BIOTECNOLOGÍA

    BIOTECNOLOGÍA  

1. ¿A qué se denomina biotecnología tradicional?
2. Aportar ejemplos de productos que se obtiene a través de la biotecnología tradicional, y que se emplean en diferentes industrias.
3. Explicar cuál es la función de las enzimas y dar ejemplos de enzimas que se emplean en productos biotecnológicos.
4. ¿Cuál es la principal diferencia entre la biotecnología tradicional y la moderna?
5. Enumerar ejemplos de productos obtenidos por biotecnología moderna. 

1. se denomina biotecnología tradicional a la obtención y utilización de los productos del metabolismo de ciertos microorganismos. Se puede definir la biotecnología tradicional como “la utilización de organismos vivos para la obtención de un bien o servicio útil para el hombre”. 

2. La biotecnología se aplica a diferentes ramas de la industria: alimenticia, textil, detergentes, combustibles, plásticos, papel, farmacéutica.  En general lo que se usa son productos del metabolismo de los microorganismos. Por ejemplo, algunas de las aplicaciones de la biotecnología tradicional a la industria son:

•  El  alcohol que se puede usar para la industria alimenticia o farmacéutica, pero también se puede usar como combustible (en Brasil se produce alconafta a partir de la caña de azúcar).
•      Producción de yogures probióticos en los que se usa el microorganismo entero que está presente en el producto final.
•   A partir de microorganismos se pueden fabricar ácidos orgánicos para diferentes aplicaciones, como el ácido cítrico para endulzar gaseosas y golosinas.
•   Muchos antibióticos son fabricados por microorganismos, como la penicilina que la fabrica un hongo de la familia penicillium.
•      Los plásticos son polímeros de diferentes estructuras químicas. La mayoría de ellos se producen a partir de derivados de petróleo. Pero hay microorganismos que fabrican polímeros que son biodegradables.    

3.  Las enzimas son proteínas que tiene la función de catalizadores biológicos, que aceleran reacciones químicas, haciendo que el proceso sea más rápido y eficiente que cualquier otro proceso químico. Las enzimas se utilizan habitualmente en los detergentes o polvo para lavar la ropa. Por ejemplo, lipasas para sacar manchas de grasas, proteasas para sacar manchas de proteínas,  etc. Cada tipo de enzima tiene un rango de temperaturas dentro del cual es activa. En la temperatura óptima actúa al 100% y al alejarse de esa temperatura disminuye su función. Para determinados procesos en los cuales se necesitan temperaturas extremas, se van a emplear enzimas provenientes de organismos extremófilos que pueden actuar a temperaturas extremas (altas o bajas). Por ejemplo, la ropa de hospital que requiere esterilización se lava con productos que tengan enzimas que funciones a temperaturas altas, mientras que el lavado en agua fría emplea enzimas provenientes de microorganismos que se desarrollan en temperaturas bajas.

 

•   En la industria alimenticia también se usan enzimas. Por ejemplo en la etapa final de la fabricación de jugos cuando hay que sacar los restos de pepitas de frutas antes de la pasteurización, se emplea la enzima pectinasa que degrada la pectina, el principal componente de la semillas.
•  Las enzimas también se usan en la industria textil para ablandar los jeans. En este caso se usa celulasa, que degrada la celulosa que es el principal componente de las células vegetales (entre ellas, las células del algodón que es el principal componente de la tela de jean). Mediante un proceso controlado (temperatura, tiempo, cantidad y tipo de celulasa) se logran diferentes texturas de jean. También se usa la enzima celulasa en la industria del papel (que está formado por celulosa) para lograr diferentes texturas.  

 4. la principal diferencia entre biotecnologia tradicional y moderna es que la  biotecnologia tradicional usa organismos para la obtención de un producto útil para la industria y la biotecnologia moderna es la que emplea las técnicas de ingeniería genética. 

5.  Ejemplos: 

•   produce insulina humana en bacterias. 
•  mejora el tratamiento de la diabetes 
• quimozima.
• mejorar el tratamiento de los cultivos.

