2014 biotecnoloxia moderna

112
Carmen Cid Manzano Ciencias para o mundo contemporáneo I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense. Departamento Bioloxía e Xeoloxía

Transcript of 2014 biotecnoloxia moderna

Page 1: 2014 biotecnoloxia moderna

Carmen Cid Manzano Ciencias para o mundo contemporáneo

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense. Departamento Bioloxía e Xeoloxía

Page 2: 2014 biotecnoloxia moderna

O descubrimento de que o zume de uva fermentado convértese en viño, de que o leite pode converterse en queixoou iogur, etc., foi o comezo da biotecnoloxía, hai miles de anos.

A biotecnoloxía é o uso de organismos vivos ou de compostos obtidos destes para acadar produtos de valor para o ser humano.

Estas aplicaciónsconstitúen o que se coñece como biotecnoloxía tradicionale baséanse no empregodos microorganismos oudos produtos que eles fabrican.

Page 3: 2014 biotecnoloxia moderna

A biotecnoloxía moderna, en cambio, xorde nadécada dos 80, e baséase en técnicas que permiten a manipulación do material xenético (ADN).

Page 4: 2014 biotecnoloxia moderna

O MATERIAL XENO MATERIAL XENÉÉTICO TICO O ADN (O ADN (ÁÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO)CIDO DESOXIRRIBONUCLEICO)

O ácido desoxirribonucleico, frecuentemente abreviado como ADN (e tamén DNA, do inglés DeoxyriboNucleic Acid) é unha macromolécula que forma parte de todas as células. Contén a información xenética usada no desenvolvemento e o funcionamento dos organismos, sendo o responsable da súa transmisión hereditaria.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

ADNADNExtracción de ADN http://learn.genetics.utah.edu/units/biotech/extraction/

Page 5: 2014 biotecnoloxia moderna

O MATERIAL XENO MATERIAL XENÉÉTICO O ADN (TICO O ADN (ÁÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICOCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO))

O ADN http://www.youtube.com/watch?v=i-ATJ1FwYps

Page 6: 2014 biotecnoloxia moderna

O ADN é a única mólecula nos seres vivos que pode facer unha copia exacta de se mesma:

REPLICACIREPLICACIÓÓNN

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 7: 2014 biotecnoloxia moderna

Os seres humanos somos idénticos no 99,9% do ADN. O 0,1% distinto é o que explica tódalas diferencias que fan que non existan dous seres humanos iguais.

As moléculas que nos diferencian son as proteínas. Estas biomoléculas están formadas por unhas subunidades chamadas aminoácidos. Existen20 aminoácidos distintos que se poden repetir nunha proteína centos de veces. As proteínas diferéncianse unhas das outras na orde dos aminoácidos (secuencia). A secuencia dos aminoácidos nas proteínas ven determinada pola secuencia dos nucleótidos do ADN que herdamos dos nosos pais.

Page 8: 2014 biotecnoloxia moderna

O ADN transmite a súa información:

TRANSCRICIÓN E TRADUCIÓN

Transmisión da información xenética nos seres vivos

AminoAminoáácidoscidos

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 9: 2014 biotecnoloxia moderna

BIOTECNOLOXÍA

Enxeñeríaxenética Clonación Células nai

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 10: 2014 biotecnoloxia moderna

Enxeñería xenética

Secuenciar o ADN. Proxecto Xenoma HumanoFragmentar o ADN.Clonar ADN (PCR Polymerase Chain Reaction)Analizar os fragmentos de ADN: probas de ADNHibridación de ADN. BiochipsTerapia xénica.Crear organismos modificados xeneticamente

(OMX) ou transxénicos.

Conxunto de técnicas que permiten:

Visualización do vídeo: Para que pode servir a Xenética?http://www.youtube.com/watch?v=dA8BUZPnhbc

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 11: 2014 biotecnoloxia moderna

Secuenciar o ADN

Á determinación da orde da A, T, C e G na molécula de ADN denomínase secuenciación.

Os primeiros métodos utilizados para realizala eran lentos e complicados. Arestora, desenvólvensetécnicas automatizadas e informatizadas, o que permite que a secuenciación sexarápida e sinxela.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 12: 2014 biotecnoloxia moderna

O proxecto xenoma supuxo un gran esforzo, realizado a nivel internacional, cuxo obxectivo foi a secuenciación completa dos aproximadamente 20 000 - 30 000 xenes que compoñen o xenoma humano.

