CURSO BIOTECNOLOGIA Módulo 1

Biotecnología Tradicional y Genética

Universidad de Arcis, Castro

2009

Materias• Repaso Ácidos Nucleicos y ADN

• Definición Biotecnología

• Biotecnología tradicional, Historia

• Fermentación, elaboración de Cerveza, Queso, Pan

• Las nuevas biotecnologías

• Biotecnología genética, Ejemplos

• Técnicas mas importantes biotecnología genética:

• Endonucleasa Restricción,

• Transcriptasa Inversa

• Síntesis ADN Sintético,

• Marcadores Moleculares,

• Técnica ADN Recombinante,

• Primera Bacteria GM,

Materias• PCR, • Vacunas Biotecnológicas, • Clonación plantas, animales, • Seres Quimera,• Genómica, Mapeo genes, • Proyecto genoma Humano,• Selección Genética Humana, Asesoráis genéticas, Patentes, • Creación nueva forma vida, • Hormona Crecimiento Bovino, • Bacillus thuringiensis, • Biocombustibles, • Biolixiviación Bacteriana, • Biorremediación, • Industria Biotecnológica.

Biotecnología

• Tecnología que utiliza organismos vivos, para elaborar productos o procesos de aplicación industrial.

Bioética

• Disciplina que combina el conocimiento biológico con el de los valores humanos.

• El estudio sistemático de la conducta humana en el área de las ciencias (Encyclopedia of Bioethics).

Ácidos Nucleicos• Los ácidos nucleicos son las biomoléculas mas grandes. Como

los polisacáridos y las proteínas son polímeros. Tienen C,O,H,N y P. Están formados de muchas unidades de nucleótidos. Polinucleótidos o polímeros de nucleótidos.

• Forman ADN o Acido Desoxirribonucleico y ARN o Acido Ribonucleico.

• Estas dos moléculas se encuentran en la célula y son las que transmiten la herencia. Se encargan del almacenamiento, transmisión y expresión de la información genética que determina si uno es una planta, ratón, ser humano. Codifican proteínas.

• ADN esta en el cromosoma del núcleo, y en menor cantidad en mitocondria y cloroplastos. El ARN esta en el nucléolo del núcleo y en los ribosomas y ayuda síntesis proteínas.

Ácidos Nucleicos• Nucleótidos se conforman de: • 1) Un azúcar que es ribosa (ARN) o desoxirribosa (ADN)• 2) Una molécula de fosfato, ácido fosfórico que torna ácida

la molécula• 3) Una base nitrogenada. Hay 4 bases en cada Acido

Nucleico de tipo Purina de doble anillo o pirimidina de un solo anillo:

• Pirimidina: Citosina, Timina, Uracilo• Purina: Adenina, Guanina• ADN: Adenina, Guanina, Citosina y Timina.• ARN: Adenina , Guanina, Citosina y Uracilo.

NucleótidoFosfato-Desoxirribosa-Adenina

Ácidos Nucleicos• Una cadena de ácido nucleico es definida de manera

única por su secuencia de nucleótidos, lo que constituye una especie de código.

• El ADN se compone de dos cadenas mantenidas juntas por enlaces de H, y enrolladas una alrededor de la otra en una doble hélice. Las cadenas van en dirección contraria.

• Por sus dimensiones y constitución química existen bases complementarias que siempre se asocian:

• A-T y G-C en ADN• A-U y G-C en ARN

Cromosomas

Biotecnología Tradicional - Tecnología Biológica

La mayoría de los alimentos que consumimos actualmente se siguen produciendo por ‘Biotecnología tradicional que se viene utilizando desde hace miles de años.

Nuestros antepasados fueron los primeros en utilizar la biotecnología para cultivar y producir alimentos. Por medio del ensayo y error pudieron desarrollaron diferentes cultivos, alimentar y domesticar distintos tipos animales, procesar alimentos crudos para hacer pan, cerveza, vino, preservar alimento. Por ejemplo la producción de quesos con el cuajo, renina o quimosina

Algunos hitos de la Biotecnología del pasado:6.000 a.C. Los Sumerios y Babilonios utilizan la fermentación para producción de cerveza.

4.000 a.C. Los Egipcios utilizan el CO2 de levaduras para la producción de pan.

Biotecnología Tradicional - Tecnología Biológica 3.000 a.C. Los Egipcios y Sumerios inician la fabricación de quesos.

500 a.C Los países mediterráneos introducen los escabechados (conservación en vinagre) y encurtidos que son (conservación en vinagre y sal).

300 a.C. Los griegos introducen el injerto.

Se descubrió la polinización cruzada o hibridación de dos variedades distintas creando nuevas variedades con mayores rendimientos o mejores características nutritivas. La mejora de plantas se llevo a cabo de forma empírica durante siglos hasta que Mendel trabajando con el guisante en 1860 formulara la teoría genética.

En ganadería, los cruces de ejemplares seleccionados permitieron mejorar producción de leche, carne, huevos.

Las Nuevas Biotecnologías• Biológica

• Antibióticos

• Vacunas con virus atenuados

• Las técnicas de fermentación

• La transferencia de embriones

• Inseminación artificial animales, seres humanos (niños probeta)

• Reimplantación de embrión en madres alquiladas

• El cultivo de tejidos vivos o micropropagación

• El control de contaminación ambiental y tratamiento de aguas residuales

• La producción de bioinsecticidas y biodetergentes

• Uso células madres

Respiración Anaerobia• La respiración anaerobia y la fermentación no requieren Oxígeno.

• La respiración anaerobia se observa en algunos tipos de bacterias que habitan lugares sin O (suelos inundados, aguas estancadas, intestino animales). El producto final son nitratos o sulfatos.

• La fermentación es una vía anaerobia que produce alcohol o ácido láctico, sustancias tóxicas para las células. Hay dos tipos: Fermentación alcohólica y F. láctica.

• Tanto la fermentación alcohólica y láctica son muy ineficientes pues el compuesto que se usa como fuente de energía solo se oxida de manera parcial. El alcohol que es el producto final aun contiene mucha energía, pues se puede quemar Las levaduras no pueden extraer esta energía por procesos anaerobios.

Fermentación Alcohólica• La fermentación alcohólica es la base de la producción de

cerveza, vino y otras bebidas alcohólicas. La fermentación alcohólica tiene como finalidad biológica proporcionar energía anaeróbica a los microorganismos unicelulares (levaduras) en ausencia de oxigeno para ello disocian las moléculas de glucosa y obtienen la energía necesaria para sobrevivir, produciendo el alcohol y CO2 como desechos consecuencia de la fermentación.

• Las levaduras y bacterias causantes de este fenómeno son microorganismos muy habituales en las frutas y cereales. Las levaduras son anaerobios facultativos. Son hongos unicelulares que tienen mitocondrias y realizan respiración aerobia si hay O y fermentación alcohólica si no hay O.

Fermentación Alcohólica• La fermentación alcohólica (denominada también como

fermentación del etanol o incluso fermentación etílica) es un proceso biológico de fermentación en plena ausencia de oxigeno (O2), originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los hidratos de carbono (por regla general azúcares: como pueden ser por ejemplo la glucosa, la fructosa, la sacarosa, el almidón, etc.) para obtener como productos finales: un alcohol en forma de etanol (cuya fórmula química es: CH3-CH2-OH), dióxido de carbono (CO2) en forma de gas y unas moléculas de ATP que consumen los propios microorganismos en su metabolismo celular energético anaeróbico.

• El etanol resultante se emplea en la elaboración de algunas bebidas alcohólicas, tales como el vino, la cerveza, la sidra etc.).

• En la actualidad se empieza a sintetizar también etanol mediante la fermentación a nivel industrial a gran escala para ser empleado como biocombustibles.

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Ethanol_fermentation_es.svg

Fermentación Láctica• Algunos hongos y bacterias realizan fermentación láctica o de ácido

láctico. Se produce lactato. Esta capacidad se aprovecha en la fabricación de yoghurt y en la fermentación de repollo para chucrut.

• El lactato es un compuesto de 3 C que contiene mas energía que los alcoholes de 2 C.

• En contraste, la respiración aerobia extrae toda la energía disponible dado que las moléculas usadas se oxidan por completo a CO2. La respiración aerobia de una molécula de glucosa genera de 36 a 38 molécula de ATP.

• La fermentación de una molécula de glucosa da solo 2 ATP. La ineficiencia de la fermentación hace necesario un mayor aporte de fuentes de energía. Las células musculares que cambian a metabolismo anaerobio por cortos periodos deben acumular grandes cantidades de glucosa en forma de glucógeno. Estas consumen hasta 20 veces mas glucosa por segundo que una célula aerobia.

Cerveza• Bebida alcohólica, de sabor amargo que se fabrica con granos de cebada u otros cereales

cuyo almidón tienen que convertirse en azúcar antes de ser fermentado en agua por las levaduras y frecuentemente aromatizado con lúpulo.

• Malteado: La cebada contiene enzimas llamadas amilasas, que pueden convertir el almidón en azúcar, lo que significa reducir las largas cadenas de almidón para liberar azúcares. Pero solo se produce cuando germina el grano de la cebada. Por lo tanto esta se humedece y se deja germinar produciendo lo que se denomina una malta verde.

• Esta malta después se seca y se guarda para su empleo como malta. El grado de tostado de la malta determina el color de la cerveza. El almidón al interior de la malta permanece inlaterado.

• La malta se muele con agua lo que permite que la enzima de la malta convierta el almidón en azúcar. Esto se llama maltear el cereal.

• Se hierve la mezcla para hacer que la enzima deje de actuar y para destruir los microorganismos y se filtra para eliminar los residuos.

• Lúpulos: Se añaden los lúpulos a la mezcla filtrada para dar sabor a la cerveza e impedir que crezcan bacterias. De esta planta se utiliza la flor hembra sin fecundar. En la base de sus bracteólas, hay unas glándulas que contienen la lupulina, que es el ingrediente que aportará a la cerveza su sabor amargo y los aromas propios.

