tecnologia molecular sobtenia la Insulina del porc i de la vaca, ara sobt per clonaci en bacteris. 8. Tecnologia de lADN recombinant: clonaci del gen de la insulina en bacteris Es localitza el gen que ens interessa i un vector per aquest gen (virus, plsmids,..) que sn vehicles per a introduir gens en les cllules dun altre organisme. Salla el material gentic de la cllula animal i del bacteri. Es fragmenta lADN cromosmic i el plasmdic, amb enzims de restricci. El gen allat suneix al plsmid (sn petites molcules circulars dADN amb capacitat dautoreplicar-se, que viuen a linterior de bacteris) amb ligases. Sintrodueix el nou ADN recombinant en un altre bacteri i al cap de diverses generacions es disposar dun clon de cllules portadores del gen de la insulina. 9. Fabricacin de protenas Produccin de insulina humana en el interior de bacterias 10. PCR (Reacci en cadena de la polimerasa) Inventada per Kary B. Mullis el 1986. s una tcnica que permet obtenir de manera rpida i molt simple milions de cpies d'un fragment d'ADN. Les polimerases sn enzims que creen molcules d'ADN (uneixen nucletids). Es separen les cadenes d'ADN mitjanant un augment de temperatura i es repliquen amb polimerases. Al refredar-se s'uneixen les noves cadenes. Permet la identificaci de microorganismes patgens en fluids biolgics de pacients. Permet l'anlisi d'alteracions gentiques. 11. En la tcnica de la PCR es repeteixen tres passos de forma cclica: Desnaturalitzaci: es desfan totes les dobles hlixs del DNA de la mostra i les dues cadenes complementries es desaparellen. Anellament: les cadenes de nucletids dissenyades saparellen a la cadena de DNA en la zona que en sn complementaris Extensi: la polimerasa sintetitza una cadena DNA a continuaci de la cadena de nucletids fent servir la cadena de DNA original com a motlle. Com que la cpia sintetitzada tamb servir de motlle, si repetim els tres passos, a partir de noms dues cpies del gen podem aconseguir milions de cpies. 12. Organismes transgnics Sn aquells als quals sels ha modificat el seu material hereditari, introduint-hi un fragment dADN, procedent dun altre sser viu o b suprimint-ne un de propi. El fet d'incorporar un o ms gens o modificar la funci d'algun gen propi implica que la planta manifesti una caracterstica que abans no tenia. Els gens introduts es comportaran com els gens propis i es transmetran a la descendncia. 13. Animals transgnics Per aconseguir animals transgnics la tcnica s un poc ms complicada que la de bacteris o plantes. Consisteix en obtenir un vul fecundat de l'animal abans que es divideixi, i injectar-li ADN. L'ADN injectat s'integra en el genoma de l'hoste. L'vul fecundat comena a dividir-se i totes les cllules de l'embri reben una cpia del transgn. En els mamfers noms entre un 1% i un 2% dels vuls implantats arriben a desenvolupar-se amb xit. Els animals transgnics s'utilitzen majoritriament per obtenir models animals de malalties humanes, amb l'objectiu d'analitzar-los i per trobar-ne tractaments ms efectius. 14. Existeix un polmic debat social al voltant de ls i la comercialitzaci dels transgnics. No hi ha entre els especialistes del tema un acord sobre les seves repercussions en la salut dels consumidors, tot i que, parlant en termes cientfics, no hi ha cap evidncia (experiment contrastat) que demostri cap perjudici en la salut. 15. Avantatges: Millora de les espcies, fer-les ms resistents a plagues, abocar menys pesticides al medi, increment de la producci, allargar el procs de maduraci perqu durin ms temps en bon estat un cop collides,... Desavantatges: Dependncia de grans multinacionals, prdua de biodiversitat, el pas de forma accidental dels gens transferits a altres espcies silvestres, efectes perjudicials per la salut....... 