III GRADO EN BIOQUÍMICA

BIOQUÍMICA AMBIENTAL Y BIOTECNOLOGÍA

“BIOTECNOLOGÍA DE ANIMALES”

Ágata Vasconcelos Areguy - Rafael Diego Macho Reyes

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INDICE DE CONTENIDOS Introducción. Métodos de Transformación Genética en Animales. Líneas de Investigación. Biotecnología de los animales de granja. Conclusiones Bibliografía y Referencias.

INTRODUCCIÓN:

Las investigaciones en animales transgénicos tuvieron un

gran auge en la década de 1980.

La ingeniería genética ha revolucionado todos los aspectos

de la investigación biológica y biomédica, con técnicas como

la PCR o la secuenciación de Sanger.

Los animales transgénicos obtenidos comprenden desde los

animales de granja y peces de consumo hasta especies

como los peces cebra empleados en la investigación del

crecimiento y la morfohistología.

METODOS DE TRANSFORMACION GENETICA EN ANIMALES

FUENTE: http://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0301-732X2004000200002&script=sci_arttext /articulo : TRANGENIC ANIMALS: PAST, PRESENT AND FUTURE.

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN :

Producción de proteínas exógenas en la leche.

Producción de proteínas exógenas en huevos de aves.

Producción de proteínas exógenas en la sangre.

Animales utilizados para producción de proteínas humanas en la leche :

Producción de proteínas exógenas en la leche

El trabajo con ratones transgénicos capaces de hiperexpresar proteínas exógenas y secretarlas en la leche.

Procedimiento:

•El gen a introducir es una construcción de ADN que contiene una región promotora y la región codificante para la proteína de interés, los que se insertan en el genoma en forma artificial mediante los métodos ya vistos.

Resultado:•De esta manera se han producido diferentes proteínas de interés como el activador de plasminógeno tisular humano, la interleuquina-2 o la uroquinasa.

Urokinasa (H, sapiens)

IL-2

Producción de proteínas exógenas en la leche

Ejemplo:Un caso muy significativo es la construcción de ratones transgénicos productores del regulador transmembrana de la fibrosis quística (CFTR) en su leche.

Procedimiento:

El DNAc del CFTR fue clonado tras la región reguladora del gen de la ß-caseína, una de las proteínas mayoritarias de la leche. Su caso es significativo porque demostró la posibilidad de producir proteínas asociadas a la membrana.

Resultado :

Pero, aunque estén concentradas en la leche y presentan actividad biológica muy aceptable, el ratón no es un buen sistema reproductivo.

PROTEÍNAS HUMANAS EXPRESADAS EN LA LECHE DE ANIMALES TRANSGÉNICOS

Proteínas Humanas

Aplicación Médica

Gen origen del Promotor

Animal Transgénico

Antitripsina α-1 Inhibidor de proteasa. Tratamiento del enfisema y de la fibrosis cística.

Gen de la β-lactoglobulina de oveja

Oveja

Antitrombina III Proteína de coagulación sanguínea. Uso en corazón abierto.

Gen de la caseína de vaca Cabra

Factor IX Proteína de coagulación sanguínea. Tratamiento de la hemofilia B.

Gen de la β-lactoglobulina de oveja

Oveja

Lactoferrina Proteína de transporte de hierro. Aditivo en nutrición infantil.

Gen de la α-S-caseína de vaca Vaca

Proteína C Anticoagulante. Tratamiento de la hemofilia y uso en cirurgia.

Gen de la proteína ácida del suero lácteo de ratón

Cerdo

Activador del plasminógenode tejido

Disolución de coágulos en sangre. Tratamiento de ataques cardíacos.

Gen de la proteína ácida del suero lácteo de ratón

Cabra

Fuente: Libro: Animales transgénicos. Cap.10 Terapia Génica

Proteínas exógenas en el huevo de ave:

Objetivo: conseguir menos grasa y colesterol en el huevo de gallina o el aumento de la resistencia a infecciones en las aves.