• Acabada esta operación, se procede a retirar los restos de lúpulo. En este momento, el mosto es un caldo de cultivo que podría infectarse rápidamente.

Cerveza• Al no poderse inocular la levadura a temperaturas más altas que 35ºC, y para

evitar que cualquier otro microorganismo entre en el mosto, se enfría lo más rápidamente posible.

• Inoculación de la levadura: El elaborador introduce el cultivo de la levadura que él mismo ha desarrollado o que ha obtenido en un banco de levadura. La fermentación dura de 5 a 10 días. La levadura primero se reproduce muy activamente consumiendo el oxigeno contenido en el mosto. Es la etapa espectacular en la que se puede ver una gran cantidad de espuma y un importante burbujeo. Cuando se acaba el oxígeno, la levadura empieza a consumir el azúcar y lo transforma en alcohol y anhídrido carbónico. Estas etapas pueden durar entre una y tres semanas. Al final de este tiempo las cervezas Lager (de baja fermentación) industriales son filtradas, pasteurizadas, envasadas con un añadido de CO2 y distribuidas.

• En algunos sitios de Sudamérica y Oriente medio se emplea saliva humana que contienen enzimas para convertir el almidón de los cereales en azúcar. Los indios de Sudamérica hacen una cerveza de maíz masticando los granos y escupiéndolos en un recipiente, donde sufren una fermentación espontánea para convertirse en cerveza.

Queso• El queso es un alimento sólido elaborado a partir de la leche

cuajada de vaca, cabra, oveja, búfala, camella u otros mamíferos rumiantes. Es la conserva ideal pues muy difícilmente se estropea con el transcurso del tiempo ya que al secarse mejoran sus cualidades en relación al peso.

• La elaboración de queso depende de un grupo especial de microbios llamados bacterias lácticas que se encuentran normalmente en la leche y son responsables que esta se agrie.

• Los quesos duros son madurados por bacterias lácticas que crecen en todo el queso. El color azul y sabor del queso Roquefort se debe al hongo de color azul Penicillium roquefort en todo el queso. El queso suizo tiene hoyos por un microbio que produce CO2.

• Los quesos pueden conservarse durante bastante tiempo pues las bacterias lácticas lo hacen acido y eso impide el crecimiento de muchos microorganismos.

Queso• Se añaden ácidos como el vinagre o el limón pero mas

comúnmente bacterias a la leche para agriarla. Las bacterias convierten el azúcar lactosa de la leche en acido láctico que hace que esta se cuaje.

• Se añade renina (quimosina), enzima procedente del estomago de una ternera. pero actualmente también se producen sustitutos microbiológicos en laboratorio. También se han extraído cuajos vegetales de varias especies de la familia de cardos Cynara.

• La renina transforma las proteínas de la leche formando un sólido llamado cuajada. El cuajo hace que tome un estado más consistente. El liquido o suero que queda se elimina.

• Se deja que la cuajada madure. Este es un proceso muy complicado y variable y depende del tipo de queso que se este elaborando.

Queso• En el resto de quesos, la cuajada se corta en pequeñas secciones, para facilitar

la extracción del agua de las piezas individuales de cuajada.• En el caso de los quesos duros, se calientan a temperaturas entre un intervalo

de 33ºC a 55ºC. De esta manera se deshidrata más rápidamente y también se consiguen sutiles cambios en el sabor final del queso.

• En los quesos que se calientan a temperaturas superiores se emplean bacterias termófilos, capaces de sobrevivir a ellas, como las Lactobacillus o Streptococcus.

• Dependiendo del tipo de queso se aplican un gran número de técnicas específicas, que dan las características finales al sabor y a la textura. Muchos quesos no adquieren su forma final hasta que son prensados en un molde. Cuanto más duro es el queso, mayor presión se le ha aplicado. La presión elimina humedad ,los moldes permiten la fuga del agua, y hace que la cuajada se afirme en cuerpo sólido.

• Añejamiento. Los quesos frescos ya estarían listos para consumir llegados a este punto, sin embargo, a la mayoría de quesos les queda todavía un largo periodo de añejamiento y curado hasta estar completamente listos. Durante el añejamiento dentro de los moldes, nuevos microbios se introducen en el queso, intensificando su sabor.

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:9-alimenti,_formaggi,Taccuino_Sanitatis,_Casanatense_4182..jpg

Pan• Se emplea harina, agua y levadura para

formar la masa.• Las levaduras mas importantes utilizadas

es Saccharomycetes cerevisiae.• Las enzimas de la harina transforman parte del almidón en

azúcar.• La levadura fermenta rápidamente el azúcar produciendo

alcohol y CO2 como gas (fermentación alcohólica). El dióxido de carbono hace que esponje la masa y el alcohol se evapora en el horneado. El gas queda atrapado en forma de burbujas en la masa haciendo que suba.

• Cuando se cuece el pan la levadura queda inactivada en altas temperaturas.

Las Nuevas Biotecnologías• Biológica

• Antibióticos.

• Vacunas con virus atenuados.

• Las técnicas de fermentación.

• La transferencia de embriones.

• Inseminación artificial animales, seres humanos (niños probeta).

• Reimplantación de embrión en madres alquiladas.

• El cultivo de tejidos vivos o micropropagación

• La fusión de protoplastos en tomate y papa.

• El control de contaminación ambiental y tratamiento de aguas residuales.

• La producción de bioinsecticidas y biodetergentes.

• Uso células madres.

Biotecnología Moderna-Biotecnología Genética

– Hoy se puede intercambiar información genética de forma selectiva entre seres vivos. Se puede identificar el gen individual que gobierna un rasgo o característica deseada, extraerlo, copiarlo e insertar la copia en otro organismo. Ese organismo y su descendencia tendrá el rasgo deseado.

– Este proceso es conocido como modificación genética. También es llamado ‘Biotecnología Moderna’ o ‘Nueva Biotecnología’. Se habla de Revolución Biotecnológica,similar a la Revolución Verde.

– Algunos piensan que los beneficios serán inmensos, pero otros no están tan seguros e incluso le encuentran muchos peligros y objeciones. Lo que no hay duda es que va a cambiar nuestra sociedad, en la producción de alimentos, en los medicamentos, en la medicina y en una gran variedad de otras aplicaciones.

Reseña Histórica• Durante años 50 y 60 los científicos descubrieron

como se guarda, multiplica y transmite la información genética de una generación a otra.

• Los años 70 y 80 se comenzó a elaborar técnicas para trasladar genes de un organismo a otro y generar microorganismos GM.

• Años 90 a 2000 se avanza en cultivos y animales transgénicos para alimentos y producción fármacos, en secuenciación genoma y terapias basadas en genética.

Las Nuevas Biotecnologías• Genética• Endonucleasas de restricción o enzimas de restricción, Secuenciación

ADN• Mapas genoma especies. • La clonación. • Seres quimera• La ingeniería genética (ADN recombinante)• Uso bacterias modificadas para convertirlas en fábricas de sustancias

de interés, como medicamentos, productos industriales, reactivos diagnósticos, aditivos,

• Sondas de ADN (prevención y diagnostico de enfermedades)• PCR (prevención y diagnostico de enfermedades, deteccion OGM)

Las Nuevas Biotecnologías• Genética• La fijación biológica de nitrógeno con bacterias modificadas para que vivan en

raíces cereales

• Huellas dactilares de ADN

• Anticuerpos monoclonales

• Embriogénesis somática,

• Marcadores moleculares,

• Replica ADN para crear nuevos seres vivos

• Desarrollo de vacunas biotecnológicas

• Terapia génica

• Vacunas de ADN

• Proyecto Genoma Humano (2000), Proyecto para estudiar variabilidad genoma humano (2002-2005.)

• Proteómica, genómica, bioinformática

Recombinación Vertical• La recombinación es el proceso por el que se forma un nuevo

cromosoma recombinante, un cromosoma que tiene un genotipo diferente al de ambos progenitores, mediante la combinación del material genético de los dos organismos que participan en el proceso. La recombinación da lugar a un nuevo ordenamiento de los genes o de partes de genes, y generalmente se acompaña de un cambio fenotípico.

• La recombinación en la mayoría de los organismos eucariotes, es decir organismos con verdadero núcleo, se presenta durante la reproducción donde hay un ciclo vital sexual completo, con participación de la meiosis, generación de nuevas combinaciones de alelos (formas alternativas de un determinado gen) mediante recombinación.

• Células eucariotas con reproducción sexual

• Meiosis y Recombinación de generación en generación

Recombinación Horizontal en Microorganismos

• Existe normalmente traspaso de ADN entre microorganismos como virus y bacteria de forma horizontal independiente de la reproducción.

• Las bacterias se pasan libremente rasgos hereditarios en una red global que les permite adaptarse mejor al medio ambiente. Les permite disponer de genes accesorios, algunos de estos pueden recombinarse con su genoma y otros que vuelven a ser puestos en circulación. Cuentan con genes a su disposición y es una forma mas eficaz que la mutación al azar. Esto por ejemplo les permite adaptarse rápidamente a los antibióticos generando cepas resistentes.

Recombinación Horizontal en Microorganismos• Bacterias son organismos unicelulares sin núcleo. Su ADN se

encuentra en un solo cromosoma como un gran bucle cerrado. Puede haber desplazamiento y precombinación de ADN de una bacteria dadora al receptor a través de:

• Conjugación: Transferencia directa entre dos bacterias que han establecido contacto físico temporal.

• Transformación: Transferencia de un fragmento de ADN desnudo. Bacteria suelta su ADN al entorno y es tomado por las bacterias próximas e incorporado en su propio ADN

• Transducción: Transporte del DNA bacteriano por virus bacteriófagos. Los virus pueden combinar fragmentos de ADN bacteriano con el suyo. Transportan el ADN importado de una especie de bacteria a otra.

Plásmidos• Muchas células bacterianas incluyen círculos de ADN

independiente muchos mas pequeños llamados plásmidos.

