Ud11 les mutacions, els gens i l’enginyeria genètica

Download Ud11 les mutacions, els gens i l’enginyeria genètica

Post on 24-Jun-2015

8.243 views

Category:

Education

2 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

<ul><li> 1. Ud11-Les mutacions, els gens i lenginyeria gentica.</li></ul><p> 2. Criteris davaluaci </p> <ul><li>5.Valorar les aplicacions actuals de la gentica en l'obtenci de recursos i les seves aplicacions als ssers humans.Escriure textos argumentatius tot valorant crticament les aplicacions de la gentica.</li></ul><ul><li>Bloc 5 Biologia molecular (biotecnologia) PAU 2011. </li></ul><ul><li>7.Explicar el concepte de mutaci i els tipus de mutacions. Conixer els agents mutgens i alguns exemples de mutacions en humans </li></ul><ul><li>Bloc 3 Gentica mendeliana i evoluci.PAU 2011 </li></ul><p> 3. ndex </p> <ul><li>1.Les mutacions. </li></ul><ul><li>1.1.Conceptes i tipus de mutacions. </li></ul><ul><li>1.2.Els agents mutgens. </li></ul><ul><li>2.Lenginyeria gentica. </li></ul><ul><li>2.1.Conceptes i mecanismes. </li></ul><ul><li>2.2.Terpia de malalties humanes. </li></ul><ul><li>2.3.Producci agricola i animal. </li></ul><ul><li>2.4.El cncer. </li></ul><ul><li>2.5.El projecte Genoma Hum. </li></ul><ul><li>2.6.Riscos i implicacions tiques de la enginyeria gentica. </li></ul><p> 4. 1.Les mutacions </p> <ul><li>1.1.Concepte i tipus de mutacions. </li></ul><ul><li>Mutaci </li></ul><ul><li>alteraci a latzar del material gentic. (DNA, alguns virus RNA). </li></ul><ul><li>La majoria sn deficincies i vegades, sn letals. </li></ul><ul><li>La majoria sn recessives i queden amagades. </li></ul><ul><li>Negatives per als individus, per positives per a lespcie: aporten variabilitat a la poblaci, sobre la qual actua la selecci natural, permetent levoluci de les espcies. </li></ul><p> 5. MutacionsDrosophila melanogaster (mosca vinagre o fruita) 6. </p> <ul><li>Tipus de mutacions </li></ul><ul><li>a)Segons la cllula afectada. </li></ul><ul><li>M.somtiques : en cllules somtiques.Afecten a lindividu que t aquestes cllules somtiques. </li></ul><ul><li>M.germinals : en cllules reproductives.Afecten al nou organisme generat a partir daquestes cllules. </li></ul><ul><li>b)Segons lorigen de la mutaci: </li></ul><ul><li>M.naturals : apareixen espontniament.Taxa mutaci natural en humans: 1gen/50.000gens (25.000gens=23cromosomes, cada generaci 1 gen mutat) </li></ul><ul><li>M.indudes : provocades artificialment per agents mutgens (radiacions, substncies qumiques,) </li></ul><ul><li>c) Segons extensi del material gentic afectat: </li></ul><ul><li>M.gniques : seqncia nucletids dun gen. </li></ul><ul><li>M.cromosmiques : seqncia gens dun cromosoma. </li></ul><ul><li>M.genmiques : alteracions nombre de cromosomes. </li></ul><p> 7. Mutacions gniques (puntuals) </p> <ul><li>Alteracions seqncia dels nucletids. </li></ul><ul><li>2 tipus: </li></ul><ul><li>-Mutacions per substituci de bases.(20%) </li></ul><ul><li>-Mutacions per prdua o inserci de nucletids.(80%) </li></ul><p> 8. </p> <ul><li>Mutacions per substitucions de bases : canvis dun nucletis per un altre. </li></ul><ul><li>-Transicions : canvi duna basepricaper un altraprica(A i G), canvi duna basepirimidnicaper unapirimidnica (T i C). </li></ul><ul><li>- Transversions : canvi duna basespirimidnicaper unapricai a linrevs. </li></ul><p> 9. 10. </p> <ul><li>Conseqncies:</li></ul><ul><li>-Alteraci dun nic triplet. </li></ul><ul><li>-Si el triplet s un triplet dSTOP: aturada de la traducci. Molt greu. Protena incompleta. </li></ul><ul><li>-Si el triplet pertany alcentre actiudun enzim. Molt greu. Lenzim s afuncional. </li></ul><ul><li>-Si el triplet no s cap dels casos anteriors, mutaci neutra. </li></ul><p> 11. 12. 13. 