LINEA DE TIEMPO

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LA FECUNDACIÓN Y EL DESARROLLO EMBRIONARIO

 morula 

blastula 

CÉLULAS MADRES

CÉLULAS MADRES 

Guía de preguntas: 

1.       ¿Qué son las células madre? ¿en qué se diferencian de otras células del organismo? ¿Por qué se llaman ¨madre¨?

2.       ¿en qué momento del desarrollo del embrión aparecen?  ¿En qué parte del organismo se pueden encontrar?

3.       ¿De dónde obtienen los científicos, células madres para investigar? ¿Qué tipo de estudios se realizan?

4.       ¿Qué beneficios trae investigar con células madres?

5.       Que tipos de enfermedades podrían tratarse a partir del conocimiento que se busca obtener estudiando las células madre?

6.       Elegir un ejemplo y explicar concretamente como el estudio podría brindar información para tratar dicha enfermedad.    

     DESARROLLO:

1

1. las células madres son células que se encuentran en todos los organismos multicelulares y que tienen la capacidad de dividirse (a través de la mitosis) y diferenciarse en diversos tipos de células especializadas y de autorrenovarse para producir más células madre.

 Éstas pueden clasificarse según su capacidad de diferenciación entotipotentes, pluripotentes, multipotentes y unipotentes. En los mamíferos, solo el cigoto y las células embrionarias jóvenes son totipotentes, mientras que en las plantas y hongos, muchas células son totipotentes.

Totipotenciales:

• producir otro organismo.
• Provienen de mórula.
• Se reproducen a sí mismas.

Multipotenciales:

• se reproducen a sí mismas. 
• Generan diversos tipos de tejidos. 
• Provienen de la glastula y blandula. 
• No pueden  generar tejidos placentario. 

Pluripoteciales: 

•  Se extraen del cordón umbilical en la médula ósea, y otros lugares.
•  Pueden reproducirse a sí mismas.

las células se llaman madre porque se debe a que a partir de las células madre obtenidas de un embrión se pueden conseguir células pluripotenciales las que a su vez pueden general células especificas de un tejido u órgano, por ejemplo células sanguíneas, en fin se les llama células madre ya que a partir de ellas se puede obtener muchas células especializadas capaces de restauras tejido dañado.

2. Aparecen en las primeras etapas del desarrollo embrionario, cuando ocurren las primeras divisiones de un óvulo fertilizado, es decir desde el cigoto hasta la fase de mórula.
Se pueden encontrar en el blastocito, más específicamente en la masa celular interna. 

• En el feto se pueden encontrar en el cordón umbilical. 

• En el adulto se encuentran en la pulpa dental.  

3.  Los científicos obtienen células estaminales embrionarias de los embriones que desechan las clínicas de fertilidad como parte de las técnicas de fertilización in vitro o "bebé probeta". Es sabido que estos procedimientos, implican en cada pareja interesada la fertilización de muchos óvulos pero no todos los óvulos fecundados -es decir con vida propia- son implantados en la mujer que los gestará. Algunos mueren, otros logran nacer y muchos son conservados congelados en los laboratorios para ser sometidos a experimentos, utilizados en otras parejas o simplemente ser desechados.

Sin embargo, han surgido grupos de científicos que a utilizando fondos privados, se dedican a producir embriones con el único fin de extraerles las células estaminales, destruyéndolos. 

Los diferentes estudios que se pueden realizar con células madres:

• Son estudios sobre el tratamiento con células madre en enfermedades muy concretas, como son las lesiones de cartílago o el infarto de miocardio.
• Estos estudios se encuentran en fase de experimentación y todavía no son aplicables en la práctica clínica.
• En cuanto a la utilización de células madre para tratar problemas neurológicos la investigación está todavía más atrasada: se están realizando investigaciones en modelos animales, pero estamos todavía muy lejos de que su utilización en humanos sea viable.
• La investigación con células madre representa una gran esperanza en la lucha contra enfermedades como el Alzheimer, el Parkinson, etc.

4. Las investigaciones con células madres ofrecen una alternativa teórica para reconstruir  tejidos y órganos dañados por diferentes enfermedades.