• Estos círculos de material genético se mueven libremente y pueden pasar con facilidad de una célula a otra. Desempeñan muchas funciones importantes en la vida de las bacterias. También han demostrado tener un valor inestimable para los científicos como una herramienta fundamental para la transferencia de genes entre especies.

Plásmidos• La conjugación, es decir, la transferencia de DNA entre

bacterias por contacto directo, depende de la presencia de plásmidos.

• Los plásmidos son capaces de existir de forma independiente respecto a los cromosomas del huésped, y están presentes en muchos tipos de bacterias (y también en algunas levaduras y otros tipos de hongos). Tienen sus propios orígenes de replicación, presentan autonomía de replicación y se heredan de forma estable.

Esquema de la conjugación bacteriana. 1-La célula donante genera un pilus. 2-El pilus se une a la célula receptora y ambas células se aproximan. 3-El plásmido móvil se desarma y una de las cadenas de ADN es transferida a la célula receptora. 4-Ambas células sintetizan la segunda cadena y regeneran un plásmido completo.Además, ambas células generan nuevos pili y son ahora viables como

donantes.

Plásmidos• Los plásmidos tienen relativamente pocos genes, en general

menos de 30. Su información genética no es esencial para el huésped, y las bacterias que carecen de ellos suelen funcionar con normalidad.

• Los plásmidos a menudo confieren resistencia a los antibióticos a las bacterias que los contienen. Su ADN contiene genes que codifican enzimas capaces de destruir o modificar antibióticos. Se han encontrado plásmidos con genes para resistencia a ampicilina, cloranfenicol, kanamicina, entre otros.

Transposones• Los cromosomas de bacterias, virus y células eucariotas

contienen fragmentos de ADN que tienen la capacidad de desplazarse por el genoma. Este movimiento se denomina transposición, y los segmentos de ADN que se desplazan por los cromosomas se denominan elementos transponibles o transposones. Se originan en un lugar del cromosoma y son capaces de desplazarse a otro lugar del mismo cromosoma.

• Los elementos transponibles contienen otros genes además de los necesarios para la transposición, como genes que codifican la resistencia a los antibióticos o que codifican toxinas. Estos reciben el nombre de transposones compuestos o elementos compuestos

Transposones• Los transposones también se desplazan entre los plásmidos y

los cromosomas primarios y los genes de resistencia a fármacos pueden intercambiarse entre plásmidos y cromosomas, lo que produce una mayor diseminación de las resistencias a los antibióticos. La existencia de estos elementos plantea graves problemas en el tratamiento de las enfermedades.

• Los transposones están muy extendidos en la naturaleza tanto en células eucarióticas como procarióticas. Por ejemplo, en levaduras, maíz, moscas del género Drosophila, los seres humanos. Los elementos transponibles desempeñan un papel importante en la generación y transferencia de nuevas combinaciones de genes.

Virus• Los virus son partículas formadas por moléculas

de ADN o ARN independientes envueltas en una cubierta proteica protectora. Su ADN les permite hacer nuevas copias de ADN, pero carecen de maquinaria bioquímica para su propia reproducción.

• Algunos virus llamados bacteriófagos, infectan células bacterianas. Se colocan sobre la bacteria, le inyectan su ADN y dejan sus cubiertas vacías afuera. El filamento de ADN desnudo viral dentro bacteria obliga a la célula bacteriana a formar partes víricas de ADN y cubiertas.

Virus• La nueva generación de virus rompe la célula y

se dispersa.

• Por su capacidad de modificar células de otras especie que llevan a cabo sus instrucciones genéticas, son considerados los primeros ingenieros genéticos.

• Científicos usan estos fagos para introducir ADN en células bacterianas.

Endonucleasa de Restricción• Enzima utilizada comúnmente por bacterias para

defenderse del ataque de virus bacteriófagos. Corta el ADN en lugares específicos.

• En 1970 se descubrió la primera endonucleasa de restricción específica de secuencia, y de la enzima transcriptasa inversa.

• Enzimas son actualmente utilizadas para la tecnología del ADN recombinante o ingeniería genética.

Endonucleasa de Restricción• Estas enzimas reconocen y escinden secuencias específicas de una

longitud de 4 a 6 pares de bases, y reciben el nombre de enzimas de restricción o endonucleasas de restricción.

• Pueden utilizarse para preparar fragmentos de DNA que contengan genes o porciones de genes específicos. La enzima de restricción EcoRI, aislada en 1969 de bacteria E. coli, escinde el DNA entre G y A en la secuencia de bases GAATTC . Obsérvese que en el estado bicatenario, la secuencia de bases CTTAAG se aparea con la misma secuencia que discurre en dirección opuesta. Por consiguiente, EcoRI escinde ambas cadenas o hebras de DNA entre la G y la A.

• Existen actualmente 800 de enzimas de restricción que reconocen muchas secuencias específicas diferentes y son producidas industrialmente. Por ejemplo BamHI procede de Bacillus amyloliquefaciens H y Sal I procede de Streptomyces albus.

Endonucleasa de Restricción

• Los fragmentos son una cadena sencilla con extremos cohesivos o bordes pegajosos, porque pueden aparearse fácilmente con su cadena complementaria. Los extremos cohesivos se aparean y reasocian a baja temperatura.

• Se pueden empalmar un fragmento del ADN de un ratón con el de un elefante seccionado por la misma enzima.

• Los fragmentos en los puntos de corte originales deben ligarse (sellarse) para estabilizar la molécula; esto se hace con una enzima denominada DNA ligasa.

Transcriptasa Inversa• En 1970, Howard Temin y David Baltimore

descubrieron en separado la enzima transcriptasa inversa presente en retrovirus cuyo código genético esta formado por ARN. El virus utiliza esta enzima para producir copias de ADN a partir de ARN.

• Esta enzima puede utilizarse para construir una copia de DNA, denominada DNA complementario (cDNA), de cualquier RNA. Este proceso permite sintetizar genes o porciones principales de genes a partir del RNA mensajero (mRNA).Se usa en terapia génica.

Síntesis de ADN Sintético

• Es posible sintetizar oligonucleótidos de cualquier secuencia deseada mediante una máquina sintetizadora de ADN.

• Los oligonucleótidos son cortos segmentos de ADN o ARN con una longitud de 2 a 30 nucleótidos. La capacidad de sintetizar oligonucleótidos de ADN de secuencia conocida resulta extraordinariamente útil. Por ejemplo, pueden sintetizarse sondas de DNA y prepararse fragmentos de ADN para ser utilizados en diversas técnicas moleculares.

• Un sintetizador de DNA, o "máquina de genes", realiza la síntesis en fase sólida. Se invierten aproximadamente 40 minutos en añadir un nucleótido a la cadena, y es posible sintetizar cadenas con una longitud de hasta 50 a 100 nucleótidos.

Marcadores Moleculares• Un marcador es un carácter o un gen que debido al ligamiento

puede usarse para indicar la presencia de otro gen; es decir, cualquier característica A que esté asociada a la presencia o expresión de una característica B puede considerarse como un marcador, pues la presencia de A necesariamente implica la de B.

• Un fragmento de ADN estrechamente asociado a un gen defectuoso y que se hereda junto al ADN anormal causante de la enfermedad. El ADN marcador permite saber si las personas portan el gen defectuoso para prevenir o hacer el tratamiento antes que se manifieste.

• Gen marcador de resistencia a antibiótico se inserta al genoma para reconocer células que han sido modificadas genéticamente.

Marcadores Moleculares• Las biotecnologías basadas en marcadores

moleculares pueden usarse para cuantificar diversidad genética en especies, identificar genotipos en estudios taxonómicos, biológicos y de identificación genética, localizar genes de determinadas características económicamente importantes, útiles para mejoramiento genético, selección asistida (resistencia a enfermedades, calidad proteica de cereales, etc.), aislamiento y caracterización de genes específicos para usar en Transgenia

Ingeniería Genética o Técnica del ADN Recombinante

• Técnica biotecnológica que consiste en el traspaso de genes de la misma o distintas especies para crear nuevos organismos transgénicos o genéticamente modificados (OGMs) que nunca antes han existido en la naturaleza.

• Los métodos incluyen biobalística, el uso de virus, transposones, plásmidos etc y la fusión de células. Va acompañado de la adición de genes promotores generalmente del virus del mosaico de la coliflor y de genes marcadores bacterianos de resistencia a antibióticos.

• La Técnica ADN Recombinante es solo una técnica mas de la biotecnología, aunque hay tendencia a hacerlas equivalentes y centrase en ella por ser mas desafiante y revolucionaria.

Creación Primera Bacteria Transgénica• La primera transferencia de genes de un organismos a

otro se realizó en 1973, cuando los genetistas Herbert Boyer y Stanley Cohen usaron enzimas de restricción para seccionar plásmidos bacterianos grandes. Seleccionaron fragmentos que contenían un gen resistente a antibióticos.

• Usaron misma enzima restricción para cortar ADN sapo africano y empalmaron después fragmentos de ADN del sapo con los plásmidos que contenían el gen de resistencia antibióticos. Les dieron tiempo a los fragmentos para recombinarse. Usaron enzima ligasa para unir los fragmentos.

Creación Primera Bacteria Transgénica

• Añadieron células bacterianas a la mezcla, le incorporaron antibiótico y aislaron células bacterianas que evidenciaban resistencia a antibióticos, es decir que habían aceptado fragmentos de plásmido recombinante.

• También algunas células bacterianas contenían el ADN del sapo incluido en su plásmido, siendo una bacteria transgénica con gen de sapo.

• Este procedimiento es ahora habitual para producir bacterias genéticamente modificadas.

Organismo Genéticamente Modificado (OGM), Organismo Vivo Modificado o

Organismo Transgénico

• Son seres cuyo código genético ha sido intervenido mediante técnicas de ingeniería genética que poseen una combinación nueva de material genético obtenido por el uso de la biotecnología moderna.