14. Mutacions per prdua o inserci de nucletids. </p> <ul><li>Delecions: prdua nucletid. </li></ul><ul><li>Addicions: inserci nucletid. </li></ul><ul><li>Conseqncies: corriment en lordre de lectura, alteraci de tots els triplets segents. Molt greu. </li></ul><p> 15. 16. Exemple mutaci gnica: Albinisme 17. Mutacions cromosmiques </p> <ul><li>Canvis estructura interna dels cromosomes: alteraci seqncia de gens dun cromosoma. </li></ul><ul><li>Tipus:</li></ul><ul><li>-Deleci. </li></ul><ul><li>-Duplicaci. </li></ul><ul><li>-Inversi. </li></ul><ul><li>-Translocaci. </li></ul><p> 18. </p> <ul><li>Deleci:prdua dun fragment dun cromosoma. </li></ul><p> 19. </p> <ul><li>Conseqncies: si el fragment cont una gran quantitat de gens, mutaci molt greu i fins i tot letal. </li></ul><ul><li>Exemple: deleci cromosoma 5 sndrome cri du chat. http://www.psicodiagnosis.es/areaclinica/sindromesgeneticos/sindromecriduchatmaullidodegato/index.php </li></ul><p> 20. 21. 22. </p> <ul><li>Duplicaci : repetici segment dun cromosoma. </li></ul><p> 23. </p> <ul><li>Conseqncies: duplicaci del material gentic que grcies a mutacions posteriors poden determinar laparici de nous gens durant el procs evolutiu. </li></ul><p> 24. 25. 26. Hemoglobina humana 27. </p> <ul><li>Inversions : canvi de sentit dun fragment de cromosoma. </li></ul><p> 28. </p> <ul><li>Conseqncies: normalment no comporten perjudicis a lindividu. Per si durant la meiosi es produeix un entrecreuament dins de la inversi, les gmetes tindran manca de gens.</li></ul><p> 29. 30. </p> <ul><li>Translocacions : un fragment dun cromosoma es troba en un altre cromosoma homleg o no. </li></ul><p> 31. 32. </p> <ul><li>Conseqncies:no sn perjudicials ja que es mantenen els gens en el genoma. Per per a la descendncia sn perjudicials, ja que poden heretar un cromosoma incomplet o amb duplicacions. Si les gmetes sn molt defectuoses, hi haur problemes dinfertilitat.</li></ul><p> 33. Mutacions genmiques </p> <ul><li>Alteracions del nombre de cromosomes propi duna espcie. </li></ul><ul><li>Tipus:</li></ul><ul><li>-Aneuplodia. </li></ul><ul><li>-Euplodia. </li></ul><p> 34. Aneuplodia </p> <ul><li>Alteraci en el nombre normal (2) dexemplars dun o ms tipus de cromosomes. </li></ul><ul><li>Nullisomia: cap. </li></ul><ul><li>Monosomia: un. </li></ul><ul><li>Trisomia: tres. </li></ul><ul><li>Tetrasomia: quatre. </li></ul><p> 35. Exemple: sndrome de Down</p> <ul><li>Trisomia del cromosoma 21. (total 47 cromosomes) </li></ul><p> 36. 37. 38. 39. 40. 41. CAUSES </p> <ul><li>Fusi cntrica : uni de dos cromosomes. Probablement origen cromosoma 2 hum a partir de dos cromosomes de primat (humans n=23, ximpanzs i orangutans n=24). </li></ul><ul><li>Fissi cntrica : escissi dun cromosoma en dos. </li></ul><p> 42. </p> <ul><li>c)Segregaci errnia durant la meiosi : distribuci errnia de les cromtides homlogues entre les cllules filles durant la meiosi. </li></ul><p> 43. 44. </p> <ul><li>Alteraci en el nombre normal de dotacions cromosmiques. </li></ul><ul><li>Tipus: </li></ul><ul><li>-Monoplodia. </li></ul><ul><li>-Poliplodia. </li></ul><p>Euplodia 45. </p> <ul><li>Monoplodia o haplodia : una sola dotaci cromosmica. </li></ul><ul><li>Poliplodia : ms dun parell de cada cromosoma. Triplodia, tetraplodia,Molt freqents en vegetals: tenen fulles i fruits ms grans, interessant per a la producci agrcola. (Hbrids) </li></ul><p> 46. 47. 1.2.Els agents mutgens. </p> <ul><li>Factors que augmenten sensiblement la freqncia normal de mutaci. </li></ul><ul><li>Tipus: </li></ul><ul><li><ul><li>Fsics. </li></ul></li></ul><ul><li><ul><li>Qumics. </li></ul></li></ul><p> 48. Fsics </p> <ul><li>Radiacions no ionitzants:</li></ul><ul><li>-Rajos ultraviolats (UV). </li></ul><p> 49. </p> <ul><li>Radiacions ionitzants: </li></ul><ul><li>-Rajos X i(gamma). </li></ul><ul><li>-Radiacions ,i neutrons (nuclears).