Además las personas sabiendo de tales investigaciones pueden o no brindar su material genético.

La mayoría de los países que regulan la investigación con células madres de origen embrionario prohíben la creación de embriones humanos con el fin exclusivo de investigación. 

Las investigaciones permitieron utilizar células madres de embriones creados “in vitro” en los centros de fertilización asistida.

Inabilita a los investigadores a crear embriones de modo indiscriminado con el fin de crear células madres 

5. Se podrian tratar varias enfermedades por ejemplo:  Según su procedencia, las células madre han sido estudiadas como una posible estrategia de tratamiento para numerosas enfermedades como la diabetes, la enfermedad de Parkinson, las quemaduras, la lesión de la médula espinal y, más específicamente, las enfermedades cardíacas.  

6. Enfermedades cardiovasculares: 

    ¿Cómo se usan las células madre para tratar enfermedades cardiovasculares?  

Las células madre pueden inyectarse en las venas, arterias o directamente en el músculo cardíaco. Después de más de 400 inyecciones aplicadas en forma segura a través de la inyección directa de células madre desde el interior de la cavidad del corazón, los investigadores del Stem Cell Center (El Centro de Celulas Madre) actualmente llevan a cabo un sinnúmero de procedimientos para personas en todo el mundo.

En la enfermedad vascular periférica, las células madre pueden inyectarse en las venas, las arterias o directamente en los músculos de la parte inferior de la pierna con la esperanza de regenerar vasos sanguíneos nuevos. 

Dibujo de catéter inyectando células madre en el corazón.

TAREA 8: ADN en Medicina Legal

ADN en Medicina Legal 

Problema 1: HLA-DQ alfa 

Un locus genético que se analiza en muchos laboratorios de medicina legal y de pruebas de paternidad es el del antígeno leucocitario humano conocido como HLA-DQ alfa. Hay cuatro alelos principales en este locus, denominados 1, 2, 3 y 4. ¿Cuántos genotipos distintos son posibles con estos cuatro alelos? 

RTA:  1O 

Los genotipos posibles son (1,1), (1,2), (1,3), (1,4), (2,2), (2,3), (2,4), (3,3), (3,4) y (4,4). 

Problema 2: Variación de los VNTR 

Los alelos VNTR que se analizan en los experimentos de huella dactilar de ADN son altamente variables entre individuos. ¿En qué difieren entre sí los numerosos alelos VNTR de un mismo locus?

RTA:  en el número de veces que se repite una secuencia sencilla de ADN.

Este es el "número de repeticiones en tándem" (Number of Tandem Repeats) en el acrónmo VNTR. 

Problema 3: Métodos de análisis de VNTR 

¿En qué método habitual de biología molecular se basa el análisis de alelos VNTR en el estudio medicolegal de perfiles de ADN? 

RTA: Hibridación de Southern

Esta es la única de las técnicas sugeridas que se utiliza en el análisis de alelos VNTR en aplicaciones medicolegales. Vea la Guía para una descripción detallada de la hibridación de Southern. 

Problema 4: Más sobre análisis de VNTR 

¿Cuál de los siguientes NO es parte de los métodos usados para el análisis, con sonda de locus único, de regiones VNTR en el ADN humano? 

RTA: ADN recombinante 

El ADN recombinante no se usa en el análisis medicolegal de perfiles de ADN. Vea la Guía para más información sobre las técnicas que sí se utilizan. 

Problema 5: Alelos con una sonda de locus único 

¿Cuántos alelos distintos se pueden detectar por cada individuo heterocigótico, empleando una sonda de locus único, en un análisis de huella dactilar de ADN? 

RTA: 2 

Se pueden detectar dos alelos diferentes, uno de cada copia del cromosoma implicado. Un alelo se ha heredado de la madre y el otro del padre. Si los alelos materno y paterno son el mismo (individuo homocigótico), se detectan como uno solo. 

Problema 6: Fuentes de ADN 

¿Cuál de las siguientes NO es una fuente potencial de ADN para el análisis medicolegal? 

