Formulario

Aquí os dejo una serie de preguntas para poder realizar un debate y poder opinar sobre el tema de la genética.

1. ¿Qué piensa sobre el desarrollo de la clonación? ¿es eficaz?
2. ¿Está de acuerdo con la clonación de los seres humanos?
3. ¿Cree que debería ser ilegal la clonación de seres humanos?
4. ¿Qué opina de la clonación de órganos? ¿es una buena solucíón para las personas que necesitan un transplante?
5. ¿Está de acuerdo con la investigación y la aplicación de las células madres sobre los enfermos?

Código genético

Realizado en la década de los 60 del siglo pasado.

1. Se sintetizó una proteína en el tubo donde se encontraba el aminoácido correspodiente al triplete del ARNm sintético investigado. 
2. Se comenzó preparando ARNm sintéticos, formados por una sola base, cada uno.
3. Se preparó un extracto celular a partir de la bacteria Escherichia coli,  donde se encontraban ribosomas, enzimas y otras moléculas necesarias para la síntesis de proteínas.
4. Se prepararon 20 tubis de ensayo donde se colocaron un tipo de ARNm sintético, el extracto celular y un tipo de aminoácido distinto en cada uno.

Así se averiguaron los aminoácidos codificados por los tripletes UUU, AAA, CCC y GGG. Sin embargo, faltaban 61 tripletes por codificar.  Para ello se prepararon ARNm con mezclas de varios nucleótidos y en diferentes proporiones, de manera que se veían las diferentes tipos de tripletes. En los casos dudosos se sintetizaba el ARNm con tripletes concretos repetidos que formaban polímeros.

Biotecnología

Biotecnología: campo de aplicación de la biología que utiliza organismos vivos en benefico humano. Tipos:

BIOTECNOLOGÍA TRADICIONAL 

Se basa en el empleo de microorganismos para la obtención de productos útiles. Se encuentran:

• El pan: producto biotecnológico en el que participa la levadura Saccharomyces cerevisiae.
• Productos lácteos: con leche y algunos bacterias se obtiene productos lácteos (queso y yogur).
• Bebidas alcohólicas: se producen con fermentación (Saccharomyces cerevisiae que utiliza como sustrato diversos glúcidos).

• Vacunas: microorganismos o parte de ellos sin virulencia.
• Antibióticos: producidos por microorganismos como ciertos mohos.
• Productos químicos industriales: microorganismo producen sustancias que se utilizan enla industria.

También se han utilizado microorganismos en la conservación del medio ambiente:

• Descomposición de materia orgánica (microorganismos).
• Plantas de tratamientos de aguas residuales (bacterias).
• Algunas bacterias almacenan moléculas parecidas a los plásticos como reserva (bioplásticos). Estos son biodegradables.

BIOTECNOLOGÍA ACTUAL
Basada en logros obtenidos por la ingeniería genética.

• Aplicaciones agrícolas y ganaderas: Modificación de plantas y animales con la finalidad de obtener una mejora en la producción de alimentos humanos.

1. Clonación: 

> Obtener varias copias de un gen (clonación génica) : Se fragmenta el ADN con ezimas de restricción y se aísla del gen. Se obtiene un vector bacteriano. Se forma un ADN recombinante con la participación de una enzima ligasa. Se introduce en la célula hospedadora y se selecciona el clon deseado y se producen las células.

> Conseguir organismos genéticamente iguales (clonación de organismos). Los animales clónicos se pueden conseguir separando células embrionarias o implantando un núcleo en un óvulo al que se ha extirpado el suyo: se extrae un óvulo inmaduro de una oveja y se elimina su nícleo. Se sustituye el núcleo del óvulo por el de una célula somática de otra oveja mediante fusión celular. Se implanta el embrión obtenido en una tercera oveja que lleva el embarazo y la oveja que nace es idéntica a la oveja donadora del núcleo.

      2. Obtención de plantas y animales transgénicos: son animales o plantas con genes procedentes de otro organismo, co lo cual adquieren características que no posee la especie original.

>Se corta el ADN y se selecciona el fragmento que porta el gen para la síntesis de una sustacncia insecticida. Se introduce el ADN de la bacteria en la célula vegetal. se inserta el material genético de la bacteria en el ADN de la planta. Se cultivan las plantas en el laboratorio y se obitenen plntas resistentes al insecto.

>Para llevar a baco la fecundación los peces liberan sus células sexuales al agua. Al poco de la fecundación los embriones reciben una microinyección de ADN con la información deseada y son peces trangénicos (ADN extraño en el suyo propio).
      

