ADN e BIOTECNOLOXÍA

- O ADN é a molécula que almancena a información xenética.

- É unha cadea (polímero) de moléculas máis pequenas (monómeros)

chamadas NUCLEÓTIDOS.

- Cada nucleótido está formado por un azúcar (desoxirribosa), unha

base nitroxenada (A, T, C, G), e un ácido fosfórico.

- Hai catro tipos diferentes de nucleótidos, dependendo da base

nitroxenada que conteñan.

- As dúas cadeas están unidas grazas aos enlaces que

se establecen entre as bases:

A sempre se emparella coa T dicimos que son

G sempre se emparella coa C COMPLEMENTARIAS

- O ADN é unha DOBLE HÉLICE de dous cadeas de nucleotidos.

James Watson e Francis Crick descubriron en 1953 a estructura

en doble hélice do ADN, e gañaron por elo o Premio Nobel en 1962.

A información xenética almacénase na SECUENCIA DE NUCLEÓTIDOS

do ADN (é dicir, na súa orde na cadea)

A REPLICACIÓN DO ADN: facer dúas copias exactas da molécula de ADN.

1.- A hélice desenrólase e ábrese, separándose as dúas hebras.

2.- Os nucleótidos libres que están no núcleo aparéanse cos

nucleótidos de cada unha das cadeas, seguindo as reglas de

complementariedade de bases (A-T, G-C).

3.- Os novos nucleótidos se unen entre sí para formar as novas

hebras.

4.- Ao final obtéñense dúas

moléculas de ADN idénticas:

cada unha delas ten unha cadea

vella e outra nova. Por eso

dicimos que a replicación do

ADN é semiconservativa.

LEMBRA:

- Os xenes son fragmentos de ADN que teñen a información necesaria para

fabricar unha proteína. Os xenes son secuencias de bases (ATTGCCTAG...)

e constitúen o xenotipo dunha persoa.

- As proteínas son as moléculas que fan as distintas funcións nas células.

Están formadas por 20 tipos de aminoácidos diferentes unidos en cadeas.

Dúas proteínas son diferentes en función da composición e orde dos

aminoácidos que as forman (secuencia de aminoácidos) Son as

responsables do fenotipo dunha persoa.

- A secuencia de bases do ADN se utilizará como molde para construir as

proteínas (secuencia de aminoácidos).

Como se utiliza a información xenética na célula?:

XENES E PROTEÍNAS: TRANSCRIPCIÓN E TRADUCCIÓN

Transcripción: a información xenética almacenada no ADN cópiase a

unha molécula de ARN chanmada ARNm (ARN mensaxeiro). O ARNm sae

do núcleo e vai ao citoplasma.

O ARN é unha molécula formada por unha cadea simple de nucleótidos. Os

nucleótidos de ARN teñen ribosa en lugar de desoxirribosa e U en vez de T.

Traducción: a información xenética que transporta o ARNm na súa

secuencia de bases é utilizada no citoplasma polos ribosomas para fabricar

proteínas.

Cada secuencia de 3 nucleótidos (CODÓN ou TRIPLETE) codifica para un

aminoácido.

Ala

CÓDIGO XENÉTICO:

- código de 3 letras (codón).

- UNIVERSAL: común a todos os seres vivos.

- DEXENERADO: cada aminoácido está codificado por máis dun codón (= o código

xenético é redundante)

- 3 codóns de stop sinalan a fin da síntese da proteína.

As MUTACIÓNS son cambios no ADNEstes cambios suceden AO AZAR e de xeito natural, ainda que algúns AXENTES

MUTAXÉNICOS incrementan a frecuencia coa que ocurren:

- RADIACIÓNS (raios X, gamma, UV)

- algúnhas sustancias químicas como o gas mostaza e moitos compoñentes do tabaco.

- contaminantes presentes no ambiente.

As mutacións en células somáticas

poden causar alteracións,

enfermidades (cancer...) pero SÓ AS

MUTACIÓNS NAS CÉLULAS

XERMINAIS (GAMETOS) PODEN

SER HERDADAS, É DICIR,

TRANSMITIRSE Á SEGUINTE

XERACIÓN

A maioría das mutacións son perxudiciais, ou incluso deletéreas para o individuo que as porta.

