lunes, 4 de abril de 2011

INGENIERIA GENETICA

.Actividades sobre ADN recombinante:http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biotec/actividades/act5.htm ; sobre PCR:  http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biotec/actividades/act6.htm
Página Web para repasar con aplicaciones: http://www.arrakis.es/~ibrabida/biologia.html
Animación sobre las endonucleasas de restricción: http://highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120078/bio37.swf
Animación de los pasos para clonar un gen: http://highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120078/micro10.swf
Vídeo sobre el método Sanger de secuenciación del ADN:


sobre la técnica de la PCR:

5 comentarios:

  1. AVANCES EN LA REGENERACIÓN DEL CUERPO HUMANO

    El profesor Samuel Stupp obtuvo su Bachillerato en Química de la Universidad de California en Los Ángeles y su Doctorado en Ciencia de Materiales e Ingeniería en la Universidad de Northwestern en 1977. Fue miembro de la facultad en Northwestern hasta 1980 y luego trabajó 18 años en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign donde fue nombrado en 1996 Profesor Swanlund de Ciencia de los Materiales e Ingeniería, Química y Bioingeniería. En 1999 regresó a Northwestern como Profesor de la Junta Administradora de Ciencia de Materiales, Química y Medicina y posteriormente nombrado Director de Instituto de BioNanotecnología en Medicina de Northwestern.
    Al final del artículo os he incluido el enlace de su conferencia sobre los "Avances en la Regeneración del Cuerpo Humano en el Siglo XXI".

    Estos avances han aumentado la longevidad de los humanos en muchas regiones del globo. La longevidad es una aspiración fundamental de los seres humanos basada en nuestro fuerte instinto de sobrevivencia. Una expectativa común en países desarrollados es poder vivir todo un siglo pero con alta calidad de vida. El desarrollo de las tecnologías necesarias para alcanzar esta meta ofrece una gran oportunidad económica. Al mismo tiempo la combinación de longevidad y alta calidad de vida es esencial para la sostenibilidad, ya que las sociedades no podrán mantener una creciente población de centenarios con baja funcionalidad. Este objetivo requiere que la ciencia desarrolle nuevas estrategias para regenerar los tejidos y órganos del cuerpo humano dañados por trauma físico, enfermedad, defectos congénitos o vejez. Las nuevas estrategias enfocarán en problemas como la parálisis, la ceguera, la diabetes, el Alzheimer, el Parkinson y en muchos otras condiciones de alto costo para la sociedad.

    http://www.youtube.com/watch?v=n-u7y3Uygwo

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  2. LA IMPORTANCIA DEL ADN BASURA
    Las células de todos los seres vivos contienen ADN que no contiene instrucciones para codificar proteínas. Este ADN parece no tener función ninguna o muy escasa, por eso se le denomina ADN “basura”. Según recientes investigaciones esto no sería del todo cierto.
    Ahora Peter Andolfatto de la Universidad de California en San Diego afirma en un artículo publicado en Nature (20 de Octubre) que este ADN en realidad tendría un papel muy importante en la supervivencia del organismo y en la evolución de la especie.
    Andolfatto muestra que las regiones del ADN que no codifica proteína son importantes para mantener la integridad genética del organismo. En su estudio sobre la Drosophila melanogaster ( o mosca de la fruta) ha descubierto que esas regiones son afectadas de manera especial por la selección natural. Como los genomas de la mosca, del gusano y del hombre son similares, es de esperar que las diferencias evidentes entre estas especies esté condicionada por este ADN “basura” según Andolfatto.

    La secuenciación de los genomas de la mosca de la fruta, del hombre o del nematodo ha revelado que son muy parecidos desde el punto de vista “proteico”, conteniendo un número similar de genes. Pero las mayores diferencias parecen estar en el ADN que no codifica proteínas, más que en el número de genes. Este investigador ha usado un análisis poblacional genético para mostrar que estas regiones de ADN no codificante evolucionan más lentamente de lo esperado cuando están sometidas a la presión de la selección natural, permaneciendo muy estable en el tiempo. Este patrón parece mostrar una resistencia a las mutaciones, pues entre el 40% y el 70% de las nuevas mutaciones que aparecen en estas regiones fallan a la hora de incorporarse a la especie.
    Todo esto sugiere que estas regiones no codificantes no son basura y que deben de realizar una función importante en el organismo que, de momento, es desconocida.