Proxecto xenoma humano

Despois de secuenciar o ADN humano aínda queda por averiguar que significa toda esa información: identificar onde empezan e terminan os xenesno ADN, descubrir a función deses xenes, encontrar zonas que regulen a súa expresión,…

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Xenoma humano http://www.youtube.com/watch?v=czXseKE4gZA

Page 13: 2014 biotecnoloxia moderna

O 6 de abril de 2000 anunciousepublicamente a terminación do primeiroborrador do xenoma humano e en febreiro de 2001, as dúas prestixiosasrevistas científicas Nature e Science, publicaron os resultados. O acceso aos datos é totalmente gratuítoa través da base de datos GenBank: a información pertence a toda a humanidade.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Ir ás páxinas:http://www.elmundo.es/especiales/2001/02/ciencia/genoma/portada.html

Historia do Proxecto xenoma http://www.google.es/search?q=proyecto+genoma+swf&hl=es&rlz=1T4GGLL_esES320ES320&start=10&sa=N

Page 14: 2014 biotecnoloxia moderna

De quen é o ADN que se secuenciou no proxecto xenoma humano?

A secuencia que hai no GenBank procede de mostras de distintos donantes anónimos. Hai secuencias mezcladas de distintos homes e mulleres, o que significa que o xenomaque podemos ler non se corresponde cunha única persoa, senón que é unha mezcla que non existe na realidade.

Macip, S. (2008): Inmortales y perfectos. Barcelona: Destino.

Page 15: 2014 biotecnoloxia moderna

A secuencia do xenomahumano

é única para cada individuo

A secuencia do xenomahumano

é única para cada individuoindividuo

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Non se atoparon diferencias significativas nos xenomas de humanos pertencentes a distintas razas. O que deixa sen base científica as elucubracións concernientes á“superioridade” dunha raza sobre outra.

Page 16: 2014 biotecnoloxia moderna

- Que temos uns 3 mil millóns de pares de bases (A,C,T, G)

- Que un xene ten de media 3000 bases pero varía moito o seu tamaño

- Que o número de xenes total que temos é ó redor de 25.000

- Que os seres humanos somos un 99,9% idénticos

- Pero todos os humanos somos diferentes: A) Unha base de cada 1000. De aplicación en estudios de

susceptibilidade e enfermidades.B) Repeticiones curtas. De aplicación en Medicina Forense

- Que só o 2% do xenoma codifica proteínas. A gran maioría do ADN humano é non codificante (mal chamado lixo) e non ten unha función coñecida

- Que un 50% do ADN son motivos que se repiten (moito máis que ningunha outra especie)

Que sabemos?

Page 17: 2014 biotecnoloxia moderna

O coñecer a secuenciación do xenoma humano significou unha nova era namedicina.

Aínda que na actualidade a repercusión é relativamente reducida, a medida que se vaian coñecéndo xenesasociados a enfermidadespoderemos mellorar a súaprevención e tratamento.

Que repercusión terá na nosa saúde?

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 18: 2014 biotecnoloxia moderna

Sen embargo, non podemos olvidar que a maioría das enfermidades veñen definidas por un grupo inmenso de factores ambientais e xenéticos. A presencia de determinados marcadores xenéticos(variación na secuencia de ADN dun xene que aparece con frecuencia asociado a unha enfermidade) só nos vai indicar a probabilidade que hai de padecer dita enfermidade. Ademais serve de pouco predecir a probabilidade de padecer unha enfermidade para a que aínda non se coñece cura, como pasa en moitos casos.

http://www.elpais.com/articulo/sociedad/Quiero/saber/voy/morir/elpepisoc/20080516elpepisoc_1/Tes

Page 19: 2014 biotecnoloxia moderna

ENCODE ENCODE é o acrónimo de ENcyclopedia Of DNA Elements, e trátase dun proxecto de análise do xenoma humano.

ENCODE 2012ENCODE 2012 indican que os xenes son máis complexos do que se pensaba ata agora.