Pero algunhas poden ser beneficiosas e proporcionar ao individuo algunha vantaxe para sobrevivir e

reproducirse.

As mutacións aumentan a

diversidade xenética, o que

permite a EVOLUCIÓN da

especie.

1) Mutacións puntuais

(cambios nunha única base):

- insercións

- deleccións

- substitucións

TIPOS DE MUTACIÓNS:

As mutacións silenciosas non cambian a secuencia

de aminoácidos na proteína. Esto é posible grazas a

que o código xenético é dexenerado.

Un exemplo de mutación puntual: A ANEMIA FALCIFORME

Unha mutación no xen da hemoglobina produce unha proteína anormal

que fai que os glóbulos vermellos sexan ríxidos e con forma de fouce, en

lugar de flexibles e con forma de disco. Estas células poden bloquear o

fluxo sanguíneo nos capilares.

As mutacións tamén poden afectar a fragmentos de cromosomas (que

inclúen centos de xenes) ou incluso a cromosomas enteiros, ou a xogos

completos de cromosomas.

Os seres humanos temos 23 pares de

cromosomas, mentras que os outros primates

superiores teñen 24. Pénsase que o cromosoma

número 2 dos humanos é o resultado da fusión

de dous cromosomas ancestrais.

2) Mutacións cromosómicas estructurais e numéricas

Que é a Biotecnoloxía?A Biotecnoloxía é a utilización dos organsimos

vivos, ou das moléculas que obtemos deles, para

desenvolver productos de utilidade para a xente, a

industria ou o medio ambiente.

BIOTECNOLOXÍA

BIOTECNOLOXÍA VERMELLA:

Aplicada á SAÚDE: a tratar

enfermidades, deseñar

organismos para producir

antibióticos, terapia xénica, etc.

BIOTECNOLOXÍA AZUL:

Aplicada aos ORGANISMOS

MARIÑOS e de AUGA DOCE:

Aumentar a producción de

alimentos, control da

proliferación, etc

BIOTECNOLOXÍA VERDE:

Aplicada á AGRICULTURA: plantas

transxénicas resistentes a

pesticidas e enfermidades, con un

valor nutricional aumentado, ou

outras melloras.

BIOTECNOLOXÍA BRANCA:

Aplicada aos PROCESOS

INDUSTRIAIS: producción de

enzimas e outras sustancias

químicas.

E outras:

BIOINFORMÁTICA, etc

A BIOTECNOLOXÍA NA HISTORIA:

- Desde hai uns 10000 anos vense utilizando a

fermentación para producir viño, cervexa, e pan.

- A cría selectiva de animais como os cabalos ou os

cans leva séculos realizándose.

- O cultivo selectivo de alimentos como o arroz, millo

e trigo foi creando miles de variedades locais con un

rendemento mellorado en comparación cos seus

antepasados salvaxes.

Na actualifdade, a biotecnoloxía utiliza técnicas de ENXEÑERÍA XENÉTICA para

transferir xenes desde un organismo a outro para mellorar as súas propiedades

ou producir productos de utilidade. A enxeñería xenética ten algunhas vantaxes

importantes:

- Permite transferir única e precisamente o xen no

que estamos interesados, e non todo o xenoma.

- Ademáis, permite transferir xenes entre organimos de

diferentes especies.

O xen que é transferido desde un organismo a outro

chámase TRANSXEN. Os organismos obtidos a través

desta técnica chámanse ORGANISMOS

XENÉTICAMENTE MODIFICADOS (OMX), e o ADN

que contén fragmentos de diferentes orixes é un ADN

RECOMBINANTE.

Clonar un Xen: aillar un xen e producir moitas copias del noutro organismo.

Para esto poden utilizarse plásmidos procedentes de bacterias.

Despois da introducción do xen clonado na célula hospedadora, é posible facer

numerosas copias do xen de interés.

Os xenes clonados son útiles para a investigación básica, e a súas proteínas poden

ter diferentes usos:

- Conferir resistencia a herbicidas en plantas.