Métodos:- Por analogía con la glándula mamaria de ovejas, cabras o

vacas, la expresión del transgén en la células de oviductos gallinas mediante la ovoalbúmina que lleva a la acumulación de proteína exógena en el interior del huevo.

• Difultad : Resultados limitados.

- Micro-inyección de DNA en huevos fertilizados.

• Dificultad: se emplean varios espermatozoides, lo que hace imposible identificar la carga genética del futuro zigoto. La entrada en el citoplasma puede causar rechazo y las estructuras del huevo pueden dificultar la microinyección.

- Inyectar un transgén en el disco terminal en la región de la yema donde se quedan los pronúcleos, antes de la formación de la cáscara, lográndose una línea de pollos transgénicos.

• Dificultad : Camino difícil para llevar a cabo de manera rutinaria.

- Transferencia de DNA a células del blastodermo, con vectores retrovirales defectivos em replicación se consigue líneas transgénicas de pollos y codorniz.

• Dificultad: Por cuestines de seguridad del uso de esos vectores no se há avanzado em estas pesquisas.

- Transferir ADN a blastodermos o fusionarlos con liposomas y su replantación con embriones recientes.

• Dificultad: Se han conseguido quimeras, y mediante sucesivos cruces se consiguen aislar líneas transgénicas.

Producción de proteínas exógenas en la sangre

• Cerdos que expresan hemoglobina humana en su sangre;

Método:

La transgénesis se produce en genes de la α1- globulina y la ßA- globina humana bajo el control de señales reguladoras de cerdo. La hemoglobina producida tiene diferentes propiedades a la nativa, pues puede separarse co facilidad de la porcina mediante cromatografía. Tiene gran valor para preparación de sangre sintética.

Animal Producción Tiempo

Cerdo Adulto 500 hasta 1000g de hemoglobina humana pura por año

BIOTECNOLOGÍA DE LOS ANIMALES DE GRANJA

PROBLEMAS ÉTICOS LIGADOS A LA BIOTECNOLOGÍA DE ANIMALES DE GRANJA

1) Éticos: los animales son más próximos a los humanos que las plantas, lo que cuestiona su

manipulación.

2) Riesgo ambiental y en la calidad de la alimentación.

3) Protección animal.

4) Beneficios dudosos y demasiado amplios (¿consumidor?, ¿productor?, ¿todos?).

5) Efectos nocivos en la economía agraria a medio-corto plazo por la lucha entre los mercados.

Aplicaciones Biotecnológicas I: mejora de la alimentación

Fitasa (A.niger) Glucanasa (P.tremula)

Xilanasa(A.niger)

Suplementos Inmunes

Γ-INF

Aplicaciones Biotecnológicas II: mejora en la producción

Aplicaciones Biotecnológicas III: mejora de la salud y el comportamiento

Aplicaciones de la Biotecnología IV

http://elalumnodebq.blogspot.com.es/

CONCLUSIONES

La biotecnología animal emplea recursos de la bioquímica, biología molecular y genética para la obtención de productos de interés para el ser humano.

Este campo estudio tiene más de 30 años.

Las líneas de investigación y aplicaciones se centran en la mejora de la alimentación y de la salud tanto de los animales como de los consumidores.

Este conjunto de técnicas se enfrentan a serios problemas éticos por parte de la opinión pública.

BIBLIOGRAFIA:

http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0253-570X2009000200010&script=sci_arttext

http://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0301732X2009000300002&script=sci_arttext

http://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0301-732X2004000200002&script=sci_arttext

http://elfosscientiae.cigb.edu.cu/PDFs/BA/2006/23/4/BA002304RV271-278.pdf Bonneau, Laarveld, “Biotechnology in animal nutrition, physiology and health”,

Livestock Production Science 59 (1999). Bulfield, G “Farm Animal Biotechnology”, Tibtech, Enero 2000. Imágenes encontradas en Google. Para las estructuras de las enzimas se empleó PDB y el programa PDB-

Viewer (1BK1, 1QFX, 1 QJM, 1 TPQ,1KMZ).