• Involucra la adición de genes extraños perteneciente a la misma u otra especie o la alteración del genoma y la expresión de los genes. Pueden ser un microorganismo (bacteria o virus) o bien una planta o un animal.

Levadura transgénica para producción quimosina

Reacción en Cadena de la Polimerasa • Entre 1983 y 1985, Kary Mullis desarrolló una nueva

técnica que hizo posible la síntesis de grandes cantidades de un fragmento de DNA sin clonarlo. Es una técnica para copiar genes denominada reacción en cadena de la polimerasa (PCR, Polymerase Chain Reaction).

• Ha tenido una gran importancia práctica y un notable impacto en biotecnología. Es una revolución en la detección de patógenos . Su extrema sensibilidad y rapidez la convierten en un poderoso instrumento analítico. Es una prueba rápida, sensible, específica. Le valio Premio Nobel en 1993.

Reacción en Cadena de la Polimerasa• La técnica amplifica una pequeña región de ADN

millones y millones de veces como una fotocopiadora. • Combina la separación y síntesis de ADN mediante calor-

frio. En pocas horas la reacción enzimática producirá billones y billones de fragmentos del ADN idénticos a la secuencia que se ha delimitado por hibridación.

• Permite detectar la presencia de una sola célula de Vibrio cholerae en diez gramos de alimento o una célula de Escherichia coli enterotoxigénico en una población de otras 100.000 bacterias en una muestra de queso blando.

Reacción en Cadena de la Polimerasa• Primero calienta el trozo ADN de modo que los filamentos

se separan, luego deja que se enfríe y que cada filamento forme otro complementario. En cada ciclo dobla el ADN.

• Una vez que las cadenas se separan, se añaden los iniciadores o cebadores que son cortas secuencias de ADN que se unen a la secuencia al final de un gen y promueve formación de un nuevo gen.

• Una vez que los iniciadores se sitúan, se añaden a la mezcla de reacción nucleósidos trifosfato y la enzima ADN Polimerasa derivada de bacterias para promover la síntesis de ADN. Esta enzima debe actuar a altas temperaturas.

Reacción en Cadena de la Polimerasa• Sólo pueden utilizarse polimerasas que sean capaces de

actuar a las elevadas temperaturas empleadas en la técnica de la PCR. Dos enzimas de uso muy extendido son la polimerasa Taq de la bacteria termófila Thermus aquaticus y la polimerasa Vent de Thermococcus litoralis.

• Al final de un ciclo, las secuencias de ambas cadenas han sido copiadas.

• La técnica de la reacción en cadena de la polimerasa es ya un proceso automatizado que realiza una máquina especialmente diseñada para ello. En la actualidad, una máquina de PCR puede llevar a cabo 25 ciclos y amplificar el DNA 105 veces en tan sólo 57 minutos.

Reacción en Cadena de la Polimerasa• La técnica de la PCR es muy valiosa en áreas de biología molecular,

medicina y biotecnología. Puede utilizarse para amplificar cantidades muy pequeñas de DNA específico y proporcionar material suficiente para secuenciar o donar el fragmento con precisión mediante técnicas estándar.

• Util para elaboración de mapas del Proyecto Genoma Humano, en pruebas diagnósticas para el SIDA, enfermedades como tuberculosis, hepatitis, virus del papiloma humano, en detección de enfermedades genéticas tales como la anemia falciforme, la fenilcetonuria y la distrofia muscular.

• En detectar si una planta es transgénica o si alimento contiene ingredientes transgénicos.

• En medicina forense, se usa en investigación criminal como parte tecnología de "huella dactilar" del DNA. Es posible excluir o incriminar a sospechosos utilizando muestras extremadamente pequeñas de material biológico descubierto escena del crimen.

Vacunas Biotecnológicas• Las vacunas se preparan tradicionalmente a partir de

patógenos muertos o vivos pero desarmados. Resultan efectivas en mayoría personas pero en algunas causan alergias. También existe riesgo que organismos patógenos recuperen su estado activo.

• Vacunas genéticamente modificadas no contienen organismos vivos, sino proteínas que estimulan desarrollo inmunidad cuerpo. Estas vacunas no son muy efectivas y no elicitan fuerte respuesta inmunológica.

Vacunas Biotecnológicas• Vacunas con Vectores Transgénicos• Otro tipo de vacunas son aquellas que utilizando virus o bacterias

transgénicas. Se les inhabilita genes que causan enfermedades por deleción o mutaciones. Se usa virus GM como vacuna, estimula sistema inmunológico como si fuera virus normal. Son eficientes y resultan protección duradera.

• También se puede insertar en un vector (virus o bacteria) no patógeno, un fragmento de ADN que codifica enfermedad específica. Se inyecta el vector vivo transgénico que es infeccioso. Resulta también altamente eficiente.

• Vacunas de ADN. • Parte del material genético del patógeno que codifica antígenos se

aísla y se inocula como ADN desnudo en plásmido, en músculo de mamíferos y peces. Puede ser también ADN recombinante. El gen se expresa como parte plásmido. Se encontró inmunización muy efectiva. Aun no hay vacunas ADN mercado.

Vacunas Biotecnológicas• Vacunas de ARN.• Se ha reportado usos vacunas de ARN contra cáncer y

antígenos virales, tipo encefalitis. Usan ARN viral y provoca reacción inmunológica que protege infección. No están en el mercado.

• Vacunas comestibles. Se usan plantas transgénicas para expresar antígenos bacterianos o virales en sus partes comestibles. Se administran de manera oral. Vacuna presente tejidos planta. Producción barata, fácil de almacenar. Plantas sin embargo expresan bajos niveles de antígenos. Vacunas contra rabia, cólera, hepatitis en papa, tabaco, banana, tomate, zanahoria, maíz, soya. Alimento crudo.

Clonación• Método que produce clones que son individuos

genéticamente idénticos producidos a partir de una sola célula madre.

• Plantas: Método normal de reproducción asexual en plantas. Una rama o esqueje que se planta es un clon.

• También se pueden hacer plantas de una sola célula pues es totipotencial. Cada una puede llegar a ser planta completa. Se exponen células nutrientes y hormonas que estimula desarrollo tejido vegetal no diferenciado. Después se agregan otras hormonas para estimular formación hojas y raíces, después la plántula puede ser plantada tierra.

Cultivo Tejidos• Cultivo tejidos en plantas instrumento muy

poderoso para acelerar trabajo mejoramiento genético. Un mejorador convencional por cruzamiento puede demorar 7-15 años en crear nueva variedad. En caso árboles tiempo aun mayor.

• No hay que esperar planta crezca y de semillas, la evaluación se hace en el tejido y se puede reproducir plantas usando tejidos.

Clonación• Animales: Mediante transplante nuclear. Se denuclea un

óvulo o célula germinal.• Se sustituye por núcleo extraído célula somática (piel) de otro

individuo• El óvulo con núcleo transplantado desarrollará un organismo

idéntico al que proporcionó el núcleo. Se ha clonado animales como ratas, ovejas, gatos, caballos, monos seres humanos.

• Dos tipos clonación: terapéutica para cosecha células y clonación reproductiva.

• Cuestionamientos por clonación de seres humanos y cosecha de células.

Clonación• Clonación terapéutica crea embriones humanos de hasta 14

días, para ser utilizados para cosecha de células para reparar tejidos o crear órganos.

• Esta técnica ha sido fuertemente rechazada por gobiernos, el Vaticano y grupos religiosos, afirmando que un embrión antes o después de 14 días es un ser humano. Advierten además que ello abre la puerta a la creación de clones humanos. El partido Verde Europeo señaló que el clonaje terapéutico podría incentivar la producción y uso de embriones.

Clonación• La clonación reproductiva consiste en clonar células reproductivas para

crear un organismo nuevo, idéntico al donador.• Ha probado ser una técnica ineficiente e insegura. Fetos de animales

clonados aparecen con serias anormalidades y con alta incidencia de muertes antes y después de nacer. Los animales nacen de gran tamaño, generalmente tienen problemas respiratorios y circulatorios, pueden sufrir problemas inmunológicos o malformación de los riñones y cerebro que pueden causar su muerte posterior. Estos además viven menos.

• Primer animal clonado fue Oveja Dolly en 1997. Hubo 277 células fusionadas, 29 embriones transferidos y Dolly fue el único que sobrevivió. Murió a los 6 años y medio por artritis, reumatismo y pulmón. Matilda en Australia murió a los 3 años cuando una oveja normal vive 12 años. Animales clonados no se parecen a sus padres.

• Se ha clonado actualmente muchas especies de animales como cabras, vacas, cerdos etc.

Clonación Mascotas• La compañía Genetic Savings and Clone, vendió un

gato clonado por US$ 50.000 a una mujer que había perdido su mascota. El clon fue creado a partir del DNA del gato muerto. Intentan clonar perros.

• Los primeros animales clonados no se parecían a sus padres, la técnica debió ser perfeccionada para lograr mayor similitud (Genet News, 4 En. 2005).

• La Sociedad Americana Anti Vivisección ha lanzado una campaña de educación publica, señalando que la clonación causa sufrimiento y que existen suficientes mascotas que requieren un hogar. (Genet News, 30 Nov. 2004).

Resucitación Especies • Clonación se ha utilizado para resucitar especies extintas o

en extinción.Firma Advanced Cell Technology de EEUU, creo un clon de un bisón indio llamado gaur, especie en extinción

• Gaur fue creado a través de un implante de sus genes en un embrión de vaca anucleado. El clon, no es 100% gaur, pues el huevo contiene su propio ADN. Nació en Nov.2000.

• La compañía planifica clonar otras especies amenazadas como pandas y el bucardo o cabra de montaña ya extinguido.

Resucitación Especies• Científicos criticaron esta iniciativa señalando que la técnica

sólo se justificaba en casos muy particulares, de otro modo se deben recurrir a métodos mas simples de conservar las especies, como es la conservación de su hábitat. Además, señalaron que el clonaje crea poblaciones de organismos homogéneos (Guardian, 9 Oct. 2000. Ananova, 8 Oct. 2000).

