Biotecnologia

1- Biotecnología

Biotecnología: alteración de organismos, células o moléculas biológicas para alcanzar metas específicas. (Cultivo y crianza selectiva)

Ingeniería genética: modificación de material genético para alcanzar metas especificas. Se suprimen, agregan, o modificado genes a las células u organismos.

Objetivos principales:

- aprender mas acerca de los procesos celulares

-Ofrecer una mejor compresión y tratamiento de las enfermedades

-Generar ventajas económicas y sociales

ADN recombinante: contiene genes o partes de genes de diferentes organismos, de especies distintas. Aquellas plantas y animales que expresan un ADN que ha sido modificado u obtenido de otras especies se llaman transgénicos. En muchas especies la recombinación de ADN se lleva a cabo durante la reproducción sexual.

2- Hay varios tipos de recombinación en las bacterias:

Un tipo de transformación permite a las bacterias capturar ADN libre del ambiente.

Otra transformación es cuando las bacterias capturan diminutas moléculas circulares de ADN llamados plásmidos. Una sola bacteria puede contener docenas o incluso copias de un plásmido. Cuando la bacteria muere, libera estos plásmidos en el ambiente, donde pueden ser capturados por bacterias de la misma u otra especie.

¿Para que sirven los plásmidos? Los genes que hay en los plásmidos permiten a las bacterias que los tienen crecer en ambientes nuevos. Ciertos genes permiten a las bacterias metabolizar fuentes de energía novedosas. Otros genes originan síntomas de enfermedad.

Virus: transfieren su material genético a las células durante la infección. Durante muchas infecciones virales, las secuencias de ADN viral se incorporan a uno de los cromosomas de la célula huésped. El ADN viral puede permanecer ahí durante días, meses o incluso años. La célula replica el ADN vial con el resto de su ADN cada vez que se divide la célula. Cuando se producen nuevos virus a partir del ADN incorporado, estos pueden integrar por error genes humanos en el genoma del virus, de este modo se creo un virus recombinante. Cuando un virus de este tipo infecta a otras células, transfiere además una parte del ADN de la célula huésped anterior.

3- Recombinación del ADN en laboratorios de ingeniería genética

Enzimas de restricción: cortan las moléculas grandes de ADN en fragmentos más pequeños y fáciles de manejar. Muchas bacterias producen una o más enzimas de restricción, que cortan el esqueleto del ADN siempre que encuentran una secuencia específica de nucleótidos.

En la naturaleza, las enzimas de restricción defienden a las bacterias contra las infecciones virales cortando el ADN viral invasor. Las bacterias protegen su ADN incorporando grupos metilo (–CH3) en algunos de los nucleótidos del ADN. Las enzimas de restricción no reconoce este ADN modificado. Los investigadores han aislado docenas de enzimas de restricción y las usan para cortar el ADN en puntos específicos y con ello producir fragmentos más cortos de ADN. Si se incuba ADN con una enzima de restricción, se obtienen fragmentos de ADN más pequeños con secuencias conocidas en sus extremos. Estos fragmentos sirven para generar una colección de ADN recombinante conocida como ``biblioteca´´.

La inserción de ADN extraño en un vector produce una biblioteca de ADN recombinante

Los científicos incorporaron nuevas características a los plásmidos y virus que facilitaban la inserción de ADN extraño. Estos plásmidos y virus especializados reciben el nombre de vectores. Cuando se introduce un plásmido recombinante en una bacteria, ésta replica el plásmido recombinante cada vez que se divide. Así pues, con solo cultivar las bacterias que contienen el plásmido deseado, los científicos pueden producir todo el ADN recombinante que necesitan.

Una biblioteca de ADN es normalmente un conjunto de miles de millones de bacterias genéticamente modificadas en un solo tubito de ensayo. Aislar una cepa bacteriana especfica que contiene un gen extraño determinado de una biblioteca de ADN es lo que los científicos quieren decir cuando afirman que han ``clonado un gen´´.

4- Aplicaciones de la Biotecnología

Una vez que se ha clonado un gen, se le pueden dar muchos usos. Después de clonar un gen, se puede determinar su secuencia exacta de nucleótidos. Este procedimiento se llama reacción en cadena de polimerasa o PCR. En la PCR intervienen tres componentes principales: ADN que contiene la secuencia de nucleótidos que se desea sintetizar, dos secuencias cortas de ADN llamadas iniciadores y ADN polimerasa. Los iniciadores forman parte de bases con la molécula de ADN original: un iniciador se une al ``comienzo´´ de la secuencia de ADN por sintetizar y el otro, al ``final´´ de la misma secuencia. La ADN polimerasa sintetiza el ADN que se encuentra entre los puntos de enlace de los iniciadores.

La PCR comprende las etapas básicas siguientes:

1- Se separa el ADN en cadenas individuales a 90 grados aprox.

2- Cuando la temperatura se reduce a 50 grados, dos iniciadores forman pares de bases complementarios.

3- La ADN polimerasa une nucleótidos par sintetizar cadenas nuevas de ADN complementarias.

Cada ciclo toma sólo unos minutos, por lo que la PCR produce miles de millones de copias de un gen o segmento de ADN en tan sólo una tarde.

¿Cómo utilizan los investigadores la PCR para poner al descubierto la secuencia de un segmento específico de ADN?

En primer lugar, se agrega un solo iniciador a la mezcla de reacción de la PCR. La polimerasa sintetiza una sola cadena de ADN. En segundo lugar, una fracción de cada nucléotido que se agrega a la reacción esta marcado con una etiqueta. Cada tipo de nucleótido (A, T, G y C) se rotula con una etiqueta de diferente color.

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