    Además ha hallado regiones “basura” que exhiben una inusual cantidad de divergencia funcional genética entre diferentes especies de Drosophila. Esto implica que, al igual que los cambios en las proteínas, los cambios en el ADN no codificante pueden jugar un papel importante en la evolución de nuevas especies.

    La evolución sobre las proteínas se ha enfatizado tradicionalmente como el factor clave de la evolución del genoma y en la evolución de las especies, pero el hecho de que seres con genomas parecidos desde el punto de vista proteico difieran tanto en aspecto (chimpancé y humanos por ejemplo) ha hecho a los investigadores especular sobre la posibilidad de que cambios en la regulación de los genes más que cambios en los genes mismos son los que producen las diferencias adaptativas. Según este investigador, sus resultados avalan esta idea ya que ha demostrando que los cambios en la regulación han jugado un importante papel en la evolución de las distintas especies de Drosophila.

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  3. Modificación de espectros visibles.
    Muchos animales disponen de capacidades sensoriales vedadas al ser humano. Los hay capaces de sentir los campos magnéticos, de ver en infrarrojo o en ultravioleta, de escuchar ultrasonidos o infrasonidos, de percibir los cambios de presión, de responder a una señal eléctrica, de ver en un ángulo de 240º o de detectar una sola molécula olorosa. Por supuesto, todas estas cualidades responden a la existencia de genes específicos encargados de desarrollar los órganos, los receptores o las proteínas responsables de estas sensaciones que nos están vedadas, así que, gracias a la biotecnología, existe la posibilidad de dotar de semejante sensibilidad a un animal que carezca de ella.
    La mayoria de las especies de ratones, por ejemplo, son capaces de ver en la longitud de onda del ultravioleta y en la mayor parte del espectro visible para nosotros, excepto el color rojo. Michael Crognale y Samir Deeb, de la Universidad de Washington en Seattle, introdujeron en embriones de ratón el gen correspondiente a la visión en este color(ya que produce un fotopigmento que responde a esta longitud de onda), localizado y secuenciado a partir del genoma humano. Los ratones que integraron este gen en sus cromosomas fueron capaces de distinguir este color e incrementaron su campo de visión a esta región. Gracias a ello, ahora ven más que los otros ratones y, como siguen viendo en ultravioleta, su espectro visual es probablemente el más amplio entre todos los animales superando al ser humano en un 20%.
    El interés de los investigadores es estudiar el funcionamiento de la conexión entre el ojo y el córtex visual del cerebro. El experimento abre,sin embargo, perspectivas mucho más ambiciosas, ya que de la misma manera se podría dotar a una persona de la capacidad para ver en infrarrojo, lo que le permitiría una visión nocturna excelente. A pesar de estas perspectivas, las legislaciones y los códigos bioéticos actuales no permiten realizar semejantes operaciones en humanos, aunque la posibilidad queda abierta para el futuro.

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  4. Las enzimas de restricción o endonucleasas de restricción fueron descubiertas por los microbiólogos Werner Arber, Daniel Nathans y Hamilton Smith lo que condujo al desarrollo de la ingeniería genética y a su rama: la tecnología de ADN recombinante. Estas enzimas son producidas por bacterias, y las protegen de los ADN extraños, como por ejemplo del ADN que proviene de los virus bacteriófagos, ya que estas se encargan de degradarlo cortándolo en pequeños fragmentos. No son capaces de degradar el propio ADN de la bacteria porque este se encuentra protegido por grupos metilo adicionales que son capaces de bloquearlas.
    Se conocen aproximadamente unas 1.200 enzimas de restricción, pero sólo algunas de ellas se utilizan en la ingeniería genética. Se nombran según el nombre del organismo del que se obtengan así por ejemplo la enzima de restricción EcoRi se extrae de la bacteria Escherichia coli, mientras que la Haell se extrae de la Haemophilus influenzae.
    Otra aplicación de las enzimas de restricción distinta a la obtención de ADN recombinante es en el diagnóstico de enfermedades genéticas. Este es uno de los campos donde ha tenido mayor repercusión el uso de este tipo de enzimas. Estas enfermedades genéticas tienen que estar relacionadas con cambios en la secuencia de ADN, ya sean mutaciones puntuales, inserciones o deleciones de fragmentos. Si éstas se producen en un sitio de reconocimiento de la enzima de restricción, al producirse eliminarán o agregarán nuevos sitios de corte. Al aplicar esta enzima al gen de una persona sana y una enferma se deberían observar distintas cantidades de fragmentos para cada caso en una electroforesis. http://www.youtube.com/watch?v=yDGA8n1oJ5Q&feature=player_embedded

