Índice
Introducción..…………………………….……..3
Objetivos….……….……………………………
4
Capitulo
1……..…………………………………..
- Ingeniería Genética
. - La Biotecnología
Capitulo
2……………………………………………… - historia de la
Ingeniería Genética . - Biotecnología y su incidencia en
diversas enfermedades . - Las células madre y
su importancia en la medicina reparadora
Capitulo
3……………………………………………13
. - Imagenes . * Biotecnología
. * Ingeniería Genética
Capitulo
4…………………………………………… - Conclusión
Bibliografía……………………………………………..16
Introducción
El trabajo trata de la biotecnología aplicada en seres humanos,
animales, a la industria, vegetales, alimentos, en el ambiente etc. Veremos su
concepto, sus orígenes, y como se aplica hoy en día. También veremos algo sobre las técnicas de la
clonación.
Objetivo
Los objetivos basicos a los que se enfoca este trabajo son los
siguientes
- Distinguir la diferencia entre biotecnología e ingeniería genética.
- Comprender la forma basica en que actúa la ingeniería
genética para la obtención de requerimientos específicos.
- De qué forma incide la biotecnología en las enfermedades para
su posterior tratamiento y prevención.
- Comprender porque son tan controvertidosalgunos proyectos y de qué
manera estos nos pueden ayudar.
- De que se trata Las células madre y su importancia en
la medicina reparadora.
Capitulo 1
INGENIERÍA GENÉTICA
Primero que nada hay que diferenciar dos términos la biotecnología que
es la utilización de microorganismos para la producción de un
respectivo producto y la ingeniería genética no es otra
cosa que introducir información genética nueva en un organismo
para dotarlo de capacidades que antes no tenía para su
posterior reproducción obteniendo sustratos modificados para
un respectivo uso o función. Para
ello hay diversos procedimientos, no sólo uno. Pero podemos afirmar
que toda aplicación biotecnológica de la ingeniería
genética consta de cuatro operaciones principales: obtención
del gen en
cuestión; introducción del
mismo en el organismo elegido; su inducción para que elabore
su proteína; y, al acabar, la recogida del producto.
La ingeniería genética resultó profundamente modificada
con el descubrimiento de la estructura de los genes eucariotas, a
base de intrones y exones. Así, fragmentando el ADNc
en varios trozos y reempalmandolo al azar, es posible
construir proteínas completamente inéditas.
El analisis de dichas proteínas es hoy relativamente
sencillo, una maquina secuencia una proteína en pocos días
puede hacer, hay otra maquina que fabrica genes trabando eslabones de
ADN en un orden específico.
Una utilidad de la ingeniería genética es
el empleo de enzimas en lugares, y para propósitos, muy
diferentes. Así, un producto
biológico puede aparecer en un detergente, en un proceso industrial
metalúrgico, etc. Pero muchos de los enzimas tienen el
inconveniente de desnaturalizarse en condiciones relativamente duras. La
ingeniería genética permitira modificarlos para lograr
versiones mas resistentes, mas adecuadas a las condiciones
químicas, térmicas, de pH, etc., en las que va a actuar en la industria. Para conseguirlo, una de
las técnicas mas útiles es lamutagénesis
puntual dirigida. Si bien es cierto que con ella
todavía no se ha conseguido mejorar significativamente ninguna enzima
industrial, sí que se han logrado claros éxitos
de laboratorio como
mutar un gen en un punto específico, de modo que la proteína
difiera ligeramente de su versión natural.
Otra utilidad de la ingeniería genética es
la identificación inequívoca de un individuo a
partir de su patrón genético. Cuando se
toma el ADN de una célula y se somete a la acción de enzimas de
restricción, se obtiene una colección de fragmentos de todos los
tamaños posibles. Una sonda (una secuencia de
ADN marcada radiactivamente) específica se unira a determinados
fragmentos en determinadas posiciones. Si el procedimiento se
lleva a cabo en zonas del ADN que sean polimórficas, esto constituye una
especie de 'huella' identificativa, que es distinta de la de otro
individuo, pues otro ADN, sometido a la acción del mismo conjunto de
enzimas de restricción, rendira una serie de fragmentos diferente
de la anterior, uniéndose la sonda entonces a otros, en otras
posiciones.
La biotecnología
La biotecnología, en un sentido amplio se puede
definir como la
aplicación de organismos, componentes o sistemas biológicos para
la obtención de bienes y servicios.
Esto significa que desde hace miles de años, la humanidad ha venido
realizando biotecnología, si bien hasta la época moderna, de un
modo empírico, sin base científica
La domesticación de plantas y animales ya comenzó en el
período Neolítico.