- Limpar residuos tóxicos.

- Producción de hormona de crecemento, insulina, vacinas, etc...

APLICACIÓNS DA BIOTECNOLOXÍA:

1.- PRODUCCIÓN DE MEDICAMENTOS

- Antibióticos

- Insulina humana

- Hormona de crecemento

- Factor de coagulación VIII

- Vacinas (Hepatitis A, B)

2.- TERAPIA XÉNICA

3.- BIOSENSORES:

Dispositivos analíticos que informan sobre parámetros do noso organismo mediante un

procedemento non invasivo

A oxidación enzimática da glicosa produce

peróxido de hidróxeno, que a súa vez xenera

electróns mediante un electrodo. A densidade

de corrente úsase para medir a glicosa que

hai na mostra.

4.- AGRICULTURA E PRODUCCIÓN DE ALIMENTOS:

A Enxeñería Xenética permite introducir un xen conocido (ou

uns poucos xenes) nunha planta, conferíndolle algunha

característica desexada que tradicionalmente se tería que

obter a través de cruzamentos aleatorios.

Mediante estas técnicas podemos obter novos cultivos (arroz, algodón, millo, soia,

tabaco, tomates, remolacha) con novas características como:

- resistencia a pestes ou a herbicidas

- maior tolerancia a condicións adversas (sequías,

temperaturas, salinidade)

- crecemento máis rápido, eficiencia máis alta

- novas aplicacións industriais: plásticos

biodegradables, bioplásticos, vacinas comestibles, etc.

Os billetes de Euro están feitos de algodón

transxénico.

O millo Bt incorpora un xen da bacteria do solo chamada Bacillus thuringiensis e

polo tanto é capaz de producir a “toxina Bt”, unha proteína que mata ás larvas dos

lepidópteros, en particular á do taladro.

Os agricultores utilizan o millo Bt como alternativa a ter que esparcir insecticidas por

todo o cultivo para controlar esta plaga.

A biotecnoloxía pode aplicarse a calquera dos pasos da cadea de producción de alimentos:

- melloras nos alimentos: arroz dourado (modificado xenéticamente para conter beta-caroteno,

unha fonte de vitamina A que pode evitar as cegueiras por desnutrición que sufren centos de

miles de nenos cada ano.

- novos productos con novos sabores e aditivos

- alimentos enriquecidos (en vitaminas, fibra...)

- detección de patóxenos

- detección de fraudes alimentarios

- É máis difícil técnicamente

desenvolver animais transxénicos que

plantas transxénicas.

- Para obter animais GM, introducimos

os xenes desexados no óvulo, para

que todas as células do animal o

hereden.

- Podemos producir así medicamentos

(como o factor IX no leite de ovella) ou

modelos animais para estudar

enfermidades humanas.

5.- BIOTECNOLOXÍA EN VETERINARIA

- Tamén se pode clonar un animal enteiro, introducindo o núcleo dunha célula dun

individuo no zigoto previamente enucleado doutro. A ovella Dolly foi o primeiro

animal clonado con este procedemento (1996-2003)

6.- BIOTECNOLOXÍA AMBIENTAL

- tratamento de augas residuais

- degradación dos hidrocarburos vertidos nas mareas negras ou

vertidos de petróleo

- eliminación de metais pesados do solo (As, Pb, Hg)

BIOCOMBUSTIBLES

- combustibles obtidos a partir de seres vivos ou de materia orgánica, que

axudan a reducir o uso dos combustibles fósiles

- BIODIESEL: fabricado a partir de sementes. Úsase mesturado co diesel

normal.

- BIOETANOL: un alcohol obtido a partir da fermentación dos azúcares

(caña de azúcar, remolacha, millo...)

- BIOGÁS: mestura de metano e dióxido de carbono, obtido a partir da

descomposición bacteriana de residuos orgánicos.

ASPECTOS SOCIAIS/ÉTICOS

- posibles efectos na BIODIVERSIDADE

- posible TRANSFERENCIA XENÉTICA desde as plantas transxénicas

ás plantas salvaxes

- posibles efectos na SAÚDE HUMANA ??

Qué pensas TI?