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  5. Frederick Sanger, dos veces Nobel de Química
    Recibió sendos galardones por desvelar la estructura de la insulina y por poner a punto la técnica que permitió la secuenciación del genoma


    El gran descubrimiento de la biología del siglo XX es que la vida está basada en secuencias de pequeñas moléculas. Como la literatura se basa en secuencias de letras, o la computación en secuencias de ceros y unos. Los genes son ristras de bases (a, g t, c, las cuatro letras del ADN), y de su secuencia exacta (gtaactc…) deriva su significado. Y el significado son las proteínas, de cuya secuencia de aminoácidos depende por completo su función, aunque solo después de un plegamiento en 3D que genera un caleidoscopio de geometrías complejas y sutiles. La vida es forma, pero la forma se codifica como secuencia, al igual que en la literatura. El científico que logró leer esas secuencias de las proteínas y los genes, los textos que subyacen a toda biología, Fred Sanger (Rendcomb, Inglaterra, 1918) murió el martes en Cambridge, Reino Unido.
    Sanger vivió en primera persona los grandes avances de la biología molecular, la revolución de las ciencias de la vida que se gestó en el ecuador del siglo pasado, y de la que provienen directamente los actuales proyectos genoma. Siempre estuvo muy atento no solo a los saltos conceptuales de ese campo —en Cambridge trabajó muy cerca de Max Perutz, Francis Crick y otros de sus artífices—, sino también a las innovaciones técnicas que podían llevar a la práctica esas ideas. Los avances técnicos que logró Sanger le han convertido en uno de los cuatro científicos que han recibido dos premios Nobel, y el único que ha logrado dos veces el de Química.
    Alguien debería compilar una lista de hijos de médico que le salan rana a sus padres y se hacen científicos. Darwin es un caso notorio, Sanger otro. Tanto su madre, que venía de un linaje que había hecho fortuna con la manufactura del algodón, como el resto de su familia esperaban que siguiera el ejemplo de su padre, llamado como él Frederick Sanger, y se hiciera médico como las personas respetables. Pero el joven Fred, en 1936, se matriculó en el St. John College de Cambridge para estudiar Física y Química. Su carrera ha seguido asociada a esa ciudad británica hasta su muerte.
    Los primeros trabajos de Sanger se centraron en la insulina, una pequeña proteína. En los cuarenta, muchos bioquímicos pensaban que las proteínas no eran entidades químicas limpias, sino mezclas complejas y variables, y por tanto impermeables al análisis químico. Sanger mostró que se equivocaban en un análisis detectivesco que le llevó a determinar en qué consistía la estructura de la insulina, y de paso de cualquier otra proteína. Demostró que las proteínas eran rosarios de aminoácidos y aportó de paso la primera secuencia de una proteína, la insulina. Por este trabajo recibió su primer Nobel, en 1958.
    Su segundo Nobel llegó 22 años más tarde, en 1980, y, por expresarlo con brutal brevedad, fue por hacer lo mismo con la otra gran macromolécula biológica, el ADN, que constituye los genes. Como antes con la insulina, Sanger logró esta vez un método brillante y eficaz para leer (secuenciar, en la jerga) el ADN. Este es el fundamento de esas ya célebres tgaagcct… que, en número de 3.000 millones, constituyen nuestro genoma, y el de cualquier otro ser vivo del planeta Tierra.
    El método de Sanger para secuenciar ADN no fue el único —y así lo reconoció la Academia Sueca al hacerle compartir el premio—, pero, visto en retrospectiva, es probablemente el que ha resultado más útil y fructífero. La tecnología para secuenciar ADN ha dado un salto de gigante en los últimos años, pero hasta hace poco ha seguido utilizando el método de lectura de Sanger. También puede decirse que la técnica de Sanger es la más elegante, pues se basa en principios biológicos muy fundamentales. Más que imponerse a la naturaleza, toma partido de ella, o la engaña como los buenos yudocas.
    El nodo británico del proyecto genoma público se llama Sanger. No podía ser de otra forma.

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