Las civilizaciones Sumeria y Babilónica (6000
años a.C.) ya conocían cómo elaborar cerveza.
Los egipcios ya sabían fabricar pan a partir del trigo hacia el
4000 a.C.
Antes de la escritura del
libro del Génesis, se disfrutaba del
vino en el Cercano Oriente: recuérdese que, según la Biblia,
Noé 'sufrió' (o disfrutó) accidentalmente los
efectos de la fermentación espontanea del mosto de la uva (primera borrachera con
vino).
Otrosprocesos biotecnológicos conocidos de modo empírico desde la
antigüedad
fabricación de queso
cultivo de champiñones
alimentos y bebidas fermentadas: salsa de soja, yogur, etc.
tratamiento de aguas residuales
Por supuesto, hasta la llegada de la moderna biología, y en muchos casos
hasta el siglo XIX, la base de muchos de estos procesos era desconocida. De
hecho, solamente en el siglo XVIII cobra cuerpo la idea de que la materia viva
puede ser estudiada como la materia inanimada, es decir, usando el
método experimental, con lo que se inicia el lento declive de las ideas
vitalistas (creencias erróneas de que 'la vida depende de un
principio vital irreducible a otras ramas de la ciencia'), que
aún darían sus últimos estertores casi al final del siglo
XIX. Algunos hitos científicos que sentarían la base de la
biotecnología contemporanea:
Pero incluso bien avanzado el siglo XX, cuando la Genética había
resuelto el misterio de la naturaleza del material de la herencia, las
posibilidades que había para actuar sobre dicho material eran limitadas:
cruces entre plantas y animales de la misma especie (o de especies similares),
selección de los individuos con rasgos deseados, retrocruzamientos (un
proceso largo y lento), mutaciones con agentes físicos (rayos UV, rayos
X) o químicos, con ulterior búsqueda (selección o rastreo
-screening) de alguna variante de interés (algo tedioso y frecuentemente
infructuoso), etc.
Debemos esperar a la década de los 70 para que surja un conjunto de
técnicas de laboratorio revolucionarias que por primera vez permiten
'tocar' de modo racional el sancta sanctorum de la vida.
Son técnicas y herramientas con las que se puede modificar el ADN de
acuerdo a diseños previos y objetivos concretos (de ahí el nombre
popular de Ingeniería Genética).
Capitulo 2
historia de la ingenieria genetica
.1.000a.C: Los babilonios celebran con ritos religiosos la
polinización de las palmeras..323
a.C: Aristóteles especula sobre la naturaleza de
la reproducción y la herencia. .100-300: se
escriben en la India textos
metafóricos sobre la naturaleza de la reproducción humana.
.1676: se confirma la reproducción sexual en las plantas.
.1677: se contempla el esperma animal a través del microscopio.
.1838: se descubre que todos los organismos vivos estan compuestos
por células. .1859: Darwin hace
pública su teoría sobre la evolución de las
especies. .1866: Mendel describe en los
guisantes las unidades fundamentales de la herencia .1871: se aísla
el ADN en el núcleo de una célula. .1909: las unidades
fundamentales de la herencia biológica reciben el nombre de genes.
.1925: se descubre que la actividad del
gen esta relacionada con su posición en el cromosoma 1927: se descubre que los rayos X causan
mutaciones genéticas. .1943: el ADN es identificado como
la molécula genética. .1940-50: se descubre que cada gen
codifica una única proteína. .1953: se propone la estructura
en doble hélice del ADN. .1956: son
identificados 23 pares de cromosomas en las células del
cuerpo humano. .1966: se descifra el código genético
completo del ADN. .1972: se crea la primera
molécula de ADN recombinante en el laboratorio. .1975: se
obtienen por primera vez los hibridomas que producen anticuerpos monoclonales.
.1978: se clona el gen de la insulina humana. .1978: Nace Baby
Louise, el primer bebé concebido
mediante fecundación in vitro. .1982: se crea el primer
ratón transgénico (el 'superratón'), insertando
el gen de la hormona del crecimiento de la rata en
óvulos de ratona fecundados. .1982: se produce insulina utilizando
técnicas de ADN recombinante. .1984: creación de las
primeras plantas transgénicas 1984: Primer
nacimiento de un bebé a partir de un
embrión congelado. .1985: se utiliza por primera vez la
'huella genética' en
una investigación judicial en Gran Bretaña.
.1986: se autorizan las pruebas clínicas de la vacuna
contra la hepatitis B obtenida mediante ingeniería
genética. .1987: PPL Therapeutic consigue una oveja
transgénica que produce en la leche la proteína humana
alfa-1 antitripsina. .1988: primera patente de un
organismo producido mediante ingeniería genética.