A principal consecuencia dos estudos de ENCODE é que non existe ADN lixo.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

PROXECTO ENCODEPROXECTO ENCODE

Page 20: 2014 biotecnoloxia moderna

Os científicos estudaron a relación entre as enfermidades e o xenoma, descubriron unha longa lista de variantes nasecuencia de bases do DNA que correlacionan co risco de padecer distintas enfermidades. Resulta que a abafadoramaioría destas variacións non se atopan nos xenes senónnas novas rexións do xenoma non codificantes, o mal chamado ADN lixo. Pero buscar as causas xenéticas dunhaenfermidade é un proceso moi complexo. Poucas son as chamadas monogenéticas, as causadas por un só xene. A maioría das enfermidades involucran a varios xenes.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 21: 2014 biotecnoloxia moderna

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 22: 2014 biotecnoloxia moderna

Ver tamén:http://www.abc.es/20120905/ciencia/abci-mapa-genoma-201209051924.html

Page 23: 2014 biotecnoloxia moderna

PROXECTO 1000 XENOMAS

Page 24: 2014 biotecnoloxia moderna
Page 25: 2014 biotecnoloxia moderna

Encimas de restrición

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Fragmentar o ADN

TTéécnicas de enxecnicas de enxeññereríía xena xenéética tica

Page 26: 2014 biotecnoloxia moderna

A electroforese é unha técnica para a separación de moléculas segundo a súa mobilidade nun campo eléctrico. A separación adoita realizarse sobre a superficie hidratada dun soporte, por exemplo de xel . Ao poñer a mezcla de moléculas e aplicar un campo eléctrico, estas moveranse polo xel. As pequenas moveranse máis rapidamente e avanzarán máis e as máis grandes quedarán cerca do lugar de partida.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 27: 2014 biotecnoloxia moderna

A técnica da electroforeseelectroforese permite obter o patrón de bandas característico e exclusivo do ADN dunorganismo (pegada pegada xenxenééticatica).

A pegada xenética pode utilizarse para realizar probas de paternidade, para identificar a persoas (desaparecidas, autoras dun delito, etc.),…

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 28: 2014 biotecnoloxia moderna

O ADN obtense dun resto da saliva nun cigarro (contén células da mucosa bucal), dunha mancha de sangue (leucocitos), dos restos de esperma (espermatozoides), dun pelo (células do folículo piloso), etc.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Detectives de ADN http://www.tryscience.org/es/experiments/experiments_dna_online.html

Page 29: 2014 biotecnoloxia moderna

No centro o ADN do sangue recollido no lugar do crime. A ambos lados mostras de ADN de 7 sospeitosos.

¿Quen é o asasino?

Imaxe conseguida despois de realizar unha electroforese

Non hai que “ler” todo o xenoma, basta con comparar unhas rexións especialmente variables do ADN dos humanos.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 30: 2014 biotecnoloxia moderna

http://www.portaleureka.com/accesible/biologia/120-biologia/295-La%20prueba%20del%20crimen

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

http://www.youtube.com/watch?v=MYrLI-J3nVs&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=Fk_a4ytR2yM

Page 31: 2014 biotecnoloxia moderna

A reacción en cadea da polimerasa, coñecidacomo PCR polas súas siglas en inglés (Polymerase Chain Reaction), é unha técnica de bioloxía molecular desenvolvida en 1986 por Kary Mullis, cuxo obxectivo é obter un gran número de copias dun fragmento de ADN. A PCR é unha técnica moi frecuente en laboratorios de investigación biolóxica e cunhaenorme variedade de aplicacións, entre elas: a clonación de ADN para a secuenciación, o diagnóstico de trastornos hereditarios, a identificación de pegadas xenéticas (usadas en técnicas forenses e test de paternidade), etc. Inicialmente a técnica era lenta, hoxe, todo o proceso da PCR está automatizado mediante un aparato chamado termociclador.

PCR (Polymerase Chain Reaction)

Page 32: 2014 biotecnoloxia moderna

Hibridación de ADN

O quentamentosepara asdúas cadeas do ADN

ADN especie 1ADN especie 1ADN especie 2ADN especie 2

TTéécnicas de cnicas de enxeenxeññererííaa xenxenééticatica

O quentamentosepara asdúas cadeas do ADN

Proceso polo cal se combinan dúas cadeas de ADN de distinta procedencia.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 33: 2014 biotecnoloxia moderna

Biochips: dispositivos de pequeno tamaño (chip) que conteñen material biolóxico (cadea ou sonda de ADN de secuencia coñecida) e que se empregan para a obtención de información xenética.

