Genes y manipulación genética

1. Genes y manipulación genética Rubén Cuevas Sanz Pablo García Asenjo Biología y Geología 4 Eso A

2. Índice • ADN como material de los genes • Información del ADN • Importancia del ADN en la herencia • Cambios en la información genética(mutaciones) • Ingeniería genética • Organismos transgénicos • Aplicaciones y desafíos de la ingeniería genética • Proyectos genoma

3. ADN: material de los genes El material hereditario: los cromosomas están formados por dos tipos diferentes de moléculas: proteínas y ADN o ácido desoxirribonucleico. Múltiples estudios revelan que de estos dos componentes el ADN es el material hereditario. Él ADN es un compuesto que se tiñe muy bien con un colorante rojo(fucsina) Se sitúa en En la interfase todo el núcleo aparece coloreado. Se observa que las moléculas de ADN forman filamentos muy finos y largos. En la mitosis cada molécula de ADN se compacta y se enrolla sobre sí misma, en las primeras fases están constituidas por dos moléculas de ADN idénticas.

4. Información del ADN El ácido desoxirribonucleico, abreviado como ADN, es un ácido que contiene instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos, y es responsable de su transmisión hereditaria. El papel principal de la molécula de ADN es el almacenamiento a largo plazo de información. Muchas veces, el ADN es comparado con una receta, o un código, ya que contiene las instrucciones necesarias para construir otros componentes de las células, como las proteínas y las moléculas de ARN. Los segmentos de ADN que llevan esta información genética son llamados genes. GEN: Segmento del ADN, que lleva codificada la información para un determinado carácter.

5. ¿Qué información llevan los genes? Un gen es un segmento del ADN que contiene la información necesaria para construir una determinada proteína que, a su vez, controla la aparición de un determinado carácter. ¿CÓMO ESTÁ CODIFICADA EL ADN? El ADN contiene información para que una célula pueda fabricar miles de proteínas, lo que mucha información. El código o clave que utiliza el lenguaje del ADN se conoce como código genético. Es muy sencillo y en él cada trío de nucleótidos forman un triplete que constituye una “palabra” con la que se puede “nombrar” a uno de los 20 aminoácidos que forman las proteínas.

6. Traducción del mensaje genético. Se hace una copia del segmento de ADN, que lleva información para fabricar proteínas. Después, en el citoplasma se produce la proteína correspondiente.

7. IMPORTANCIA DEL ADN EN LA HERENCIA La información del ADN es idéntica para todas las células del individuo y se transmite en cada división celular con toda exactitud para lograrlo antes de cada división celular, cada molécula de ADN hace una réplica de sí misma es el proceso llamado replicación Como se aplica • Las uniones entre las parejas de nucleótidos complementarios se rompen y las dos cadenas de la doble hélice se separan como lo hace una cremallera • Cada cadena sirve de molde para fabricar una nueva cadena complementaria, acoplando los nucleótidos correspondientes.

8. Cambios en la información genética: mutaciones. • Mutación: Aparición espontánea de cambios en la información que contiene el ADN. Este nombre se usa para nombrar tanto el proceso de cambio como el resultado. • Las mutaciones pueden ser estimuladas mediante algunos agentes, denominados agentes mutagénicos. Pueden ser: • Radiaciones, como los rayos X, la luz ultravioleta o la radiación atómica. • Sustancias químicas, como las dioxinas que se originan en los procesos de fabricación de pesticidas y disolventes o como el gas mostaza, una de las armas químicas más conocidas y potentes.

9. ¿SE HEREDAN LAS MUTACIONES? Una mutación puede suceder en cualquier célula del organismo. Si ocurre en una célula no reproductora, la mutación desaparecerá con la muerte de la célula o del organismo. Sin embargo, estas mutaciones pueden producir tumores. Las células de un tumor canceroso proceden de una célula que ha sufrido un o varias mutaciones. Si se produce en las células reproductoras, la mutación se transmitirá de generación con la reproducción. La célula huevo formada con el gameto portador de la mutación se transmitirá a todas las células del nuevo organismo y este podrá transmitirla a su descendencia.