APLICACIONES BIOSANITARIAS

•  Obtención de insulina humana: Se extrae el plásmido de una bacteria. Se aísla el gen que codifica la insulina humana. Se introduce el gen en el plásmido. Se introduce el plásmido modificado en una bacteria. Las bacterias se reproducen con rapidez. Estas bacterias producen insulina humana. La insulina se   emplea para tratar la diabetes.

• Prevención de enfermedades genéticas: Se utiliza un cultivo celular con el óvulo fecundado. Se introduce en el cultivo un vector con el gen sano. Se obitiene un cultivo trasformado y se extrae el núcleo de la célula corregida y se introduce en un óvulo sin núcleo.

• Terapia génica: para la curación de enfermedades de origen génica es necesario: La enfermedad esté causada por una anomalía génica. Se haya localizado el gen defectuosos. Se pueda clonar el gen normal no defectuoso. La introducción de este gen sea técnicamente posible. El gene se exprese correctamente y no haya reacciones adversas. Para ello se inserta el gen humano normal en virus del resfriado común. Se realiza un cultivo de los virus. Los virus se introducen en un inhalador y llegan a los pulmones. La información genética de los virus se incorpora a la de las célula pulmonares, que adquieren el gen normal.

• Utilización de transgénicos: Se seleccionan y se extraen ciertos genes bacterianos. Se introducen en células de una planta. Se integran los genes de la bacteria en el núcleo celular. Se realizan cultivos en laboratorio y se obtienen plátanos que sirven como vacunas.

Genoma Humano

• Genoma humano: conjunto de genes de un organismo. En el se  encuentra toda la información biológica que identifica una especie. 
• Conocer el genoma significa:

1. Averiguar la secuenica completa de bases nitrogenadas de su ADN.
2. Localizar y situar todos los genes en los cromosomas.
3. Comprender las relaciones entre los genes.
4. Descubrir e identificar genes antes desconocidos.

A principios de los años 1990 comenzó la investigación llamada Proyecto Genoma Humano. En abril de 2003 se completó toda la secuencia de nucleótidos del genoma humano. Hoy día se sabe:

• Nuestro genoma haploide contiene 3000 millones de pares de bases nitrogenadas lo que equivale a unos 30000 genes.
• El 99,9% de estos genes son iguales en todas las personas, nos diferenciamos en un 0,1%.
• El 90% del genoma no tiene una función codificante conocida. Se piensa que parte de este ADN puede corresponder a restos genéticos de nuestros antepasados.

Ingeniería genética

• Ingeniería genética es el conjunto de técnicas que permiten manipular el material genético.
• Manipulación de genes:

1.  Se localiza el gen que se quiere manipular (atendiendo a su secuencia de nucleótidos).
2. Se aísla el gen con unas enzimas (endonucleasas de restricción) que cortaran el ADN por lugares específicos.
3. Se une el gen a una molécula de ADN transportador (vector) de una bacteria o virus. Esta unión se denomina ADN recombinante.
4. Se introduce el ADN recombinante en una célula para que el gen se exprese y se sintetice la proteína correspodiente.

• Copias de un gen:

1. Se separan las ods hebras del ADN que se quiere copiar (calentamos la muestra).
2. Se sintetiza la hebra complementaria de cada una de las hebras separadas (se utiliza enzima ADN polimerasa).
3. Se vuelven a separar las hebras de las dobles hélices formadas.
4. El ciclo se repita hasta conseguir varias copias del ADN incial ya que las replicaciones siguen un proceso exponencial.

APLICACIONES DE LA INGENIERÍA GENÉTICA

• En investigación biológica: por ejemplo, introdución de un gen humano que produce cáncer en células de ratón, para investigar esta enfermedad.
• En investigación policial y medicina forense: por ejemplo, identificación de los supuestos implicados en un hecho delictivo.
• En pruebas de paternidad: por ejemplo, investigación de una supuesta paternidad mediante la comparación de muestras de ADN.
• En estudios históricos y arqueológicos: por ejemplo, el ADN de restos humanos puede ofrecer  una valios información sobre la persona a la que perteneció. 

  IMPLICACIONES DE LA INGENIERÍA GENÉTICA
  Es posible modificar la información genética y adaptarla al interés humano. Implicaciones:

• Las expectativas sobre el tratamiento de las enfermedades genéticas abren una vía de esperanza.
• La modificación genética de plantas y animales podrá mejorar las fuentes de alimentación.