Estes dispositivos coñécense tamén como Microarrays de ADN ou polos nomes das empresas que os comercializan (GeneChip, MassArray).

Hibridación mediante sondas de ADN: Biochips

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 34: 2014 biotecnoloxia moderna

Ir a páxina: http://estaticos.elmundo.es/elmundo/2008/graficos/may/s2/test.swf

Cando as sondas de material xenético cunha secuencia coñecida se poñen en contacto cunha mostra dun paciente ou dun experimento, só aquelas cadeas complementarias ás do chip se hibridan e orixinan un patrón de luz característico, que se le cun escáner e interprétase cun computador. Deste xeito pódense coñecer: mutacións que o paciente ten nos seus xenes; detección de xenes dos cancros; detección de enfermidades infecciosas, etc.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 35: 2014 biotecnoloxia moderna

Canto máis relacionados están os ADN, maiorporcentaxe de hibridación se producirá. Dentro dunhamesma especie, por exemplo, haberá maiorproporción de hibridación cando os individuos esteanemparentados. Cando se trata de ADN de distintas especies, haberá maiorhibridación, canto máisrelacionadas evolutivamente estean.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 36: 2014 biotecnoloxia moderna

As técnicas de hibridación serven para detectar secuencias de ADN complementarias e así poder, por exemplo, diagnosticar enfermidades xenéticas que se producen por alteracións na secuencia do ADN.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 37: 2014 biotecnoloxia moderna

A grandes trazos consiste en reemprazar nas células un xene defectuoso, causante dunha enfermidade, por un xene normal. Unha boa técnica de terapia xénica debe:

- Identificar e secuenciar o xene alterado e o xene normal.- Clonar ou sintetizar o xene normal.- Introducir o xene desexado mediante vectores nas células defectuosas.- Lograr que os xenes cheguen en condicións ó seu obxectivo e que se expresen correctamente.

TTéécnicas de cnicas de enxeenxeññererííaa xenxenééticatica

Terapia xénica

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 38: 2014 biotecnoloxia moderna

Terapia ex-vivo

Page 39: 2014 biotecnoloxia moderna

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 40: 2014 biotecnoloxia moderna
Page 41: 2014 biotecnoloxia moderna
Page 42: 2014 biotecnoloxia moderna

Un transxénico (Organismo Modificado Xeneticamente, OMX) é un organismo vivo que foi creado artificialmente manipulando os seus xenes. As técnicas de enxeñeríaxenética permiten illarsegmentos do ADN dunser vivo (virus, bacteria, vexetal, animal e ata humano) para introducilosno material xenéticodoutro.

Especiais Fecyt Os transxénicos: http://www.fecyt.es/especiales/transgenicos/index.htmComo se fai un transxénico: http://www.youtube.com/watch?v=jYYpeybpmvc

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Organismos modificados Organismos modificados xenxenééticamenteticamente(OMX) (OMX) ouou transxtransxéénicosnicos

Page 43: 2014 biotecnoloxia moderna

Obtención dun OMX de interese para obter insulina humana

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 44: 2014 biotecnoloxia moderna

Novo OMX

A outra cara dos tranxénicos http://www.youtube.com/watch?v=HdPl59_UNGY

Page 45: 2014 biotecnoloxia moderna
Page 46: 2014 biotecnoloxia moderna

http://sociedad.elpais.com/sociedad/2012/12/23/actualidad/1356296285_788761.html

Page 47: 2014 biotecnoloxia moderna

Beneficios dos transxénicos

Resistencia fronte ás pragas e redución polo tanto do uso de praguicidas.

Retraso na maduración e polo tanto aumento da durabilidade dos alimentos.

Maior tolerancia a temperaturas extremas.Maior tolerancia aos herbicidas.Diminución dos labores de labranza tradicional.Menor necesidade de auga e, polo tanto, maior resistencia á seca.Beneficios nutricionais.Aumento da produtividade.Obtención de medicamentos e de alimentos-medicamentosRedución de custos na produción (menos praguicidas, fertilizantes,

etc).Mellora da calidade dos vexetais (cor, sabor, textura, etc).Uso agrícola de terras marxinais. … I.E.S. Otero Pedrayo.

