TEMA 4 LA REVOLUCIÓN GENÉTICA LA BIOTECNOLOGÍA

TEMA 4LA REVOLUCIÓN GENÉTICA

LA BIOTECNOLOGÍA

DIFERENCIA ENTRE SERES VIVOS Y MATERIA INERTE

DIFERENCIA ENTRE SERES VIVOS Y MATERIA INERTE

- La principal diferencia entre seres vivos y materia inerte es que los primeros pueden almacenar y trasmitir información a sus descendientes (Herencia).

- Los seres vivos realizan las funciones vitales: relación, nutrición, reproducción…y están formados por moléculas más complejas que los seres inertes.

LOS SERES VIVOS EVOLUCIONAN

- La base de la evolución es la gran variedad de los seres vivos, que les permite adaptarse a diferente ambientes.

- Según la teoría de Darwin, “La competencia de las especies por los recursos del medio selecciona sus características”

MENDEL: LA DIFERENCIA ESTA EN LOS GENES

Darwin explicaba la selección natural suponiendo una “herencia mezclada”: en los seres vivos con reproducción sexual, los caracteres se mezclan en los hijos. Según esto las poblaciones se harían homogéneas y no habría diversidad sobre la cual actuar la selección.

Mendel (1822-1884) demostró que las unidades de la herencia determinantes de los caracteres no se mezclan, sino que mantienen su individualidad, transmitiéndose independientemente a la descendencia.

Más tarde llamaríamos genes a las unidades de la herencia de Mendel.


- Para comprobar su hipótesis Mendel experimentó cruzando variantes de guisantes y haciendo un estudio estadístico durante 7 años.

- En la 1ª generación todos los hijos eran iguales, presentaban algún carácter del padre o de la madre.

- En la 2ª generación la recombinación de la “unidades de herencia” daba lugar a individuos diferentes. Volvían a aparacer caratcteres de los padres que habían desaparecido en la 1ª, por lo tanto esa informacion se mantenía en los individuos aunque no se manifestase.


Conclusiones de Mendel: Los factores hereditarios mantienen su individualidad a lo largo de las

generaciones Estos factores se transmiten independientemente unos de otros No son los caracteres lo que los hijos reciben sino la información

necesaria para desarrollar esos caracteres

GENES, ¿DONDE ESTÁN Y PARA QUÉ SIRVEN?

En 1909 el factor hereditario de Mendel fue denominado gen por Johannsen (1857-1927): unidad de información hereditaria, es decir, lo que controla un determinado carácter.

Genotipo es el conjunto de factores hereditarios que se reciben de los progenitores.

Fenotipo es el carácter manifestado.


La célula es la unidad fundamental de los organismos vivos. En ella se distinguen sin excepción, membrana, citoplasma y material genético, muchas veces encerrado en un núcleo.


En el núcleo de las células se encuentra una sustancia llamada CROMATINA


División celular durante la mitosis cromatina se condensa forma estructuras individualizadas Cromosomas


Genes Son trozos de cromosomas que codifican para un determinado carácter

Tenemos miles de genes y están contenidos en 23 pares de cromosomas


Cariotipo Conjunto de todos los cromosomas de una célula. En los humanos esta formado por 23 parejas 46 cromosomas

Gametos únicas células con 23 cromosomas. En la fecundación se recupera el número normal.

GENES, ¿DE QUE ESTÁN HECHOS?

Los cromosomas están constituidos por ADN y proteínas

En 1928, Frederick Griffith demostró con sus experimentos con ratones infectados con neumococo que los genes se encuentran en el ADN y que se copian gracias a un proceso llamado replicación en la fase previa a la división celular.

GENES, ¿PARA QUE SIRVEN?

Los genes tienen dos importantes funciones:

Almacenan la información hereditaria.

Fabrican proteínas.

¿QUÉ ES EL ADN? COMPOSICIÓN QUÍMICA ADN: Ácido desoxirribonucleico Molécula formada por moléculas más

sencillas (nucleótidos)

Cada nucleótido es un ensamblado de tres componentes:-Una base nitrogenada existen 4 (adenina, timinia, guanina, citosina)-Un azúcar (pentosa)-Ácido fosfórico

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¿QUÉ ES EL ADN? COMPOSICIÓN QUÍMICA

Watson y Crick (1953) estructura doble hélice basándose en:

•Rosalind Franklin y Maurice Wilkins experimentos con difracción de rayos X e intuyeron la existencia de una hélice.