Hay una serie de problemas y consecuencias éticas como la posibilidad de interferis las características de los hijos y la obtención de seres humanos modificados. La polémica que surge es ¿cuáles son los límites de esta investigación?. Hoy día no hay una legislación sobre estos temas.

Información genética

LA EJECUCIÓN DEL MENSAJE GENÉTICO

• Gen: segmento de ADN que contiene la información necesaria para la síntesis de una proteína. 

• Proteínas: moléculas grandes, con funciones importantes (estructurales, biológica...)  y poseen enzimas.

• Enzimas: proteínas que permiten que se realicen las reacciones bioquímicas que se producen en los seres vivos. (las reacciones enzimáticas producen las características anatómicas y funcionales propias de un organismo vivo)

• Proteínas: formadas por otras moléculas (aminoácidos). Hay 20 tipos de aminoácidos y las diferentes proteínas dependen del número y el orden). 

• Ribosomas: realizan la síntesis de la proteína. Interviene el ARN  (ácido ribonucleico) que lleva la información al citoplasma. 

 
• ARN: cadena sencilla con ribosa en vez de desoxirribosa y su base es de uracilo (U). Tipos de ARN: 

1.  ARN mensajero (ARNm): copia del mensaje genético del ADN necesario.
2. ARN RIBOSÓMICO (ARNr): parte de ribosomas donde se unen los aminoácidos para formar cadenas proteicas.
3. ARN transferente (ARNt): trasporta hasta los ribosomas los aminooácidos necesarios. 

• Etapas de la síntesis: 

1. TRADUCCIÓN:  Se forma la copia y es más pequeña por tanto puede salir del núcleo. ARNm se sitúa sobre los ribosomas. ARNt transporta los aminoácidos libresdel citoplasma hasta los ribosomas (según orden en clave de codones). Cada molécula de ARNt es específica para cada aminoácido. Los ribosomas recorren la de cadena de ARNm y unen aminoácidos en un orden y es leído en forma de proteína. Para cada proteína existe un ARNm distinto y un fragmento de ADN distinto con la información necesaria.  
2. TRANSCRIPCIÓN:    Se abre la doble hélice del ADN. Los nucleótidos complementarios se sitúan enfrente de las dos cadenas. Se copia una de las dos cadenas de ADN. Se obtiene una cadena de ARN.

EL CÓDIGO GENÉTICO
Relación entre la secuencia de bases nitrogenadas del ADN o ARNm y la secuencia de los aminoácidos que constituyen una proteína.
Tres bases nitrogenadas consecutivas (triplete) forman cada señal que codifica para un aminoácido. Los tripletes del ADN (codógenos) y tripletes del ARNm (codones). 
 Es una secuencia lineal de bases nitrogenadas. No hay separaciones entre los sucesivos codones. Es universal (mismo para todos seres vivos). Un mismo aminoácido puede ser codificado por más de un codón.

ADN y la molécula de la herencia

INTRODUCCIÓN

• Los genes son los portadores de la información biológica. El número cromosómico en las células sexuales es la mitad del número que existe en las demás células, por esto se pensó que los genes estaban en los cromosomas, pero no se supo en concreto qué molécula era la de la herencia. 

• Hoy sabemos que un gen está formado por una molécula llamada ADN (ácido desoxirribonucleico), que es portadora de la información que dota a una célula y a un organismo de sus características biológicas. 

• ADN: base de la cromatina y  formado por la unión de muchas moléculas (nucleótidos). Cada nucleótido formado por tres moléculas más: desoxirribosa, base nitrogenada y ácido fosfórico. Los nucleótidos se diferencian por su base nitrogenada que puede ser: adenina (A), citosina (C), timina (T) y guanina (G). La unión de nucleótidos forma una cadena (se alternan desoxirribosas y ácidos fosfóricos y las bases nitrogenadas quedan colgando de las desoxirribosas).  

•  ADN: constituido por dos cadenas de nucleótidos formando una doble hélice. La unión de las cadenas es a través de las bases nitrogenadas (adenina-timina y citosina-guanina). En una céula humana existen 4 metros de ADN.

 
                                       


LA DUPLICACIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA

  En la división de la célula debe llevar el mismo material genético por ello debe duplicarse el ADN .

1.  La doble hélice se abre y las dos cadenas de separan (nucleótidos libres)
2.  A cada hebra separada se le acoplan los nucleótidos (bases complementarias a las bases de la hebras)
3. Forman cadenas.
4. Dos copias idénticas del ADN.