Ourense

Page 48: 2014 biotecnoloxia moderna

Retraso na maduración e aumento da durabilidade dos alimentos.

A primeira planta transxénica comercial foi o tomate FLAVR SAVR (1994) ó que se lle inhibiu un xene que intervén no proceso de maduración, facéndoo máisresistente á putrefacción. Por iso podíanse recoller cando xaestaban maduros sen medo a que se pudriran.Pero os tomates maduros son máisdifíciles de transportar e moitoschegaban dañados ás tendas. A compañía que os comercializaba non puido obter os beneficios que esperaba.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Beneficios dos Beneficios dos transxtransxéénicosnicos

Flash: Qué é e como se obtén un transxénico

Page 49: 2014 biotecnoloxia moderna

Beneficios dos Beneficios dos transxtransxéénicosnicos

A nivel mundial pérdense anualmente 40 millóns de toneladas de millo por mor de pragas, como a da larva do taladro, que recén saído do ovo penetra no talo da planta e come todo o seu interior.

O millo transxénico denominado Bt é resistente ó taladro. Para lograr a resistencia utilízansealgúns xenes de Bacillus thuringiensis que producen unha proteína (toxina Bt) daniña para as larvas dalgúnsinsectos.

Resistencia a pragas e menor uso de praguicidas

Page 50: 2014 biotecnoloxia moderna

Plantas resistentes ó frío

Fresas resistentes ás baixas temperaturas. Para lograr isto introducíronsexenes que son os responsables da síntese de proteínas anticonxelantes, que proveñen dunha especie que está habituada a temperaturas moibaixas, como é o caso dun peixe do Ártico chamado Platija ártica.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Beneficios dos Beneficios dos transxtransxéénicosnicos

Page 51: 2014 biotecnoloxia moderna

Alimentos con determinados nutrientes

Arroz convencional e arroz transxénico (dourado) rico en beta-caroteno, precursor da vitamina A. Cando sexa comercializado servirá para combater déficits alimentarios.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Beneficios dos Beneficios dos transxtransxéénicosnicos

Page 52: 2014 biotecnoloxia moderna

Aumento da produtividade

Un salmón do Atlántico normal (inferior) e un transxénico da mesmaidade (superior).

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Beneficios dos Beneficios dos transxtransxéénicosnicos

Page 53: 2014 biotecnoloxia moderna

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Beneficios dos Beneficios dos transxtransxéénicosnicos:Obtención de medicamentos. Obtención de alimentos-medicamentos.

Page 54: 2014 biotecnoloxia moderna

Os impactos dos transxénicos na natureza son irreversibles, unha vez liberados nela non é posible desfacer os impactos nos ecosistemas oucontrolar os procesos de transxénese espontánea que poden ocorrer, porque é imposible retirar da natureza os xenes que foron artificialmente introducidos nunha planta.

Cultivos resistentes a herbicidas.

Riscos dos transxénicos sobre o medio ambiente

Os cultivos e a gandería tradicionaispoden entrar en desuso e acelerar a erosión xenética.

Efectos colaterais sobre outras especies.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 55: 2014 biotecnoloxia moderna

Non se garante o control para evitar que os cultivos transxénicossementados en campo aberto acaben cruzándose con outrasvariedades silvestres. Esto provoca desequilibrios ao desprazar a outras variedades do ecosistema, reflectíndose nunha diminución da biodiversidade.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 56: 2014 biotecnoloxia moderna

Riscos dos transxénicos sobre a saúde

Aparición de alerxias a proteínas estrañas.

Aceleración do desenvolvemento de resistencia aos antibióticos, debido ao uso de xenesresistentes na produción de transxénicos.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 57: 2014 biotecnoloxia moderna

Riscos dos transxénicos sobre a economíaUnhas poucas multinacionais poden monopolizar a produción de

sementes, facendo aos agricultores dependentes dos seus intereses. Monsanto, Novartis, Pioneer e Agrevo teñen a patente da gran maioría das sementes transxénicas no mundo.