• Chargaff A y T, de G y C bases complementarias. Existe la misma cantidad.

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Obtuvo la primera imagen del ADN difracción rayos X

Las imágenes sugerían una estructura de hélice para el ADN.

Se licenció en Química y realizó el doctorado en Química-Física en la Universidad de Cambridge

Estudió las técnicas de difracción de rayos X

No fue incluida en el Premio Nobel de Medicina a Watson, Crick y Wilkins

Murió prematuramente de cáncer de ovario


Chargaff COMPLEMENTARIEDAD DE LAS BASES NITROGENADAS:

El número de moléculas de timina (T) coincidía con el número de moléculas de adenina (A).

El número de moléculas de guanina (G) coincidía con el número de moléculas de citosina (C).

Estos hechos sugerían un apareamiento entre las bases:

T-----A y G-----C


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¿QUÉ ES EL ADN? ESTRUCTURA

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Watson y Crick DOBLE HELICE AUTOENSAMBLANTE

Parte central de la hélice bases nitrogenadas unen por parejas mediante puentes de hidrógeno.

¿QUÉ ES EL ADN? ESTRUCTURA

Pág. 93

REPLICACIÓN DEL ADN

Pág. 94

Los genes se copian duplicando la molécula de ADN, como si fuera una cremallera.

Una proteína controla el proceso abriendo la doble hélice, de modo que cada hebra sirve de molde para generar una nueva cadena hija idéntica a la cadena original.

La duplicación se logra gracias al apareamiento de las bases.

Un error en el proceso mutación cambio genético en la descendencia.

REPLICACIÓN DEL ADN

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EL ADN TRANSMITE SU INFORMACIÓN

Pág. 95

¿PARA QUE SIRVEN LOS GENES?

Gen Unidad de información que se copiará a sí mismo para transmitirse a la descendencia.

Gen transcribirá y traducirá a otro tipo de molécula, la proteína, que será la que manifieste un carácter.

Código genético Conjunto de instrucciones que sirven para fabricar las proteínas a partir del orden o secuencia de los nucleótidos que constituyen el ADN.

Proteinas Desempeñan funciones muy diversas: Forman estructuras uñas, músculos. Regulan y coordinan la función de distintos organos Etc, etc …


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Expresión de los genes

Procesos por el que los seres vivos transforman la información codificada en el código genético en las proteínas necesarias para el funcionamiento.


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La dirección del flujo de la información biológica es la siguiente:

ADN ------------> ARN ------------> PROTEÍNA

1. El ADN transcribe el mensaje codificado al ARN mensajero (ARNm) (TRANSCRIPCIÓN)

2. El ARNm sale del núcleo y en el citoplasma se adhiere a un ribosoma.

3. En el ribosoma se traduce la información al ARN de transferencia (ARNt), que selecciona a los aminoácidos para cada grupo de nucleótidos (TRADUCCIÓN)

Síntesis de proteínas


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Pág. 95

GENOMA HUMANO

GENOMA: conjunto de toda la información genética de un organismo.

Genoma humano:

2%: exones (parte de genes que codifica proteínas).

98%: intrones (parte de genes que no codifica proteínas), ADN basura (no pertenece a ningún gen).

BIOTECNOLOGÍA (manipulando genes … )

Parte de la Biología moderna que implica la manipulación deliberada de material genético (ADN) de los organismos vivos con algún fin

Descubrimiento de la estructura del ADN: 1953.

Nace la BIOLOGÍA MOLECULAR.

En los años 70 hay un gran conocimiento “por observación” del funcionamiento de los genes.

Nace la INGENIERÍA GENÉTICA: el ser humano no se limita a observar sino que “interviene en el diseño de genes”…

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BIOTECNOLOGÍA (manipulando genes … )FABRICACIÓN DE PROTEINAS HUMANASTecnología del ADN RECOMBINANTETecnología que permite manipular el ADN generando ADN RECOMBINANTE

ADN RECOMBINANTE molécula de ADN artificial formada por la unión de secuencias de ADN proveniente de dos organismos de especies diferentes

Pág. 97

BIOTECNOLOGÍA (manipulando genes … )FABRICACIÓN DE PROTEINAS HUMANAS insulina

Pág. 97

BIOTECNOLOGÍA (manipulando genes … )TRANSGÉNICOS Organismos genéticamente modificados en los que se han introducido características de otros organismos.