• Hoy día, los zoológicos del mundo poseen verdaderas Arcas de Noé de alta tecnología para preservar células de especies amenazadas del planeta. El primer zoológico congelado fue creado en 1975 en San Diego.

Clonación Humana• La Revista Science publicó un artículo que alerta sobre los

problemas del clonaje animal y su extensión al clonaje humano. Los científicos señalan que el clonaje animal es ineficiente, causa fracasos en la gestación y el desarrollo neonatal, y solo un pequeño porcentaje de los embriones sobrevive hasta el nacimiento. Muchos de los que logran nacer, pueden morir después.

• Señalan que la clonación humana podría tener problemas similares y que los clones que no mueran temprano podrían transformarse en niños o adultos anormales. Concluyen que intentar la clonación humana es peligroso e irresponsable

• (R. Jaenisch y I. Wilmut. 2001. Science 291(5513):2552; Genet News, 11 Abr. 2001).

Clonación Humana• La Asamblea General de las NU adoptó una Declaración sobre

Clonación Humana donde se llama a prohibir toda forma de clonación humana que sea incompatible con la protección de la vida y la dignidad humana, y aplicaciones de la ingeniería genética contrarias a la dignidad humana (Genet News, 11 Mar. 2005).

• El Parlamento Japonés, adoptó una ley que prohíbe la clonación humana, por su fuerte impacto en la dignidad humana, la seguridad biológica del cuerpo humana y la organización de la sociedad. También prohíbe la creación de embriones híbridos humano-animal. Su transgresión tiene pena de prisión de 10 años. (Red por una América Latina Libre de Transgénicos, 22 Nov. 2000).

Clonación Humana• El Director de UNESCO, ha señalado que la

clonación humana es contraria a la dignidad humana. UNESCO ha estado a la cabeza en promover un nuevo código de conducta en bioética. Ya en 1997, UNESCO habría adoptado una Declaración Universal del Genoma Humano y los Derechos Humanos que prohibía la clonación humana, la que fue ratificada por la Asamblea General de las NU. Países como EE.UU., Italia, Gran Bretaña y Rusia han prohibido la clonación humana (Biotech Activists, 7 Sep.2001).

Seres Quimera• La escasez de órganos para transplantes ha motivado la

creación de cerdos transgénicos con genes humanos para cosecha de órganos de tamaño adecuado para ser usados en transplantes a humanos o xenotransplantes.

• El riesgo de la técnica es traspaso de virus de cerdos a humanos que podrían ser letales, como también el rechazo de órganos. Los doctores han sido testigos del rechazo hiper agudo que es muy rápido y violento, el órgano extraño se inflama, se pone negro y muere (Genet News, 5 Dic. 2002).

• Se han creado una serie de otros animales quiméricos con genes humanos o de otros animales, entre ellos, ratón, oveja, cerdo, vacas, cabra y peces (Biotech Activists, 12 Ag. 2001).

Genómica• El genoma es el ADN total de una célula. La genómica se

refiere al estudio de todos los genes de una especie y de como interactúan entre sí.

• La genómica estructural trabaja en el mapeo y secuenciación de genes y es la base de todo el trabajo genómico.

• La genómica funcional, implica la identificación de funciones de secuencias de genes.

• La bioinformática, intenta dar sentido y orden a la información derivada del estudio de miles de genes o secuencias de genes, y sus funciones e interacciones.

• La ciencia proteómica, se refiere al estudio y análisis de las proteínas.

Mapeo de Genes

• Tarea de mapear genoma humano empieza 1986. Años 70 primeros genes identificados ligados a enfermedades como fibrosis quística.

• Motivación de secuenciar genoma fue deseo conocer mas sobre origen genético enfermedades y descubrir genes para fines terapéuticos.

• En 1971 solo se conocían 15 genes humanos. A mediado años 90 ya habían cartografiado 2.000 genes, 2% totalidad genoma humano.

Mapeo de Genes• Capacidad de cartografía genética se elevó exponencialmente

con tecnología ADN recombinante y uso enzimas restricción para cortar moléculas ADN en fragmentos.

• Biblioteca genómica es una colección de fragmentos de ADN mas o menos representativos totalidad genoma. El primer paso creación biblioteca genómica es cortar ADN con enzimas restricción. Genera fragmentos ADN de distinto tamaño e información genética. Los puntos de corte son señales de presencia o ausencia de genes. Forman agregaciones de fragmentos que se solapan en un orden conocido hasta que acaban por reproducir toda la extensión del genoma

Mapeo de Genes• Aunque pueden aislarse y clonarse fragmentos seleccionados, a

menudo es preferible fragmentar todo el genoma y donar todos sus fragmentos a un vector. A continuación puede identificarse el clon deseado.

• Cada fragmento se empalma en un plásmido que lleva gen de resistencia a antibióticos. Los plásmidos se insertan por transformación en células de E. coli.

• Las células se cultivan en medio nutritivo con antibióticos, y solo proliferan las que han incorporado plásmido que porta gen de resistencia a antibióticos.

• Cada plásmido contienen solo un fragmento del genoma que suele ser menor que un gen. Es necesario aislar varios fragmentos para estudiar gen completo.

Mapeo de Genes• Plásmidos son clonados o amplificados hasta que haya

millones de copias. Esto ocurre a medida que se reproduce bacteria. Lo que hay que determinar es cual colonia entre miles contiene fragmentos clonados de interés.

• Es necesario identificar qué clon de la genoteca contiene el gen deseado. Si el gen se expresa en la bacteria, puede ser posible analizar cada clon para aislar una proteína específica. Se utilizan sondas genéticas para detectar secuencias especificas.

Proyecto Genoma Humano• Proyecto del Genoma Humano comenzó en EEUU en 1990 liderado

por The International Human Genome Sequencing Consortium. Su objetivo es determinar el contenido total información genética humana. Determinar la secuencia de 3 mil millones de pares de bases en todos lo cromosomas y cartografiar los genes del genoma humano desde un punto de vista físico y función.

• Este esfuerzo internacional ha sido considerado uno de los mas ambiciosos proyectos científicos de la era, comparado división átomo. Se pensó descubrir libro de la vida.

• Los primeros resultados fueron anunciados en Junio 2000, y el proyecto termino en Abril 2003 con 99 % del genoma que contiene genes secuenciadas con una precisión de 99.99 %.

Proyecto Genoma Humano• El proyecto también comprende estudio relaciones físicas y

funcionales entre genes y grupos de genes. Las secuencias se determinaron de forma automatizada por uso poderosos programas computacionales que organizan y analizan datos.

• Proyecto descubrió que el genoma humano tiene alrededor de 30.000 genes, solo el doble de una mosca de la fruta. 95% del genoma, está compuesto por un ADN de función desconocida (junk DNA).

• A partir de esta investigación se ha aumentado de 100 a 1.400 el numero de genes identificados que causan enfermedades.

Proyecto Variabilidad Genoma Humano

• Una coalición global de científicos, lanzaron año 2002 un proyecto que constituye un esfuerzo mundial para entender la variabilidad del genoma humano.

• El proyecto de 100 millones de dólares por 3 años deriva del anterior Proyecto del Genoma Humano que identificó mas de 3 millones de variaciones genéticas humanas llamadas single nucleotide polymorphisms (SNPs).

• Los científicos estudiarán genes de personas en Japón, China, Africa y EE.UU., para conocer las variaciones genéticas.

Proyecto Genoma Humano– Después de tener secuenciado alrededor del 99% del

genoma, falta:

– 1) Terminar de catalogar las variaciones en el ADN humano (los SNP). Los científicos deben registrar los cambios en las letras o bases que son responsables de las enfermedades.

– 2) Identificar los genes y su función. Se conoce la localización de muchos genes, pero no se sabe para qué sirven. Los genes funcionan a menudo en equipo para fabricar proteínas que regulan las funciones del cuerpo. Hace falta saber qué gen produce cada proteína.

Proyecto Genoma Humano– 3) Averiguar qué hace cada proteína. Una vez que se sepa

qué proteína genera un gen, hace falta saber qué papel juega ésta en un individuo sano. También se está investigando el papel de ciertas proteínas en diversas enfermedades y si su manipulación puede servir para curarlas.

– 4) Ahora los científicos se están embarcando en la identificación de todo el proteoma humano, el conjunto de proteínas, que son mucho más numerosas y complejas que nuestros genes. Es decir, el proteoma frente al genoma. Esta información será clave para el desarrollo de nuevos fármacos contra numerosas enfermedades. Por eso se habla que después de la era genómica vendrá la era proteómica.

Proyecto Genoma Humano– Esto abre perspectivas para el diseño de fármacos

adaptados a cada individuo o para el tratamiento de patologías de origen genético impensables hace unos años, como también posibles terapias génicas que corrijan las instrucciones defectuosas o que modifiquen nuestra dotación genética.

Problemas Éticos• Mapeo de genoma puede implicar patentes

sobre genes. Críticos explican que las patentes sobre estos descubrimientos, pueden encarecer los costos de los tratamientos médicos, fármacos, diagnósticos y erosiona la privacidad y los derechos civiles.

• Críticos señalan que enfoque en los genes para tratar enfermedades es absolutamente errado pues su causa radica mayoritariamente en razones sociales y ambientales.

Problemas Éticos• Proyecto ha causó controversias científicas, por gran

cantidad fondos en detrimento otros proyectos meritorios. También se argumenta seria mejor usar métodos usuales de primero identificar el gen de importancia y después clonarlo y estudiarlo, mas interesante y eficaz en términos costo a largo plazo.

• Información podría llegar al conocimiento de quienes dan trabajo a la persona afectada o al de sus compañías de seguros. Podrían perder sus trabajos y su seguro.

• Los padres podrían sufrir una mayor presión para abortar fetos con defectos genéticos con el fin de no sobrecargar los sistemas de atención médica y social.