Se estas variedades substitúen ás tradicionais e ásconvencionalmente melloradas, estaremos subordinados aos intereses destas empresas. Ademais poden utilizar a tecnoloxía "Terminator" (crea sementes estériles), ou a tecnoloxía "Traitor" (crea sementes que se volvenfértiles previa a aplicación duninsumo vendido pola mesmaempresas).

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 58: 2014 biotecnoloxia moderna
Page 59: 2014 biotecnoloxia moderna

http://sociedad.elpais.com/sociedad/2013/12/13/actualidad/1386953964_149364.html

Page 60: 2014 biotecnoloxia moderna

http://www.abc.es/ciencia/20131120/abci-empresa-britanica-solicita-permiso-201311201758.html

Page 61: 2014 biotecnoloxia moderna

http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2014/01/140124_ciencia_super_tomate_morado_en.shtml

Page 62: 2014 biotecnoloxia moderna

http://www.abc.es/ciencia/20140217/abci-crean-super-patata-capaz-201402171231.html

Page 63: 2014 biotecnoloxia moderna

http://sociedad.elpais.com/sociedad/2012/12/23/actualidad/1356296285_788761.html

Page 64: 2014 biotecnoloxia moderna

http://sociedad.elpais.com/sociedad/2013/11/27/actualidad/1385585159_073743.html

Page 65: 2014 biotecnoloxia moderna

•http://sociedad.elpais.com/sociedad/2013/04/18/actualidad/1366307347_959519.html

Page 66: 2014 biotecnoloxia moderna

Células nai (stem células)

As células nai son as que poden dan lugar ó resto de células dun organismo. Por iso son máis abundantes en embrións, aínda que tamén se poden encontrar algunhas en adultos.

No caso dos embrións a medida que se desenvolven,as súas células van perdendo o seupotencial orixinal de dar lugar ó resto de células do organismo.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 67: 2014 biotecnoloxia moderna

Desenvolvemento embrionario humano (1º-5º día)

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 68: 2014 biotecnoloxia moderna

FecundaciónZigoto

(óvulo fecundado)Trompas

Día 3 Mórula

(varios Blastómeros)

Trompas

Día 7 Blastocisto

(masa celular interna)Previo á implantación

Única Célula

TotipotenteTotipotente

Conxunto de células

TotipotentesTotipotentes

Masa celular que dará lugar óembrión

Masa Celular

PluripotentesPluripotentes

Capaces de dar lugar óorganismo completo.

Poden producir calquera dos tecidos que forman un individuo.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Células nai: http://www.youtube.com/watch?v=LHgllDAzZLQ

Page 69: 2014 biotecnoloxia moderna

Máis tarde o embrión implántase no útero materno e prosegue o seu desenvolvemento, ó longo do cal as células ven restrinxidas a súa potencialidade. Atopámonos, finalmente, ante células multipotentes: só poden orixinar os tipos celulares propios dun tecido determinado.

Nun individuo adulto, nalgúns tecidos mantéñense pequenas poboacións de células nai multipotentes que permiten o reemprazo das células que se perden por desgaste normal ou por enfermidade. Identificáronse na medula ósea, pel, músculo esquelético, fígado, páncreas e mesmo no cerebro.Un dos avances recentes máis espectaculares foi a conversión de células adultas, xa especializadas, en pluripotentes: células pluripotentes inducidas (IPS).Células madre: ¿el milagro de la medicina?http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=zH4Bami4UJY#!

Page 70: 2014 biotecnoloxia moderna

Tipos de CTipos de CÉÉLULASLULAS NAINAI

Células naiembrionarias

Células totipotentes: capaces de dar lugar óorganismo completo.

Células pluripotentes: poden producir calquera dos tecidos que forman un individuo.

Células multipotentes: só crean os tipos celulares dun tecido determinado.

Células nai de adulto

Células nais http://www.elmundo.es/elmundosalud/especiales/2002/11/celulasmadre/index.html

Células pluripotentes inducidas (IPS): conversión de células adultas xa especializadas en pluripotentes.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 71: 2014 biotecnoloxia moderna

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 72: 2014 biotecnoloxia moderna
Page 73: 2014 biotecnoloxia moderna

En xullo de 2006 o equipo de Shinya Yamanaka publicou na revista 'Cell' os primeiros resultados dunha investigación na que inserindocatro xenes nas células da pel de ratos convértense en células naicomo as embrionarias, son as chamadas células iPS.