RTA: glóbulos rojos

Aunque la sangre es una fuente excelente de ADN, éste no procede de los glóbulos rojos (eritrocitos o hematíes), pues no tienen núcleo, sino de los glóbulos blancos (o leucocitos). 

Problema 7: Violación con dos sospechosos 

La figura muestra la parte significativa de la autorradiografía resultante de analizar, con una sonda de locus único, varias muestras de ADN en una investigación de violación.Las muestras de ADN fueron las siguientes:

(1) muestra conocida de sangre de la víctima(2) muestra conocida de sangre del sospechoso A
(3) muestra conocida de sangre del sospechoso B
(4) ADN marcadores de tamaño
(5) fracción femenina de la prueba de ataque sexual
(6) fracción masculina de la prueba de ataque sexual 

Si fuera Ud. el analista de ADN, sacaría como conclusión: 

RTA: El sospechoso B queda excluido como origen de la prueba del delito, pero no se puede descartar al sospechoso A.

Puesto que ambas bandas del sospechoso A coinciden con las de la fracción masculina de la prueba del ataque sexual, no se puede excluir a A como origen del ADN. Por el contrario, dado que el sospechoso B no tiene bandas coincidentes con la fracción masculina de la muestra vaginal, se puede descartar al sospechoso B. 

 Problema 8: Otra violación con dos sospechosos 

La figura muestra la parte significativa de la autorradiografía resultante de analizar, con una sonda de locus único, varias muestras de ADN en una investigación de violación.
Las muestras de ADN fueron las siguientes:

(1) muestra conocida de sangre de la víctima(2) muestra conocida de sangre del sospechoso A
(3) muestra conocida de sangre del sospechoso B
(4) ADN marcadores de tamaño
(5) fracción femenina de la muestra vaginal de la víctima
(6) fracción masculina de la muestra vaginal de la víctima 

Si fuera Ud. el analista de ADN, sacaría como conclusión: 

RTA:  El sospechoso A queda excluido como origen de la prueba del delito, pero no se puede descartar al sospechoso B.

La fracción masculina de la prueba del delito tiene alelos que no coinciden con el perfil de A. Por el contrario, esa prueba tiene dos bandas que coinciden con el perfil del sospechoso B, lo que implica a éste en el delito. 

Problema 9: Reconstrucción del perfil de una madre ausente 

En ocasiones, los científicos medicolegales deben reconstruir el perfil de ADN de una persona desaparecida o ausente a partir del estudio de los perfiles de ADN de parientes cercanos. En este caso, falta la madre de cuatro hijos/as, todos ellos con un mismo padre biológico. La figura muestra los resultados del análisis de huella dactilar de ADN, con una sonda de locus único, de los cuatro niños y del padre. Lamentablemente, el analista olvidó rotular cuál es la calle donde puso el ADN del padre. A pesar de ello, se puede deducir que los alelos de la madre ausente son:

 

RTA: A y D

La calle 1 es la única que comparte una banda con cada una de las demás; por lo tanto, la calle 1 debe ser la del padre, con los alelos B y C. La madre habrá aportado los alelos A y D a sus hijos. 

Problema 10: Determinación de la paternidad 

 La figura muestra los resultados del análisis de huella dactilar de ADN, con una sonda de locus único, de un hombre, una mujer y sus cuatro hijos.
¿Cuál de los niños se puede descartar como hijo biológico de ese padre?

RTA:  No se puede descartar NINGUNO de los hijos

Todos los hijos tienen una banda que coincide con una del padre candidato. 

TAREA 6: PCR

PCR (Polymerase Chain Reaction) 

• ¿Qué es la PCR?

 La reaccion en cadena de la polimerasa es una tecnica utilizada en laboratorios de bioquimica, genetica, etc. que sirve para amplificar(aumentar la cantidad) de un fragmento de ADN. 