Problemas Éticos• Caso de investigación del genoma humano en poblaciones, para

establecer lazos entre genes, salud y enfermedad causa preocupación por la invasión a la privacidad de las personas y discriminación genética, pues estos datos podrían caer en manos de compañías privadas.

• Por ejemplo el Gobierno de Tonga, ha establecido acuerdos con una corporación biotecnológica australiana para los derechos exclusivos del genoma de la población de Tonga, sin haber informado a la población. Esta información pretende ser usada para el descubrimiento de nuevas fármacos y tratamientos. Las poblaciones Polinésicas son consideradas valiosas por su mayor grado de aislamiento genético.

• El Consejo Nacional de Iglesias de Tonga ha elaborado una declaración en que rechazan esta iniciativa, la apropiación y privatización de la vida humana y todas las formas de manipulación sobre genes humanos.

Problemas Éticos• Se teme que el conocimiento de secuencias completas de

importantes bacterias, hongos y patógenos parasíticos de humanos, animales y plantas, podrá expandir las posibilidades de crear nuevas armas biológicas como la creación de nuevos y mortíferos patógenos causantes enfermedades diseñadas a grupos específicos, o para inhibir la expresión de genes claves o alterar el sistema inmunológico. Se podría mal utilizar la información del genoma recolectado de varias poblaciones.

• Los científicos ocupados en genómica, sin querer, podrían estar creando un grave problema de bioseguridad. Existen brechas en las regulaciones de seguridad de los laboratorios universitarios que investigan y crean patógenos peligrosos.

Problemas Éticos• La UNESCO se encuentra trabajando en una declaración internacional

sobre principios éticos para la recolección, procesamiento, almacenaje y uso de los datos genéticos humanos colectados en muestras de sangre, saliva, tejidos, espermios u otros. Las bases de datos genéticos han aumentado en el ultimo tiempo y ciertos países como Islandia, Estonia y Latvia han efectuado censos genéticos de su población.

• En 1997 UNESCO habría adoptado la Declaración Universal sobre el Genoma Humano y los Derechos Humanos. El texto de esta declaración se enfoca en proteger la dignidad y los derechos humanos, en permitir la libertad de pensamiento, de expresión y de investigación y evitar la discriminación y estigmatización de los individuos, familias o comunidades. Señala la necesidad de un consentimiento previo y de la confidencialidad de la información (Genet News, 9 Oct. 2003).

Genoma Otras Especies• Científicos han avanzado en determinar genoma de

muchos otros organismos con el fin de seleccionar genes de interés y hacer mejoras genéticas por medio de transgenia, entre ellos Arabidopsis thaliana, arroz (2000), animales como ratón, cerdo, perro, chimpancé, pavo y muchos microbios. Hasta mamut de 33.000 años.

• Hasta el 2006, se han secuenciado:• 28 genomas de arqueobacterias (Organismos unicelulares

que viven en ambientes extremos).• 363 genomas de bacterias (Primordialmente patógenas de

humanos).• 42 genomas de eucariontes (Plantas, hongos y animales).• Actualmente están en proceso proyectos para secuenciar

57 genomas de arqueobacterias, 992 de bacterias y 634 de eucariontes.

Genoma Otras Especies• El Departamento de Energía de EE.UU. destinó 9 millones de

dólares para secuenciar el genoma de todas las especies de microorganismos marinos presentes en el Mar de Sargazo. El proyecto liderado por Craig Venter durará tres años y se espera encontrar nuevos métodos para el secuestro de carbono o formas alternativas de producción de energía, como microbios que producen hidrógeno (Genet News, 29 Abr. 2003).

• El 2006 Venter anuncio haber identificado 1.800 especies de bacterias, de las cuales 150 eran desconocidas y más de 1,2 millones de genes nuevos. Encontró 800 variaciones del gen que produce el fotorreceptor rhodopsin que se localizan en la retina y son responsables de la visión.

Selección Genética Humana– Bebés Prediseñados

– Las autoridades de salud de Gran Bretaña, aprobaron un procedimiento para la selección de un bebe diseñado para implantar células compatibles a su hermano enfermo. Esto empuja mas allá el debate de los límites de la ética médica.

– La pareja tiene un hijo con talasemia, una enfermedad genética de la sangre que requiere de un transplante de médula. El embrión será seleccionado para que no tenga el defecto genético y sea compatible con su hermano. Será implantado en la matriz de su madre, y al nacer se extraerán células de la placenta para el transplante.

Selección Genética Humana– La selección de embriones con ciertas características, ha

desatado un debate ético sobre seleccionar seres humanos con características deseadas, el aborto (la selección de un embrión significa el descarte de otros que no tienen las características deseadas), sobre traer un niño al mundo para el beneficio de otros, y porque se abre la posibilidad de selección de otros atributos, como belleza o inteligencia (Genet News,13 Mar.2002).

Selección Genética Humana• Diseñan Embrión para Prevenir Traspaso Enfermedades • Un embrión sexo masculino fue implantado al vientre

de una mujer española para prevenir el traspaso de la hemofilia a sus nietos, enfermedad de la que sufre el padre. Cualquier niño o niña nacida de la pareja no hubiera expresado la enfermedad, pero la niña podría transmitir esa enfermedad a su descendencia.

• Este caso de elección del sexo de un embrión, nuevamente abre la controversia sobre la ética de seleccionar seres humanos con características deseadas. Guardian, 17 Oct. 2000.

Selección Genética Humana• Asesoría Genética

• Científicos predicen que en 20 años, ya no se necesitará tener sexo para procrear. Tener un hijo es demasiado importante como para dejarlo a las manos de la naturaleza y de un encuentro azaroso entre espermio y ovulo. Las guaguas serán diseñadas en laboratorio con las características deseadas y los embriones tendrán que pasar tests genéticos antes de nacer. Los humanos en las partes mas ricas de la tierra tendrán control sobre su evolución.

• Muchos científicos han advertido sin embargo, que estas técnicas no se deben utilizar, pues significará que efectivamente la humanidad se estaría rediseñando a sí misma. The Montreal Express, 25 Oct. 2000.

Selección Genética Humana• La Asociación Internacional de Personas Discapacitadas, ha

elaborado una declaración sobre las amenazas de la genética humana para ellos. Los tests de diagnóstico prenatal que involucran el descarte de características denominadas indeseables, representan una continua degradación del valor, rol y derechos humanos de los discapacitados, por la actitud discriminatoria de estos tests. Rechazan la ideología utilitaria que señala que la sociedad estaría mejor sin las inconveniencias y gastos de las personas discapacitadas. La declaración celebra toda la diversidad humana e incluye 10 demandas sobre el futuro de la nueva genética, entre ellas una estricta regulación y protección de las personas discapacitadas contra la discriminación y violaciones médicas. (Biotech Activists, 8 En. 2001, Genetic Crossroads, 7

En. 2001).

Patentes sobre Seres Humanos• Dos organizaciones civiles encontraron solicitudes de patentes

sobre seres humanos sus partes y embriones.

• Existen dos patentes sobre embriones humanos. Otras que incluyen procesos para clonar óvulos humanos, patentan los animales y seres humanos creados mediante este proceso. (Genet News, 14 May.2001).

• La OEP otorgó patente sobre embriones manipulados genéticamente que otorga el derecho del propietarios a extraer células de embriones humanos para manipularlas genéticamente y obtener embriones transgénicos. Esto significa una patente sobre el método y el producto es decir la persona modificada genéticamente. Esta patente viola la directiva que prohíbe las patentes sobre embriones humanos (Greenpeace, 2006).

Biología Sintética• Es un nuevo campo de investigación que combina ciencia e

ingeniería genética. Su objetivo es el diseño y construcción de sistemas biológicos.

• El 2002, científicos en Rockville, EE.UU., ya estaban planificando la creación de una nueva forma de vida en el laboratorio. Anunciaron crear una célula, con un mínimo numero de genes necesarios para mantener su vida.

• Posteriormente se agregarían nuevas funciones una a la vez, confiriéndole distintas capacidades, como por ejemplo producir hidrogeno para combustible. Esto se efectuará mediante la adición de cromosomas artificiales.

• El proyecto de 3 millones de dólares, fue financiado por el Departamento de Energía de EE.UU. (Genetic Engineering Newsletter 37, November/December 2002; Genet News,21 Nov. 2002).

Biología Sintética

• En May 2007, el Instituto Venter solicitó una patente para los derechos exclusivos de un set de genes esenciales y una forma de vida sintética que puede crecer y replicarse libremente y que ha sido creada utilizando esos genes.

• Se sospecha que este instituto probablemente aun no había conseguido un organismo plenamente funcional al momento de solicitar la patente, pero podría estar muy cerca de conseguirlo.

• El Instituto Venter señala que este microbio sintético podría ser la clave para producción de energía de bajo costo. La patente abarca cualquier versión de "Synthia" que pueda producir etanol o hidrogeno.

Biología Sintética

• De hecho los biólogos sintéticos ya han ensamblado un virus de polio con ADN artificial.

• Estas creaciones de microbios han sido cuestionadas pues se teme la construcción de virus altamente patógenos que podrían amenazar el planeta al ser utilizadas en guerra biológica.

• Otros aseveran que la creación de estos organismos podría ser una solución al cambio climático.

Biotecnología en Agricultura

Hormona de Crecimiento Bovino

Bacillus thuriengiensis

Biocombustibles

La Hormona de Crecimiento Bovino• La hormona de crecimiento bovino o Somatotrofina bovina

es una hormona proteínica que aumenta la producción de leche en el ganado. Es producida naturalmente por glándula pituitaria bovina.

• Se ha logrado aislar el gen responsable de producir esta hormona y ha sido transferido a bacterias. Estas bacterias transgénicas son cultivadas y producen la hormona en forma masiva.

• La comercialización está a cargo de la empresa Monsanto. La casa productora esta dirigiéndose al mercado del Tercer Mundo. Gran controversia por uso de esta hormona.