Shinya Yamanaka premio Nobel 2012

Page 74: 2014 biotecnoloxia moderna

http://www.elmundo.es/elmundosalud/2007/11/20/biociencia/1195572777.html

Page 75: 2014 biotecnoloxia moderna

http://sociedad.elpais.com/sociedad/2013/09/11/actualidad/1378912313_176858.html

Page 76: 2014 biotecnoloxia moderna

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 77: 2014 biotecnoloxia moderna
Page 78: 2014 biotecnoloxia moderna
Page 79: 2014 biotecnoloxia moderna
Page 80: 2014 biotecnoloxia moderna

Bancos de células madre: cordón umbilical

Células nai do cordón umbilical:http://www.elmundo.es/elmundo/2006/graficos/feb/s4/celulas_cordon.html

http://www.publico.es/ciencias/257017/izpisua-encuentra-un-nuevo-filon-en-las-celulas-madre

Page 81: 2014 biotecnoloxia moderna

Os problemas éticos de traballar con células nais

Os problemas veñen plantexados pola orixe das células nai.

De onde se obteñen as células nai?

As células nai embrionarias, as mellores ata o momento, proveñen dos embrións sobrantes da fertilización in vitro e dos fetos de abortos. Estas son as que pantexan os problemas éticos para determinadas persoas.

As células nai de adultos, as células iPS e do cordón umbilical non presentan problemas éticos.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 82: 2014 biotecnoloxia moderna

http://www.elpais.com/articulo/sociedad/Obama/proclama/fin/trabas/ideologicas/ciencia/elpepusoc/20090310elpepisoc_4/Tes I.E.S. Otero Pedrayo.

Ourense

Page 83: 2014 biotecnoloxia moderna

http://www.publico.es/482977/crean-por-primera-vez-mini-rinones-humanos-a-partir-

Page 84: 2014 biotecnoloxia moderna

http://sociedad.elpais.com/sociedad/2014/02/17/actualidad/1392669400_439488.html

http://sociedad.elpais.com/sociedad/2014/02/17/actualidad/1392669400_439488.html

Page 85: 2014 biotecnoloxia moderna

http://sociedad.elpais.com/sociedad/2014/01/27/actualidad/1390853469_973228.html

Page 86: 2014 biotecnoloxia moderna

http://www.elmundo.es/elmundo/2013/08/05/ciencia/1375713452.html

Page 87: 2014 biotecnoloxia moderna

Proceso encamiñado á obtención dun conxunto de elementos xeneticamente iguais. Os elementos dun clon poden ser moléculas, células ou organismos completos.

Clonación

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 88: 2014 biotecnoloxia moderna

REACCIREACCIÓÓN EN CADEA DA POLIMERASA (PCR)N EN CADEA DA POLIMERASA (PCR)

Consiste en clonar segmentos de ADN no laboratorio.

Realízase de forma automática nun aparato como o da fotografía. Prodúcese unha clonación cada 4 ou 5 minutos, o que supón aproximadamente uns 100 000 millóns de copias nunha soa tarde.

Clonación: http://www.andaluciainvestiga.com/espanol/cienciaAnimada/sites/Parque%20clonacion.swf

Clonación de moléculas: ADN

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 89: 2014 biotecnoloxia moderna

A planta obtida a partir dun gallo seráidéntica xeneticamente á planta da que se sacou, é dicir, será un clon.

A clonación de plantas é moi sinxela, lévase a cabo en agricultura e xardinería desde hai moito tempo.

Clonación de organismos: plantas

Isto é posible porque as plantas manteñen durante toda a súa vida adulta células indiferenciadas totipotentes (equivalentes ás células naiembrionarias) coa capacidade de multiplicarse, diferenciarse e xerar un novo individuo idéntico ao orixinal.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 90: 2014 biotecnoloxia moderna

Tipos de clonación en animais- Clonación reprodutiva: creación dun individuo

xeneticamente idéntico a outro. No proceso obtéñense embrións que se implantan nun útero ata conseguir un novo individuo. Conseguiuse en animais, pero non en humanos.