</li></ul><p> 50. 51. Qumics </p> <ul><li>Substncies qumiques que reaccionen amb el DNA. </li></ul><ul><li>-Modificacions bases nitrogenades (gas mostassa). </li></ul><ul><li>-Intercalaci de molcules (acridina): corriment ordre de lectura. </li></ul><p> 52. </p> <ul><li>Gas mostassa : 1guerra mundial.Guerra qumica. </li></ul><p> 53. </p> <ul><li>Acridina : antigament fabricaci de tints i drogues. </li></ul><ul><li>Altres qumics mutgens:</li></ul><ul><li>-Agent Taronja: herbicida, guerra del Vietnam per EE.UU. </li></ul><ul><li>-Benzopir: carbonitzar matria orgnica (carn, olis, pa,)</li></ul><ul><li>-Talidomida: medicament anys 50 evitar vomits embarassades primers 3 mesos.Malformacions fetusextremitats. </li></ul><p> 54. 2.Lenginyeria gentica. </p> <ul><li>2.1.Conceptes i mecanismes. </li></ul><ul><li>a)Conceptes: </li></ul><ul><li>Enginyeria gentica : modificaci del genoma dun individu. </li></ul><ul><li>Genoma : material gentic dun individu. </li></ul><ul><li>Clonaci : generar cpies de gens o dindividus. </li></ul><ul><li>DNA recombinant : DNA receptor amb un DNA passatger. </li></ul><ul><li>DNA passatger : DNA que es vol introduir en un DNA receptor. </li></ul><ul><li>Enzims de restricci : enzims que tallen fragments de DNA en una seqncia concreta. Es troben als bacteris. </li></ul><ul><li>Vector : plasmidi bacteri o virus que transporta el DNA passatger fins al DNA receptor. </li></ul><p> 55. </p> <ul><li>Biotecnologia : enginyeria gentica aplicada a la curaci de malalties i a la millora de plantes i animals dinters alimentari. </li></ul><ul><li>Biotecnologia clssica : fermentacions per obtenir vi, formatge, pa, entrecreuaments per obtenir noves varietats danimals i plantes ms productius. </li></ul><ul><li>Nova biotecnologia : manipulaci dels organismes per obtenir productes tils. </li></ul><ul><li>Genmica : estudi del conjunt de gens i les seves interaccions. </li></ul><ul><li>Protemica : estudi del conjunt de protenes. </li></ul><p> 56. </p> <ul><li>Organisme transgnic : organisme modificat genticament. </li></ul><ul><li>Terpia gnica : introducci de gens en cllules per tractar una malaltia. </li></ul><p> 57. b)Mecanismes. </p> <ul><li>b.1.)Introducci de gens en cllules. </li></ul><ul><li>Mecanismes biolgics (vectors) </li></ul><ul><li>Mecanismes no biolgics. </li></ul><p> 58. Mecanismes biolgics (vectors) </p> <ul><li>PLASMIDIS .Molcula DNA circular bicatenari prpia dels bacteris. El DNA passatger sinsereix en ell i es transportat fins a lhoste. </li></ul><p>Dibuix esquemtic del material gentic dun bacteri:1. DNA del cromosoma bacteri. 2. Plasmidis. 59. 60. </p> <ul><li>VIRUS . Inserci de DNA passatger en el DNA vric. Cal eliminar els gens responsables de la reproducci del virus dintre de la cllula hoste i de la lisi de la cllula hoste. </li></ul><ul><li>http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/profesor/animaciones/ciclo_litico.swf </li></ul><p> 61. 62. Mecanismes no biolgics </p> <ul><li>Electroporaci : sometre a la cllula a alt voltatge originant orificis temporals per introduir el DNA passatger. </li></ul><p> 63. </p> <ul><li>Microinjecci : injecci DNA a la cllula mitjanant un capillar (1,5 m) </li></ul><p> 64. 65. </p> <ul><li>Tret de microbales : microbales de metall recobertes de DNA. </li></ul><p> 66. b.2.)Inserci de gens en un vector </p> <ul><li>Mateixenzim de restricci(endonucleases o exonucleases) talla plasmidi i DNApassatger en una seqncia palindrmica determinada (TTAA complementria de AATT)deixant uns nucletids desparellats en cada fragment del DNA del plasmidi i del DNApassatger. Aquestos fragments sn segments cohesius, s a dir, sn complementaris entre ells. </li></ul><p> 67. </p> <ul><li>DNA-ligasa unir els fragments. </li></ul><p> 68. 