16. Tu decideixes 17. Aplicacions dels OGM - Indstria alimentria: cereals sense gluten, arrs amb un alt contingut en vitamina A, etc. - Indstria farmacutica: frmacs, vacunes, llet amb factor de coagulaci, insulina, hormona de creixement. - Agricultura: resistncia a plagues, major producci de llet, plantes conreades en condicions severes de temperatura, sequera o salinitat, etc. - Investigaci mdica: rgans per trasplantaments procedents d'animals transgnics. 18. Cllules mare Les cllules mare sn les cllules no diferenciades que conserven l'habilitat de diferenciar-se en altres tipus cellulars. Aquesta habilitat els permet d'actuar com a un sistema reparador per al cos, substituint altres cllules mentre l'organisme encara s viu. Gaireb tots els teixits d'un individu adult tenen algun tipus de cllula mare, a partir de la qual es poden regenerar quan es produeix alguna lesi. 19. Es poden classificar en dos tipus: Cllules mare embrionries: cllules que deriven de la massa cellular de l'embri i que sn capaces de generar tots els tipus diferents de cllules del cos. Cllules pluripotents. Cllules mare adultes: sn cllules capaces de generar cllules de la seva prpia estirp. Cllules multipotencials. En cada individu hi ha uns 20 tipus de cllules mare adultes, que s'encarreguen de regenerar els teixits que es van desgastant. 20. Cllules mare embrionries Sn cllules obtingudes a partir de masses de cllules no diferenciades de la primer fase de l'embri hum, que s un embri entre 50 i 150 cllules (entre 7 i 14 dies). El seu s presenta problemes tics. 21. Cllules mare adultes Sn cllules mare no diferenciades trobades en un teixit especfic. Procedeixen de cord umbilical o d'adults. Tamb sn anomenades cllules mares somtiques. En humans, shan trobat a mdulla ssia, teixit adips, mscul cardac..... El seu s no planteja problemes tics. 22. Cllules IPs (Cllules mare de pluripotncia induda) Investigacions recents han demostrat que s possible desdiferenciar cllules adultes mitjanant enginyeria gentica. Aquest procediment permetria obtenir cllules mare de qualsevol individu en qualsevol moment, tot i que s'han detectat possibles efectes colaterals, deguts al carcter cancers de les cllules desdiferenciades resultants. 23. Potencial de las clulas madre Obtencin de clulas madre 24. El descobriment de les cllules mare i de la seva capacitat de regenerar teixits ha obert noves expectatives per al desenvolupament de la medicina regenerativa o reparativa. Actualment s'est investigant la capacitat reparadora i regenerativa de cllules mare en nombrosos teixits: cor, os, mscul, epiteli, pncrees i sistema nervis. La via d'investigaci que intenta evitar els problemes tics de l's d'aquests tipus de cllules sn amb les cllules mare adultes i amb la reprogramaci de cllules adultes (cllules IPs). 25. Reproducci assistida Tractaments hormonals: Tractaments amb hormones que indueixen la maduraci de nous vuls a l'ovari. La inseminaci artificial (IA): consisteix en introduir semen en lter per mitj duna cnula. Es fa servir quan no es detecten problemes importants d'infertilitat. La fecundaci in vitro (FIV): consisteix a realitzar la fecundaci en el laboratori i desprs implantar lembri (en la fase de blastcit, 8-16 cllules) en lter de la mare i prossegueixi el seu desenvolupament. Se solen implantar 2-3 embrions. Els embrions sobrants, que no es transfereixen a la dona, es conserven congelats per si cal repetir el procs. Un cop ha passat el temps que exigeix la legislaci, poden ser donats amb fins reproductius a altres parelles o ser utilitzats per a recerca. 26. La legislaci que permet aquestes tcniques s diferent en cada pas i s objecte de grans polmiques per les implicacions tiques que implica. La Llei de Reproducci Humana Assistida (2006) regula en Espanya les tcniques que poden realitzar- se en relaci a aquest tema. Poden ser vries les causes per les que una parella no pugui tenir fills. En alguns casos no es produeixen cllules sexuals o aquestes sn deficients, en altres casos la fecundaci no es produeix perqu les trompes de Fallopi estan obstrudes, en altres l'ter est malms... La reproducci artificial tracta de donar una resposta mdica a cada un d'aquests problemes. 