- Clonación non reprodutiva: o embrión non se implanta nun útero. Dentro da clonación non reprodutiva atópase a clonación terapéutica que consiste na creación de células nai xeneticamente idénticas ás células dun paciente, co obxectivo de utilizalas no tratamento ou cura dunha enfermidade sen que se produza ningún rexeitamento. Aínda non se levou a cabo en humanos, pero hai algúns resultados positivos en animais.

Clonación terapeúticahttp://www.elmundo.es/elmundo/2001/graficos/noviembre/semana4/clon/clonacion.swf

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 91: 2014 biotecnoloxia moderna

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 92: 2014 biotecnoloxia moderna

Clonación reproductiva1997 primeira

clonación dun mamífero: Dolly.

Dolly carece de pai e éproducto de 3 “nais”:

- Unha 1ª ovella que dona o núcleo.

- Unha segunda ovella día que se extrae un óvulo.

- Outra ovella onde se implanta o embrión.

A porcentaxe de éxito da clonación é moi pequena: 1 éxito de cada 100-500 intentos.

Page 93: 2014 biotecnoloxia moderna

1963

1996

1998

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008 2009

2010

Page 94: 2014 biotecnoloxia moderna
Page 95: 2014 biotecnoloxia moderna

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 96: 2014 biotecnoloxia moderna

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 97: 2014 biotecnoloxia moderna

Le o artigo: Científicos trampososhttp://www.elpais.com/articulo/futuro/Cientificos/tramposos/elpepusocfut/20080702elpepifut_1/Tes

http://www.elpais.com/articulo/sociedad/Hwang/falsifico/datos/clonacion/elpporsoc/20051224elpepisoc_2/Tes

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 98: 2014 biotecnoloxia moderna

- Clonación de animais transxénicos: produtores de medicamentos, vacinas...; para xenotransplantes (porcos, cuxos órganos non provoquen rexeitamento nos transplantes).

- Clonación de especies en perigo de extinción.

- Clonación de animais de compañía.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Fins da clonación reprodutiva en animais

- Investigación. Dispoñer de animais de laboratorio idénticos que poidan utilizarse para o estudo de enfermidades humanas.

- Mellora da produción gandeira. Permitirá obter numerosos exemplares dos animais de maior valor produtivo: maior produción de leite, mellor calidade de carne,…

Page 99: 2014 biotecnoloxia moderna

http://www.publico.es/ciencias/432396/clonacion-de-animales-para-proteger-las-especies-en-extincion

Page 100: 2014 biotecnoloxia moderna
Page 101: 2014 biotecnoloxia moderna

Clonación terapéutica

Diferenciación do cultivo in vitro

Células nai(stem células)

Cultivo in vitro

Blastocisto

Tecidos

Pel

MúsculoNervioso

Óso

Células nai embrionariashttp://estaticos03.cache.el-mundo.net/elmundo/2002/graficos/salud/oct/cmembrionarias.swf

Page 102: 2014 biotecnoloxia moderna
Page 103: 2014 biotecnoloxia moderna

Explicación da gráfica da diapositiva anterior

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 104: 2014 biotecnoloxia moderna

Para que serven as células nai e a clonación terapéutica

www.intramed.net/.../celulas.madre.video.jpg

- Coñecer os mecanismos do desenvolvementoembrionario que fan que as células nai se especialicen e xeren, por exemplo, os 220 tipos de células distintas que temos os humanos.

- Investigación e desenvolvemento de novos medicamentos.

- Obtención de tratamentos personalizados.

- Curación do cancro.

- Frear o envellecemento…I.E.S. Otero Pedrayo.

Ourense

Page 105: 2014 biotecnoloxia moderna

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 106: 2014 biotecnoloxia moderna

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Page 107: 2014 biotecnoloxia moderna

http://www.elmundo.es/elmundosalud/2011/02/24/biociencia/1298564234.html?a=0699c70a0f8906bb572d85f0e8615b5c&t=1298627215&numero=

Page 108: 2014 biotecnoloxia moderna
Page 109: 2014 biotecnoloxia moderna

http://sociedad.elpais.com/sociedad/2013/05/15/actualidad/1368628879_460568.html

Page 110: 2014 biotecnoloxia moderna
Page 111: 2014 biotecnoloxia moderna
Page 112: 2014 biotecnoloxia moderna

Departamento Bioloxía e XeoloxíaI.E.S. Otero Pedrayo. Ourense.