69. </p> <ul><li>Problema inserci DNA eucariota en plasmidi bacteri: DNAeucariota t introns i exons, el RNAm procariota no procs de maduraci. </li></ul><p> 70. </p> <ul><li>Solucions:</li></ul><ul><li>a)A partir RNAm madur eucariota : </li></ul><ul><li>Allament del RNAm madur cllula eucariota corresponent al DNA eucariota que volem com </li></ul><ul><li>DNApassatger. </li></ul><ul><li>Retrotranscripci:mitjanant enzimtranscriptasa inversa sintesi de DNA (simple cadena i sense introns) a partir del RNAm madur .</li></ul><ul><li>Sintesi cadena complementaria del DNA amb ADNpolimerasa. </li></ul><ul><li>Resultat: DNA doble filament sense introns. </li></ul><p> 71. 72. 73. </p> <ul><li>b)DNA sintetitzat artificialment :</li></ul><ul><li>Obtenci ordre aminocids protena: allament protena per obtenir lordre dels nucletids o ordre de nucletids de protena que es vol fabricar. </li></ul><ul><li>A partir daquestos, obtenci seqncia ADN i fabricaci ADN artificial sense introns a partir dun suport amb ADNpolimerasa. </li></ul><p> 74. Figura 2 . Sintetizador automtico de ADN. Las bases nucleotdicas son adicionadas una por una a un soporte slido localizado en una columna desechable delimitada por dos filtros. Las bases estn separadas en distintos botellas. Los reactivos localizados en las botellas grandes son auxiliares para completar cada acoplamiento. 75. b.3.)PCR:reacci en cadena de la polimerasa( Polymerase Chain Reaction) </p> <ul><li>1965 Mullis. </li></ul><p> 76. </p> <ul><li>Tcnica de biologia molecular que t per objectiu obtenir un gran nombre de cpies d'un fragment de DNA (clonaci de DNA) partint d'una quantitat mnima.</li></ul><ul><li>http://nature.umesci.maine.edu/forensics/PCR.htm </li></ul><ul><li>http://highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120078/micro15.swf </li></ul><p> 77. </p> <ul><li>Aplicacions PCR: </li></ul><ul><li>-Moltes cpies DNA per introduir en cllules hostes. </li></ul><ul><li>-Medicina forense: identificar persona a partir petites mostres sang, cabell, </li></ul><ul><li>-Estudis evolutius proximitat entre espcies, malalties gentiques, etc. a partir de restes en fssils, roques,etc. </li></ul><p> 78. </p> <ul><li>Es necessita: DNA per clonar, DNApolimerasa resistent al calor (bacteris termofils 95 ), desoxiribonucletids trifosfat, primers dADN. </li></ul><ul><li>Procs:</li></ul><ul><li>Temperatura 80 C per separar les dues cadenes de DNA per clonar. </li></ul><ul><li>A partir dels primers, sintesi de les cadenes complementries dADN.</li></ul><ul><li>Repetici tot procs amb tot el DNA i obtenci de 1mili de cpies desprs de 20 cicles. </li></ul><p> 79. 80. 2.2.Terpia de malalties humanes. </p> <ul><li>a)Substncies humanes produdes per bacteris. </li></ul><ul><li>b)Introducci de gens en cllules humanes. </li></ul><ul><li>c)Obtenci de vacunes recombinants. </li></ul><ul><li>d)Introducci de gens humans en animals. </li></ul><p> 81. a)Substncies humanes produdes per bacteris. </p> <ul><li>INSULINA. </li></ul><ul><li>HORMONA DEL CREIXEMENT. </li></ul><ul><li>INTERFER (IFN) </li></ul><p> 82. INSULINA </p> <ul><li>Hormona que regula el nivell de glucosa a la sang segregada pel pncrees </li></ul><p> 83. </p> <ul><li>Diabetis mellitus: malaltia gentica provocada per poca o nulla producci dinsulina. Alt nivell glucosa en sang i poc en les cllules.</li></ul><ul><li>Tractament: mesurar el nivell de glucosa en sang i injectar insulina. </li></ul><p> 84. </p> <ul><li>Antigament extracci insulina porcina. </li></ul><ul><li>Actualment, des de 1978, bacteris transgnics fabriquen insulina humana.