27. La clonaci s el procs que permet produir cllules o individus genticament idntics. El genoma dels clons s idntic que el seu progenitor (com el dels bessons idntics), mentre que el dels individus que provenen de la reproducci sexual es barregen els genomes dels dos progenitors. En animals, el clonatge s un procs molt complex. El clonatge reproductiu s l'obtenci d'embrions per clonatge a partir de cllules adultes. El clonatge teraputic no busca obtenir un individu viable, sin produir cllules mare embrionries, que es puguin mantenir en cultiu i utilitzar-se amb fins teraputics. 28. Clonaci dorganismes Transferncia nuclear: s'elimina el nucli d'un vul d'un animal donant i es reemplaa per el nucli d'una cllula somtica procedent de l'animal que es vol clonar. Aix es crea un embri artificial que pot implantar-se en l'ter d'una femella de la mateixa espcie per a que finalitzi el seu desenvolupament. 29. En 1996, un grup de cientfics va aconseguir clonar el primer mamfer: la ovella Dolly. En el seu cas es va introduir el nucli d'una cllula de glndula mamria d'un vul (d'una altra ovella) al qual s'havia extret el nucli. A partir d'aquest vul es va generar un embri que es va implantar a una ovella. Des d'aquest moment, es va demostrar la clonaci en molts altres mamfers: ratolins, gats, vaques, cavalls, i porcs. Aquest procs s enormement complex. El problema s que sols un petit percentatge dels embrions clonats es desenvolupa amb normalitat. A ms, es produeixen individus que acostumen a viure menys i sn ms propensos a patir malalties. 30. Aplicacions de la clonaci La reproducci d'animals d'alt cost. La reproducci d'espcies en perill d'extinci. Multiplicaci d'animals transgnics. Clonaci de cllules allades o de teixits per a investigaci Produir rgans a partir d'embrions clonats per utilitzar- los en trasplantaments. 31. Terpia gnica Les malalties hereditries sn aquelles que estan en els nostres gens. La manera de prevenir malalties hereditries es basa en el coneixement dels gens que les causen i la manera d'evitar la seva manifestaci, aix com determinar els individus que poden portar aquests gens. Les noves tcniques aplicades a la biologia i la medicina permeten realitzar diagnstics prenatals, conixer si el fetus t o pot sofrir una malaltia fins i tot abans de ser concebut o de ser implantat en l'ter. 32. L'enginyeria gentica tamb ha perms desenvolupar una medicina molecular, encaminada a assolir guariments definitius de les malalties hereditries: la terpia gnica. Aquesta terpia consisteix en la inclusi de gens en el cos del pacient amb la finalitat de solucionar alguna deficincia en el seu genoma. 33. Terpia gentica Tcnica in vivo Tcnica ex vivo 34. En la terpia gnica s'implanta el gen sa en els teixits ms afectats perqu pugui funcionar millor i millorar l'afectaci clnica del pacient. S'utilitzen vectors vrics que es poden transferir: Ex vivo: s'extruen algunes cllules del teixit afectat, es cultiven i s'exposen al virus portador del gen. El virus infecta a les cllules i els transgen s'inserta en l'ADN. Les cllules transgniques s'injecten en el cos del pacient per que que duguin a terme la seva funci normal. In vivo: el virus portador del transgen s'injecta directament en el cos del malalt i s'espera que arribi al teixit diana. 35. L'aparent senzillesa d'aquest procs no s real. Tot i que s'ha aplicat aquesta terpia en pacients concrets i en malalties concretes, no est generalitzada ni s'utilitza de manera sistemtica per guarir cap malaltia. Avui en dia, noms s'utilitza de manera experimental per tractar certes malalties gentiques que es coneixen molt b, i amb protocols molt estrictes. S'han de solucionar problemes tcnics (s'ha de portar un gen especfic a una cllula especfica) i de seguretat (els virus que es fan servir poden causar respostes immunolgiques mortals o induir cncer). </p>