10. Ingeniería genética La ingeniería genética es la capacidad de reproducir y modificar de forma artificial en el laboratorio los procesos de: se comprende que la molécula era capaz de contener información y Etapas de la ingeniería genética 1. Localizar el gen que se desea transferir; en este caso es el gen humano de la insulina situado en el cromosoma 11 2. Aislar el gen, para ello, utilizaremos enzimas que cortan el ADN por lugares precisos, "tijeras moleculares “ 3. Insertar el gen en otro segmento del ADN que actúa como vector. El ADN resultante es el ADN recombinante. 4. Introducir el ADN recombinado en la célula receptora; en este caso es una bacteria 5.Confirmar que la célula receptora es capaz de fabricar la proteína correspondiente, la insulina 6.Clonar el gen. Se clona del gen al multiplicarse las bacterias, y así se obtiene gran cantidad de insulina.

11. ORGANISMOS TRANSGÉNICOS • Un organismo cuyo genoma se ha modificado se denomina organismo genéticamente modificado (OGM). • Los OGM pueden ser organismos procarióticos, por ejemplo las bacterias que han incorporado el gen de la insulina humana, o eucarióticos. Los OGM eucarióticos a los que se les han incorporado genes procedentes de otras especies se denominan organismos transgénicos. • Ejemplos de organismos transgénicos 

12. Ejemplos de Organismos transgénicos. • Los dos salmones son de la misma especie; sin embargo, el de detrás es un salmón transgénico, por lo que es mucho más grande y produce más carne.

13. Ejemplos de Organismos transgénicos. • Esta raza de gato, el gato sphynx, fue creada artificialmente. Es un animal transgénico, que una persona con alergia al pelo de gato podría tener como mascota.

14. Aplicaciones y desafíos de la ingeniería genética La biotecnología es la utilización de los seres vivos o de sus productos con fines comerciales o industriales. Las principales áreas de la biotecnología son: La salud humana que destacan los productos farmacéuticos, alimentos con características. Especiales y órganos para trasplantes. La agricultura y ganadería que destacan la obtención de cultivos resistentes, la mejora de plantas y animales. Y el medioambiente que destaca la biorremediación. Los riesgos de la biotecnología moderna son el medioambiente que pueden transferir sus genes de forma accidental a organismos naturales, podrá surgir bacterias patógenas resistentes a los antibióticos, la salud de las personas pueden ser la causa de reacciones alérgicas si no están debidamente etiquetados .

15. Los Proyectos Genoma GENOMA: totalidad de la información genética que posee un organismo o una especie en particular. El genoma en los seres eucarióticos comprende el ADN contenido en el núcleo, organizado en cromosomas, y el genoma mitocondrial. Hitos en la investigación de los genomas.

16. El Proyecto Genoma Humano El proyecto genoma humano (PGH) empezó a funcionar en el año 1990 bajo la dirección de James Watson.  Fue un proyecto de investigación científica con el objetivo fundamental de determinar la secuencia de pares de bases químicas que componen el ADN e identificar y cartografiar los aproximadamente 20.000-25.000 genes del genoma humano desde un punto de vista físico y funcional. OBJETIVOS: Secuenciación (Se trataba de averiguar la posición de todos los nucleótidos del genoma (cada una de las cuatro posibles bases nitrogenadas típicas del ADN) y Cartografía (consistía en localizar los genes en cada uno de los 23 pares de cromosomas del ser humano).

17. APLICACIONES DEL PGH • Del conocimiento del Genoma Humano se esperan aplicaciones directas en el campo de la salud. • Algunas, como el diagnóstico de enfermedades hereditarias o la fabricación de medicamentos más eficaces y personalizados, comienzan a ser una realidad. • Otras, como la terapia génica, que consiste en la posibilidad de sustituir el gen responsable de una enfermedad por su alelo normal, son una esperanza para el futuro.

18. FIN