Biotecnología:Pasado,Presente y Futuro

La biotecnología es el uso que hacemos de células, organismos vivos o de componentes celulares para la producción de materiales y/o la realización de un trabajo que beneficie al ser humano.

¿Qué es B I O T E C N O L O G Í A?

vacunas medicinas Biorremediación Plantas y animalesmejorados

De hecho, la biotecnología es una práctica tan antigua como la civilización.

Desde las antiguas civilizaciones griegasy egipcias se han utilizado organismos para la producción de vinos y quesos. Más adelante para la producción de pan, yogurt y cerveza.

Desde la época de los antiguos griegos y egipcios ha pasado mucho tiempo. Ahora conocemos más sobre

cómo trabaja la célula y los organismos vivos y nos encontramos en un momento distinto en la

biotecnología.

Ahora nos encontramos en un momento distinto en la biotecnología.

Estamos en la época de…

….la manipulación del material genético

La información genética en todos los organismos y sistemas biológicos se encuentra en la molécula de ADN (ácido

desoxirribonucleico).

La molécula de ADN está formada por

unidades que se repiten llamadas nucleótidos.

¿Cómo la biotecnología se ha beneficiado de los conocimientos sobre el ADN y sobre la expresión de la

información genética?

Se han desarrollado toda una serie de técnicas que permiten la manipulación de la información

genética.

Estas técnicas se conocen como ingeniería genética

• Conocer la información genética de un organismo.

• Desarrollar herramientas para el análisis de esa información .

• Introducir material genético de un organismo en otro.

• Cambiar la información hereditaria en un mismo organismo.

La manipulación del material genético a través de las técnicas de ingeniería genética ha permitido:

¿Cómo se puede manipular la información genética?

•Cambiando la secuencia de nucleótidos.

•Cambiando el ADN de sitio dentro de un mismo organismo o entre organismos distintos.

¿Para qué queremos alterar el ADN de una célula?

•Para que un organismo exprese información que antes no tenía.

•Para corregir errores en la información hereditaria.

Estas curado

Vacas produciendomaterialeshumanos

Para cambiar ADN de una célula a otra o de un sitio a otro, la ingeniería genética utiliza la operación de “cortar y pegar”.

1. el ADN que queremos que la nueva célula u organismo exprese (ADN donante) y;

2. el ADN de la célula donde lo introduciremos para que se exprese (ADN receptor).

Para eso necesitamos dos fuentes de ADN:

VectoresVectores

FIGURE 20.2 USING A RESTRICTION ENZYME AND DNA LIGASE TO MAKE

RECOMBINANT DNA

FIGURE 20.19 USING THE TI PLASMID AS A VECTOR FOR GENETIC

ENGINEERING IN PLANTS

FIGURE 20.1 AN OVERVIEW OF HOW BACTERIAL PLASMIDS ARE USED TO

CLONE GENES

Terapia Genética

Biotecnología aplicadaa la Agricultura

Genoma Humano

Células tallo para terapia

Huella del ADN

Biofármacos

Biorremediación

APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGÍA

UTILIZANDO TÉCNICAS MOLECULARES

1. En la producción de proteínas y fármacos

Producción de Insulina Humana por una Bacteria

El proceso incluye: recolectar las bacterias, rompimiento celular y purificación de

la insulina producto del ADN recombinante.

OTRAS DROGAS

• EPOGEN (epoetin alfa)

Amgen Ltd.

• Humulin (recombinant human insulin)

Eli Lilly & Co.

Muchos de los alimentos aprobados para el consumo humano por el Departamento de Agricultura Federal, son productos de modificaciones genéticas.

2. Generación de nuevos tipos de plantas y animales

•Para hacerlos resistentes a plagas.

•Para que contengan más nutrientes.

•Más rendimiento

Salmón de catorce meses manipulado genéticamente (izquierda) y un salmón normal (derecha)

¿Para qué manipular las plantas y animales que nos sirven de alimentos ?

Arroz modificado que contiene más vitamina A que el arroz normal

En el mundo, el 7% de los niños presentan deficiencia de vitamina A, muchos viven en países donde el arroz es parte de la dieta.

Golden rice (yellow)

with standard rice

(white).

La modificación genética a alimentos ha traído mucha controversia

Protesters at the 2000 Montreal World Trade Summit

European sentiment

La terapia genética introduce una copia funcional de un gene en el ser humano.

Hemofilia

Tiene el objetivo de “curar” al ser humano de una condición genética.

3. Terapia genética

FIGURE 20.16 ONE TYPE OF GENE THERAPY PROCEDURE

USO DE CÉLULAS TALLOS PARA CORREGIR

DEFECTOS GENÉTICOS.

4. Biorremediación

El uso de organismos o sus productos para limpiar aguas y tierra contaminados.

5. Vacunas

• Determinar la secuencia completa del

ADN humano.

Identificar los genes en el ADN

humano.

Comparar las secuencias de los diferentes organismos y compararlas entre sí para determinar sus similitudes.

Secuenciar el ADN de otros

organismos.

6. Proyecto del Genoma Humano: Objetivos

FIGURE 14-8B

PAGE 279

(b)

FIGURE 20.0 DNA SEQUENCERS

Estudios de similitudes entre especies, muestran que los seres humanos somos un 98% iguales a los chimpancés.

3. Un segundo beneficio de tener la secuencia del DNA

humano es que ha permito un análisis más concreto sobre

la evolución humana.

2. El análisis del genoma humano ha servido para la identificación de genes responsables de varias enfermedades.

1. Los seres humanos compartimos un 99.9% de la secuencia de nuestro ADN.

6. Proyecto del Genoma Humano: Resultados y Aportaciones

•El DNA fingerprinting es la huella genética únicade cada organismo.

•Se basa en las diferencias en la secuencia de nucleótidos del ADN que poseen el organismos en su secuencia de ADN al compararlo con otro organismo.

7. Huella del ADN: DNA fingerprinting

FIGURE 20.17 DNA FINGERPRINTS FROM A MURDER CASE

USOS DE LA “HUELLA GENÉTICA”

• Identificación personal

• Análisis forense y criminal

• Diagnóstico de enfermedades

Resumen

El desarrollo de nuevas técnicas y la Biotecnología han permitido avances en:

la terapia genética

la producción de fármacos

biorremediación

el desarrollo de células tallos

las mejoras de alimentos (carnes y vegetales)

técnicas de identificación

Proyectos como el del Genoma Humano

INDUSTRIA DE BIOTECNOLOGÍA

EMPLEOS Y SALARIOS

CONTÍNUO AUMENTO

LOCALIZACIÓN DE LOS SUBSECTORES EN LA INDUSTRIA DE

BIOCIENCIAS

PUERTO RICO

PUERTO RICO

16 of the top 20 Pharmaceutical Drugs sold in the U.S. are manufactured in Puerto Rico

“Investments of over USD $1.5 billion in biotech manufacturing in one year

Biotech giants including Abbott, Eli Lilly and Amgen have found great operational and financial benefits in Puerto Rico. Recent investments in this sector include $800 million-Amgen, $450 million-Eli Lilly, and $350 million-Abbott Laboratories. These investments cover only the plant and equipment costs for bulk biotech manufacturing. Once operating, these projects will employ over 1,200 people. Biotech has moved from the lab to the factory, and Puerto Rico is leading the way. Of course, the island also has biotech fill/finish facilities

PREGUNTAS

CONTÍNUO

DESARROLLO

AÚN EN LA

RECESIÓN