(rendible, respectuosa animals, sense problemes de rebuig) </li></ul><p> 85. 86. 87. 88. </p> <ul><li>http://www.lourdesluengo.es/animaciones/unidad15/produccion_insulina.swf </li></ul><p> 89. </p> <ul><li>Procs: </li></ul><ul><li>-Obtenci gens ADN insulina, transcripci del RNAm i maduraci. </li></ul><ul><li>-Obtenci de les dues seqncies de DNA dels dos pptids a partir del RNAm madur. </li></ul><ul><li>-Inserci cada seqncia en plasmidis separats de bacteri darrere dun oper LAC i abans opero LAC introducci DNA amb gens resistncia antibitic. </li></ul><ul><li>-Introducci plasmidis en bacteris diferents. </li></ul><ul><li>-Cultiu separat daquestos bacteris en medi amb antibitic, fins tenir gran poblaci de bacteris amb els gens de la insulina humana. </li></ul><ul><li>-Safegeix lactosa,bacteris sintetitzen els pptids. </li></ul><ul><li>-Purificaci pptids, activaci grups SH- per unir els dos pptids amb ponts disulfur. Obtenci insulina humana madura i comercialitzaci. </li></ul><p> 90. 91. HORMONA DEL CREIXEMENT </p> <ul><li>1 cadena polipeptdica = 1 gen. </li></ul><ul><li>El gen sintrodueix en un plasmidi dun bacteri que produeix la hormona de creixement humana. </li></ul><ul><li>Regulaci amb loper LAC. </li></ul><ul><li>Sutilitza per tractar casos de nanisme. </li></ul><p> 92. Linterfer (IFN) </p> <ul><li>Glicoprotena produda pels mamfers com a reposta inmunitria a infeccions vriques. </li></ul><ul><li>Saplica en malalties vriques (refredats, hepatitis, herpes,) i en alguns cncers (produeix regressions en les metastasis). </li></ul><ul><li>Gen interfro en bacteris transgnics per a la seva producci. </li></ul><p> 93. 94. b)Introducci de gens en cllules humanes. </p> <ul><li>Introducci de gens a les cllules humanes mitjanant retrovirus. </li></ul><ul><li>Malalties:</li></ul><ul><li>-Infants bombolla. </li></ul><ul><li>-Talassmia. </li></ul><ul><li>Altres malalties en investigaci: fenilcetonria, hipercolesterolmia familiar, </li></ul><p> 95. 96. Infants bombolla 97. </p> <ul><li>Mancana denzim ADA (adenosina-desaminasa) en els limfcits.</li></ul><ul><li>Immunodeficincia: el sistema immunitari no funciona i qualsevol patgen provoca la mort de lindividu. </li></ul><ul><li>Han de viure allats i en medis totalment desinfectats. </li></ul><ul><li>Soluci: trasplantament medulla ssia donant compatible (germ). </li></ul><p> 98. 99. </p> <ul><li>Inserci gen correcte a un retrovirus. </li></ul><ul><li>Infecci del retrovirus a una cllula de la medulla ssia del pacient. </li></ul><ul><li>Infecci de les cllules modificades geneticament en la medulla ssia del pacient. </li></ul><ul><li>Producci de limfcits amb gen ADA correcte.</li></ul><p> 100. </p> <ul><li>Problema: les cllules implantades provoquen tumors en la medulla ssia. Actualment en investigaci. </li></ul><ul><li>Soluci: trasplantament medulla ssia germ compatible per selecci dembrions. </li></ul><p> 101. Talassmia </p> <ul><li>Hemoglobina defectuosa: anmia molt greu. </li></ul><ul><li>Mateix mecanisme nens bombolla. </li></ul><ul><li>Problema: DNA passatger sexpressa poc i tumors en la medulla ssia. </li></ul><ul><li>Soluci: trasplantament medulla ssia germ compatible per selecci dembrions. </li></ul><ul><li>http://www.elpais.com/articulo/sociedad/busca/embrion/ideal/elpepusoc/20081017elpepisoc_1/Tes </li></ul><ul><li>http://www.elpais.com/articulo/sociedad/primer/nino/geneticamente/seleccionado/Espana/cura/hermano/elpepusoc/20090313elpepusoc_1/Tes </li></ul><p> 102. c)Obtenci de vacunes recombinants. </p> <ul><li>Vacuna :preparat qumic o orgnic (antigen) destinat a estimular les defenses naturals de l'organisme.El sistema immunitari guarda en les cllules memria la informaci per a lluitar contra el patogen de la vacuna. Quan lorganisme es infect...</li></ul>