La Hormona de Crecimiento Bovino • Efectos secundarios son inflamación zona inyectada,

indigestión, diarrea, inapetencia, reducción fecundidad., fragilidad ósea, debilidad, mastitis, baja resistencia enfermedades que requiere aumento uso antibióticos.

• En términos generales, se ha encontrado que las vacas se debilitan luego de dos meses de haber sido tratadas con hormonas, ya que usan todas sus calorías en la elaboración de la leche. Hay disminución del apetito, lo que la debilita aún más, la hormona aumenta las posibilidades que las vacas se infecten con mastitis, una infección de las ubres.

La Hormona de Crecimiento Bovino

• EEUU permite su comercialización, en cambio esta prohibido su uso en Canadá y la UE que además prohibe la importación leche de vacas tratadas por sospechas que pueda causar cáncer al pecho y pubertad prematura en niños.

• Detractores buscan etiquetado de leche proveniente de vacas tratadas. Firmas que han etiquetado en EEUU, han sido perseguidas por Monsanto.

• La compañía biotecnológica Monsanto, ha llevado a juicio a la firma productora de leche Oakhurst Dairy, por etiquetar su leche como libre de hormona de crecimiento bovino.

• Monsanto señala que el etiquetado lleva a equivocaciones a los consumidores, pues los induce a creer que la leche sin hormonas es mas sana y mejor, y afirma que no existen pruebas científicas que una leche de vaca tratada con hormonas sea diferente de otra.

Juicio por Hormona Crecimiento Bovino• El dueño de la lechera, que ha utilizado este sello por 10

años, sospecha que la acción de Monsanto se encaminaría a detener a otras lecheras mas grandes que estarían considerando etiquetar sus productos de la misma manera (Genet News, 16 Jul. 2003).

• Monsanto y Oakhurst Dairy llegaron a un acuerdo, para que esta agregue en la etiqueta de sus productos la frase “No existe diferencia significativa entre la leche derivada de vacas tratadas o no tratadas con hormona”.

• De esta forma se resolvió el juicio de Monsanto contra esta pequeña firma lechera que comercializa leche sin hormona de crecimiento bovino y cuya etiqueta señala “Sin hormona artificial de crecimiento”(Genet News, 16 Dic. 2003; Genet News, 24 Dic. 2003).

Monsanto vende Posilac• Sin embargo Monsanto no pudo imponerse y el

etiquetado de la leche finalmente causó el colapso del mercado de la leche con hormona de crecimiento bovino que forzó a esta compañía a vender su producto Posilac a la compañía Eli Lilly.

• El etiquetado de esta leche significó que los consumidores dejaran de comprar leche de vacas tratadas con esta hormona e importantes firmas de leche como Safeway, Wal –Mart y otras comenzaron a ofrecer su propia marca de leche libre de hormona (GM Monthly Review, 2008).

Bacillus thuringiensis• El Bacillus thuringiensis es una bacteria de suelo que

produce biopesticida. Ha sido uno de los agentes de control biológico mas poderosos, descubierto años 80.

• Cuando es ingerida por el insecto, las esporas de la bacteria germinan y producen sus toxinas, lo que causa su muerte. Cada cepa produce sus propias toxinas que afectan determinados insectos. Es especifica para larvas de lepidópteros como oruga mariposa tabaco, oruga mariposa algodón, escarabajo papa de Colorado.

Bacillus thuringiensis• El insecticida Bt necesita medio alcalino que se da intestino

insectos comedores hojas. La proteína se liga a las células del intestino de la larva, afectando capacidad para regular presión osmótica y causa muerte por exceso hidratación .No afecta mamíferos pues su intestino acido fragmenta Bt.

• Toxina bacteriana es de bajo impacto pues es especifica, afecta pocas especies y se degrada con luz UV, no contamina suelo y no pasa cadena trófica. Sin embargo el uso de Bt en aerosol como insecticida ha causado alergias en los trabajadores.

• Ingeniería genética ha incorporado genes del Bt en plantas para que produzcan su propio insecticida.

Biocombustibles• Se prevé que se agote petróleo este siglo, pues deriva

materia vegetal fosilizada y no es renovable. Responsable calentamiento global.

• El termino biocombustible se refiere a cualquier combustible derivado de biomasa, como alcohol, biogas, leña, aceites vegetales y grasas animales (ISIS, 2006).

• Dos tipos: Bioetanol y Biodiesel. En los últimos años han procurado la atención mundial como sustitutos del petróleo.

• Algunas organizaciones como Vía Campesina y otros movimientos sociales han denominado al bioetanol y el biodiesel con el termino agrocombustibles por ser biocombustibles originados de cultivos agrícolas y del sistema agroindustrial, para diferenciarlos y evitar una connotación de cultivos biológicos y sustentables que el termino biocombustible podría otorgarle (Biodiversidad, 2007).

Biocombustibles• Bioetanol se obtiene por fermentación materia vegetal. En Brasil

fermentan caña azúcar desde hace años y es barato. Se puede usar maíz y otros cultivos, pero es mas difícil extraer alcohol. El alto contenido de almidón debe ser cambiado a azúcar para poder fermentarlo. Proceso largo y costoso en Energía para transporte de maíz a planta etanol, infraestructura y operación planta en procesos fermentación y destilación, costo transporte a estaciones servicio. Se debe evaluar si al final se habrá usado tanta Energía para destilación y transporte como la que produce el etanol. Etanol se mezcla con gasolina de autos.

• Compañías trabajan para modificar cultivos para crecimiento mas rápido con mayor proporción de tejidos fácilmente fermentables. Por ejemplo maíz GM con enzima alfa amilasa que convierte almidón en azúcar. Impactos medio ambiente deben ser considerados.

• Microbios GM fermentadores para ampliar gama materiales susceptibles producir biocombustible. Por ej microbios capaces fermentar lignocelulosa de árboles. Objeto prioritario investigación.

• Chile quiere embarcarse biocombustibles para paliar alta dependencia energética. Iansa afina negocio biocombustible. No se descarta usar maíz transgénico. La tendencia es mundial, EEUU y Europa.

Biocombustibles• Los productos combustión bioetanol son formaldehído y

acetaldehído, ambos conocidos carcinógenos; y puede aumentar niveles atmosféricos de peroxiacetilnitrato (PAN) que es considerado como genotóxico [causa daño genético] y productor irritación ojos y vías respiratorias y posiblemente daño pulmón.

• El aumento inhalación etanol puede ser tóxico con síntomas parecidos a ingerir etanol.

• También habría producción óxidos nitrosos y compuestos orgánicos volátiles precursores del ozono.

Biocombustibles• Biodiesel se obtienen de semillas oleaginosas como soya y

canola. Se fabrica a partir del aceite que se extrae semillas, se lo procesa químicamente mediante trans-esterificación.

• También se puede producir biodiesel a partir de aceites de cocina usado.

• El metanol separa los ácidos grasos del aceite para formar metil esteres (biodiesel) y glicerina. La glicerina se separa como subproducto útil (para hacer jabón).

• Biodiesel puede producir impactos al ambiente y salud, pues crea partículas contaminantes, libera químicos que promueven formación ozono aunque parece ser mas limpio que bioetanol.

Biocombustibles• Críticos señalan que biocombustibles usan tierras valiosas para

producción alimentos, especialmente países en desarrollo, Países ricos incentivan cash crops en detrimento cultivos alimentos y seguridad alimentaria.

• Algunas estimaciones muestran que biocombustibles requieren mas E para su elaboración que lo lo que producen y que no reducen sustancialmente gases efecto invernadero.

• En los últimos años, debido a la crisis del cambio climático, se ha fomentado la producción de agrocombustibles utilizando cultivos alimenticios lo que ha resultado en una escasez y alza de precios en los alimentos de consumo humano y animal. El Banco Mundial señalo que la crisis de alimentos del 2008 se derivó en un 70% al uso de alimentos para biocombustibles.

• Las compañías biotecnológicas han utilizado esta crisis para fomentar aun más sus semillas transgénicas como única solución para abastecer de energía y alimentar al mundo. Han estado desarrollando nuevas variedades transgénicas resistentes a sequía o para biocombustibles.

Biotecnología en Minería

Biolixiviación Bacteriana

Biolixiviación Bacteriana• Se utilizan bacterias, hongos, algas, plantas para recuperar

metal de residuos, extraerlo de minas de baja ley, para limpieza suelos y aguas contaminadas de minas ya explotadas.

• Un ejemplo es el uso de bacterias oxidantes como Thiobacillus ferroxidans en minas de cobre. Bacterias obtienen energía oxidando materiales ricos en azufre. Se usa para extraer cobre de rocas ricas en sulfuro de cobre. Minería chilena las usa. Proceso se denomina biolixiviación bacteriana.

• Normalmente el cobre se extrae a altas temperaturas y con compuestos químicos corrosivos. Bacterias en cambio liberan el cobre de los enlaces con azufre de manera natural mientras se alimentan.

Biolixiviación Bacteriana• Se vierte mineral molido fino, se riega acido sulfúrico para

estimular crecimiento bacterias, ellas oxidan sulfuro y convierten al cobre en soluble para poder ser extraído con facilidad. Proceso bajo costo que hace mas rentable minas baja ley, a medida que se agotan zonas de alta rentabilidad y apoya extracción minerales de residuos.

• Thiobacillus genera problemas de contaminación ácida pues producen acido sulfúrico. Esto se contrarrestan usando bacterias reductoras.

• Actualmente Chile emprende carrera de genómica en estas bacterias para producir cepas transgénicas para aumentar eficiencia proceso. Preocupación liberación bacterias GM ambiente.

Biotecnología Ambiental

Biorremediación

Biorremediación• Bacterias crecen en casi todos los lugares tierra. Esta capacidad

provee herramienta útil para para remediar la contaminación ambiental, como degradas sustancias contaminantes radioactivas, petróleo, tóxicas (metales pesados, pesticidas, ácidos), para mejorar calidad aguas, reciclaje desechos.