PLANTAS TRANSGÉNICAS

SE INTRODUCEN GENES DE BACTERIAS EN LAS CÉLULAS VEGETALES

Págs. 102 y 105

BIOTECNOLOGÍA (manipulando genes … )TRANSGÉNICOS Organismos genéticamente modificados en los que se han introducido características de otros organismos.

PLANTAS TRANSGÉNICAS

USOS DE LAS PLANTAS TRANSGÉNICAS:

Resistencia contra herbicidas o plagas

Resistencia inclemencias

meteorológicas

Retrasar maduración

Mejorar el valor nutritivo

Producir sustancias de

interés farmacológico

Pág. 105

Los transgénicos son una posible solución a la escasez de alimentos: suponen una gran producción de alimentos “baratos”(rapidez), resistentes y nutritivos.

BIOTECNOLOGÍA (manipulando genes … )ANIMALES TRANSGÉNICOS

Aumentar la resistencia a

enfermedades

Estudiar relación entre enfermedades

y genes

Fabricar órganos de animales para trasplantes

Crear granjas farmacéuticas

Pág. 104

Desventajas del uso de transgénicos:

Dificultades económicas de los pequeños agricultores que no pueden comprar las semillas.

Problemas ambientales derivados de su uso.

No se conocen sus efectos a largo plazo.

BIOTECNOLOGÍA (manipulando genes … )TERAPIA GÉNICALa terapia genética persigue la cura definitiva de las enfermedades

hereditarias modificando el genoma del enfermo.

Líneas de investigación cancer, diabetes, alzheimer o parkinson

Pág. 106

BIOTECNOLOGÍA (manipulando genes … )TERAPIA GÉNICA

Puede aplicarse de dos formas: in vivo y ex vivo

Pág. 106

Dificultades de la terapia génica:

Conseguir que el gen que se exprese sea el correcto.

Los virus empleados pueden causar una respuesta inmunológica mortal o inducir otras enfermedades.

BIOTECNOLOGÍA (manipulando genes … )TERAPIA GÉNICA

Pág. 106


CLONACIÓN REPRODUCTIVA

Pág. 107

BIOTECNOLOGÍA (manipulando genes … )CÉLULAS MADRELas células madre son células no diferenciadas que pueden convertirse en células de distintos tejidos.

Págs. 108-109


CÉLULAS MADRELas células madre son células no diferenciadas que pueden convertirse en células de distintos tejidos.

Tipos de células madre:- Células madre embrionarias (embriones excedentes de la fecundación in

vitro).

- Células madre del cordón umbilical o de adultos.

- Células madre inducidas (se obtienen a partir de células de la piel).

Págs. 108-109


CÉLULAS MADREcélulas madre

embrionarias

Págs. 108-109


CÉLULAS MADREcélulas madre

embrionariasSon células madre pluripotenciales producen cualquier tipo de célula

Págs. 108-109

Células madre inducidas (James Thomson, 2007)

Consecución de células madre a partir de células de la piel; el siguiente objetivo será convertir estas células en células diferenciadas y generar tejidos


CÉLULAS MADRE

Págs. 108-109

¿Por qué se usan virus?

Los virus inyectan con facilidad su material genético dañino en las células, por eso se cambia el ARN del virus por el ADN modificado que la célula necesita.

¿Por qué se usan células de la piel?

Por su rápida reproducción y fácil manipulación (gran tamaño).

Son multipotentes originan varios tipos celulares pero no todos

Células madre inducidas (James Thomson, 2007)

Págs. 108-109

EL GENOMA HUMANO

Págs. 110

Conjunto de toda la información genética que posee nuestra especieSe distribuye en 23 pares de cromosomas

PROYECTO GENOMA HUMANO (PGH)Localizar, secuenciar y estudiar la función de todos los genes humanosTerminó en el año 2000 Tenemos el libro de instrucciones --> tenemos que aprender a interpretarlo.

DESCUBRIMIENTOS:

Solo el 5 % del ADN genera instrucciones para sintetizar proteinasLa diferencia entre dos personas es del 0.01 %Nuestra ADN coincide en un 96 % con el de un chimpance

Genoma y complejidad


Los organismos más complejos no tienen necesariamente mayor número de genes o de nucleótidos.

Pág. 110

BIOÉTICA

Estudia los problemas éticos que surgen en la aplicación de las ciencias biomédicas.

TERAPIA GÉNICA

CLONACIÓN HUMANA CON FINES REPRODUCTIVOS

CÉLULAS MADRE

GENOMA HUMANO

ORGANISMOS GENÉTICAMENTE MODIFICADOS TRANSGÉNICOS

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