•  ¿Que sustancias necesita? 
  1) Buffer 
  2) DNA molde(el que quiero amplificar) 
  3) Cebadores o primers(secuencias de DNA complementario) 
  4) Desoxinucleotidos(dNPTs) 
  5) Enzima: Taq polimerasa  

• ¿Como se realiza? 
  Se introducen estas sustancias en un tubo. Este se coloca en un TERMOCICLADOR. 
  Primero se calienta el tubo a una temperatura de 95ºC. A esta T se desnaturaliza el ADN que se quiere amplificar y se abre en dos hebras. 
  Luego se desciende la temperatura hasta 52ºC para que se unan los cebadores a la hebra de DNA molde. 
  Por ultimo se eleva la temperatura hasta 72ºC para que la Taq polimerasa se una y genere la hebra complementaria. 
  Este ciclo de 3 pasos se repite cerca de 30 veces y se obtiene un billón de veces el fragmento de DNA a amplificar. 

Reacción en cadena de la polimerasa (PCR) 

La reacción en cadena de la polimerasa, cuyas iniciales en inglés son PCR ("polymerase chain reaction" ), es una técnica que fue desarrollada por Kary Mullis a mediados de los años 80. Con esta metodología se pueden producir en el laboratorio múltiples copias de un fragmento de ADN específico, incluso en presencia de millones de otras moléculas de ADN. Como su nombre indica, se basa en la actividad de la enzima ADN polimerasa que es capaz de fabricar una cadena de ADN complementaria a otra ya existente. Sus únicos requerimientos son que existan nucleótidos en el medio que son la materia base para fabricar el ADN (los nucleótidos de adenina, timina, citosina y guanina), y una pequeña cadena de ADN que pueda unirse a la molécula que queremos copiar para que sirva como cebadora (el cebador, en inglés "primer" ). 

La reacción en cadena de la polimerasa se desarrolla en tres pasos. El primero es la separación de las dos cadenas que forman la molécula de ADN que se quiere amplificar, para lo cual se debe calentar el ADN a altas temperaturas que pueden ser próximas a la ebullición. Cada una de estas cadenas actuará como molde para fabricar su complementaria. A continuación se baja la temperatura para conseguir que cada cebador se una a su región específica dentro de la cadena de ADN. El último paso consiste en la generación de la cadena de ADN complementaria por acción de la ADN polimerasa. El problema con el que se encontraron los científicos que idearon esta técnica es que es preciso aumentar la temperatura de la mezcla de reacción hasta valores por encima de los 70°C para que las dos cadenas de ADN se separen. A estas temperaturas tan elevadas la ADN polimerasa se inactivaba y era preciso añadirla de nuevo en cada ciclo. Esto fue así hasta que se descubrió la bacteria Thermus aquaticus que vive en aguas termales y cuya ADN polimerasa (Taq polimerasa) es capaz de trabajar a temperaturas superiores a los 70°C. De esta manera sólo hay que añadir la enzima al inicio del proceso de reacción y llevar a cabo tantos ciclos como sea necesario. Cada una de las moléculas de ADN hijas pueden volver a entrar en el proceso y servir como molde para fabricar más copias. Así tras 20 ciclos de reacción se puede obtener hasta 1 millón de copias de una molécula de ADN.  

TAREA 9: Trabajo Practico: identificacion de personas

Trabajo Practico: identificación de personas  

Integrantes: 

• Bolognesi Martina 
• Abbattista Camila 
• Gianotti Marianella 
• Gonzalez Lucia 
• Gamboa Iara 
• Scoccia Benjamin 
• Castañeda M.Lara  

1.Para obtener el marcador genético, que tipo de tejido usarías para este caso en particular
2.Es necesaria la intervención de la medicina forense 
3.A su criterio,crees que es importante el avance científico en el campo de la genética.¿Por que?

 

1. En este caso se utilizarían de la victima fluidos y tejidos vaginal para identificar rastros de esperma con ADN del sospechoso
Del sospechoso, se pueden analizar los restos hematicos que se encontraban en la ropa, también células de piel que se encontraban en ella y restos pilosos en una llave stilson 
2. Si seria necesaria para reconstruir el hecho y para sacar evidencias es necesario  actué la medicina forense a través de una biopsia afectuada en la victima

3. yo creo que si es importante el avance científico en el campo genético  por que se  puede hacer mas fácil el trabajo,rápido.