• Por ejemplo en caso buque Exxon Valdés que causo derrame petróleo en Alaska en 1989, se usaron bacterias para limpieza mas fina, que usan petróleo como fuente energía y fragmentan largas moléculas en otras mas simples. Se requiere aplicar nutrientes de P y N para aumentar ritmo disolución petróleo.

• Bacterias pueden descomponer tóxicos como fenol, detergentes, creosota, pentaclorofenol, azufre, policloro bifenilos (PCB).

• Normalmente se usa consorcio bacterias, mayoría compuestos tóxicos son degradados por estos consorcios. Cada especie trabaja en determinada etapa del proceso de degradación y todas son necesarias para completar proceso.

Biorremediación• Bacterias se descubren en los mismos lugares

contaminados. Se toman muestras de cualquier vida que resista, se aíslan microbios y desarrollan cepas efectivas.

• Tratamientos con microbios son impredecibles pues su efectividad y rapidez depende otros factores como temperatura, clima, suelo, agua, nutrientes, otros microbios presentes.

• Actualmente se manipulan genéticamente bacterias para tratamientos metales pesados, plaguicidas, elementos radiactivos, mezclas de residuos.

• Estas bacterias pueden sobrevivir en el medio ambiente y afectar negativamente a los micro-organismos del suelo, a nemátodos y a micro-invertebrados. Pueden también migrar a zonas agrícolas.

Biorremediación• Hay plantas que absorben metales pesados del suelo.

Algunas crecen cerca minas de oro e indican presencia este metal suelo. Tienen proteínas metalotioneinas con átomos que enlazan fácilmente metales como Zn, Cu, Pb, Ni, Estaño, Cd, Mercurio, plata, oro. Pueden ser selectivas y acumular solo un metal. Capacidad concentrar metales se usa para extraer metales pesados que contaminan suelo.

• Pueden acumular metales en raíces en concentraciones 30 a mil veces superiores a las del suelo. Plantas Crucíferas tienen gran potencial limpieza y pueden absorber hasta 31 distintos metales suelo. Plantas puede enlazar metales en tejidos de sus raíces física y químicamente y transportarlo de raíces a los brotes. Deben ser cortadas y extraídas lugar para descontaminar.

• Se están modificando plantas de crecimiento rápido y alto poder absorción para aumentar poder descontaminación.

Biotecnología Microbiana• Producción cerveza, pan, queso

• Producción fármacos insulina,

• Mapeo genético

• Producción vacunas biotecnológica

• Biolixiviación bacteriana

• Biorremediación (limpieza contaminantes, tratamiento residuos, reciclaje)

• Biología Sintética

• Biopesticidas como BT

Biotecnología Vegetal

• Cultivo tejidos, mejoramiento genético

• Desarrollo y multiplicación nuevas variedades

• Plantas GM resistentes pesticidas e insectos

• Biocombustibles a partir de biomasa vegetal

• Biopesticidas

Biotecnología Animal• Selección genética por clonación

• Resucitación mascotas y especies extintas

• Vacunas biotecnológicas

• Mayor producción leche por HCB

• Producción fármacos por animales GM

• Producción órganos seres quimera

Hitos de la Biotecnología Genética • 1970 Se sintetiza in vitro un gen completo.

Descubrimiento de la primera endonucleasa de restricción específica de secuencia, y de la enzima transcriptasa inversa.

• 1972 Se generan las primeras moléculas de DNA recombinante.

• 1973 Utilización de vectores plasmídicos para la donación de genes.

• 1977 Métodos de secuenciación rápida del DNA.

• 1978 Construcción de la primera genoteca humana.

• 1979 Síntesis de insulina utilizando DNA recombinante.1982 Producción comercial por E. coli de insulina humana sintetizada mediante ingeniería genéticaAislamiento, donación y caracterización de un gen implicado en un cáncer humanoTransferencia del gen que codifica la hormona del crecimiento de las ratas a huevos de ratón fertilizados.

• 1983 Utilización de plásmidos Ti diseñados mediante ingeniería genética para transformar plantas

Hitos de la Biotecnología Genética • 1985 Las plantas del tabaco se vuelven resistentes al insecticida

glifosato mediante la inserción de un gen donado en Salmonella

• 1985 Desarrollo de la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa, PCR, para copiar genes

• 1987 La inserción de un gen funcional en un huevo de ratón fertilizado cura la enfermedad por mutación shiverer de losratones, una enfermedad genética de los ratones habitualmente mortal.

• 1988 Primera producción satisfactoria mediante ingeniería genética de un cultivo de primera necesidad (soja)Desarrollo de la pistola de genes.

• 1989 Primera prueba de campo de un virus elaborado mediante ingeniería genética (un baculovirus que mata la mariposa de la col).

• 1990 Producción del primer maíz fértil GM (con un gen que codifica la resistencia al herbicida bialafos)

Hitos de la Biotecnología Genética • 1991 Desarrollo de cerdos y cabras transgénicos capaces de fabricar

proteínas, como la hemoglobina humanaPrimera prueba de terapia génica en pacientes humanos concáncer.

• 1994 Introducción del tomate Flavr Savr, el primer alimentocompleto elaborado mediante ingeniería genética aprobadopara la venta.

• 1995 Secuenciación del genoma de Haemophilus influenzae

• 1998 Clonación del primer mamífero (la oveja Dolly)

• 2000 Proyecto genoma humano

• 2002 Creación de una célula con genes artificiales

• 2003 Cultivos farmacéuticos

• 2006 Biología Sintética

Mercado Productos Biotecnológicos• Mercado mundial productos biotecnológicos es

muy alto. Para vigilancia y control contaminación, plásticos, lixiviación minerales, alimentos, energía, sustancias químicas, medicinas.

• De los productos biotecnológicos que se producen en mayor escala en medicina figuran en primer lugar los anticuerpos monoclonales, después las vacunas, hormonas, interferones, factores de coagulación, moléculas de sentido inverso y enzimas.

Creación Productos Biotecnológicos

• La creación productos biotecnológicos desde el laboratorio al paciente se tarda 10 a 15 años.

• En caso medicamentos, proceso involucra etapa laboratorio para desarrollar productos.Pruebas en animales para ver si tienen efectos secundarios nocivos a la salud.

• Pruebas del fármaco en persona voluntarias sanas. • Si no presentan impactos serios se administra a personas

enfermas en pruebas clínicas controladas. • Los detalles de estas pruebas se presentan ante organismo

gubernamental que decide si el producto es inocuo para la salud humana. Si estas pruebas tienen éxito se les otorga permiso gubernamental.

Creación Productos Biotecnológicos

• Para impedir que el invento se copie, se solicita una patente antes de venderlo de forma comercial

• La empresa además debe evaluar que el mercado para el medicamento sea suficientemente grande para cubrir costos producción y vender suficiente cantidad para que haya ganancias.

Creación Productos Biotecnológicos

• En caso plantas transgénicas se hacen estudios de campo para medir comportamiento e impactos medio ambiente.

• Se realizan pruebas para impactos salud humana del alimento transgénico como alergias.

• Se patenta las semillas.

• Si no presentan impactos serios se aprueba para comercialización semillas.

• Cada país tienen normas en que aprueba o rechaza eventos transgénicos caso a caso.

Creación Productos Biotecnológicos

• Ultimamente se ha dado la aparición de compañías biotecnológicas pequeñas con poco personal, pero altamente especializadas.

• Pueden originar productos a gran velocidad.

• Por ejemplo empresas dedicadas exclusivamente producir anticuerpos monoclonales.

Características Compañías Biotecnológicas• Las compañías biotecnológicas deben funcionar a pérdida con grandes

inversiones muchos años antes de obtener algún beneficio. Deben asumir una inversión y riesgos sin precedentes, con inciertas garantías de beneficios.

• Eso las hacer ser una inversión riesgosa, especialmente para países en desarrollo que contemplan la creación de centros biotecnológicos. Este sistema las hace vulnerables a la desaparición.

• Las compañías exitosas, deben combinar una fuerte capacidad de investigación, con la habilidad de convertirla en productos comerciales.

• Las compañías norteamericanas lideran en este campo. Un Informe de Equity Gap de la UK Bioindustry Association del 2004, señala que las contrapartes europeas no están a la altura de las norteamericanas.pues tienden a ser más pequeñas, lentas, menos intensivas y mas dables al fracaso (Sep. 2004).

Compañías Biotecnológicas• Un estudio Brookings Institution de Washington, del año

2002 sobre las compañías biotecnológicas de EE.UU., señala que estas se encuentran actualmente en grave crisis y han tenido que despedir personal. Estudiaron estos centros en 51 áreas metropolitanas de EE.UU., y encontraron que la industria es muy volátil. La mitad de las compañías creadas en los años 70, se han cerrado o fusionado con otras y la mayoría de las empresas pequeñas han quebrado.

• Brookings señala que sería un error creer que los centros biotecnológicos serán de rápido crecimiento como el boom de la informática www.brook.edu

Bibliografía• Gil, L. y C. Irarrázabal. 1999. Biotecnologia en

Chile. Oportunidades de Innovacion Tecnologica. Cambiotec. Impresos Univbersitaria SA. Santiago.

• Boletín de Actualidad sobre Transgénicos. Fundación Sociedades Sustentables. Numeros 1 al 14. www.chilesustentable.net.

• Www.explora .cl

Bibliografía• Grace, Eric S. 1997. La Biotecnologia al Desnudo.

Ed. Anagrama. Barcelona.• E.P. Salomon, L.R. Berg y D.W. Martin. 2001.

Biologia. Quinta Edicion. Mc Graw-Hill Interamericana. Mexico.

• Katz, J. y D.B. Sattelle. 1991.Biotecnología para todos. Hobsons Publishing. Cambridge.

• Madden, D. Biotecnología de los Alimentos.. Introducción. ILSI Europe Concise Monographs Series. Prepublicacion.

Lecturas

• Unidad Uno :¿Que es la Biotecnología?

• Repasar de su Curso de Genética todo el tema del ADN, su estructura, duplicación, como se sintetizan las proteínas.