.1992: Primera inyección intracitoplasmatica nuclear de
espermatozoides. .1995: se completan las primeras secuencias completas de
genomas de organismos: se trata de las bacterias Hemophilus
influenzae y Mycoplasma genitalium. .1995: Ian Wilmut y Keith Campbell
obtienen a Megan y Morag, dos corderos engendrados por transferencia nuclear de
células embrionarias. .1995: Nace el primer bebé concebido a
partir de un ovocito y una espermatida.
.1996: Primer xenotrasplante de un corazón de
cerdo humanizado a un babuino. .1997: Clonación del primer
mamífero, una oveja llamada 'Dolly'. IanWilmut
presenta a Dolly. .1997: Don Wolf consigue los primeros clones de
macacos a aprtir de células de diferentes
embriones. .1998: Nacen George y Charley, una pareja de terneros
engendrados a partir de núcleos de células embrionarias.
.2001: Gran Bretaña permite la clonación de embriones humanos
menores de 14 días. .2001: Se conoce de forma precisa la secuencia
completa y ensamblada del genoma humano.
Biotecnología y su incidencia en diversas enfermedades
Muchas enfermedades víricas no cuentan aún con vacuna eficaz, y
la biotecnología es la principal esperanza
contra ellas. Entre las mas notables
estan, hepatitis (en sus diferentes variantes),
gripe, herpes simple, parotiditis, sarampión, resfriado
común y varicela. Las técnicas habituales, de inocular el virus
en animales de laboratorio, purificarlos y dañarlos antes de inyectarlos
a humanos no funcionan bien con éstas y con muchas otras. La alternativa
es clonar alguna proteína vírica adecuada; con
éste método se han obtenido buenas vacunas contra las
hepatitis A y B.
Pero hay una enfermedad vírica muy especial, el sida.
Del VIH se sabe ya su estructura genética, y se investigan
diversas proteínas como diana para vacunas.
Los virus no son los patógenos que mas muertes
causan, sino los protozoos. Ademas, éstos, inducen una
pésima calidad de vida en los enfermos, que habitualmente
viven en países tropicales, del Tercer Mundo. Así, el mayor beneficio que labiotecnología
aportaría a la humanidad sería mitigar esa plaga. Entre
tales males destaca la malaria. Aunque había
retrocedido gracias al empleo de sustancias terapéuticas contra
Plasmodium e insecticidas contra los vectores, hoy en dia a la enfermedad
esta resurgiendo debido a las resistencias que van apareciendo. El
problema que presenta la vacuna es la enorme capacidad que tiene Plasmodium de
mutar sus antígenos, lo que inutiliza tanto las defensas naturales como
las artificiales. La
línea que suscita
mas entusiasmo (y controversia) es la vacuna de M. Patarroyo, que parece
ser eficaz en algunos de los casos. Ademas de la malaria,
también estan los tripanosomas, con la enfermedad del
sueño (T. gambianun y T. senegalense) y el mal de Chagas (T. cruzi),
ambas mortales a menos que sean tratadas. Otros tripanosomas causan graves
pérdidas ganaderas. Pese a su capacidad de mutar, se cuenta con
sustancias biotecnológicas eficaces, aunque todavía en cantidad
insuficiente. La lehismaniosis, causada por Lehismania donovani. La enfermedad
puede revestir muchas formas, usualmente leves, aunque el kala-azar es mortal.
No existe vacuna eficaz; el tratamiento, con compuestos a base de antimonio,
tiene efectos secundarios indeseables, pero el uso de liposomas dirigidos con
anticuerpos monoclonales da un gran resultado: por un lado hace mas
eficaz al farmaco, y por otro permite reducir las dosis y, por
consiguiente, los efectos secundarios.
El tratamiento de enfermedades bacterianas también puede quedar sometido
a avances biotecnológicos, como en el caso de la lepra, una enfermedad
en auge actualmente, y que ya comienza a dar síntomas de resistencia a
la dapsona, el farmaco que constituye la base del cualquier tratamiento
eficaz.
Las células madre y su importancia en la medicina reparadora
Las células madre, o células troncales, es un tipo especial
de células que tienen la capacidad de dividirse indefinidamente y llegar
a producir célulasespecializadas.
Las células normales de un individuo adulto
(hombre y los mamíferos superiores) no tienen capacidad
de multiplicarse, salvo las células de médula ósea y las
de la piel. Si engordamos, no es que tengamos mas células,
en realidad tenemos la misma cantidad de células, pero éstas han aumentado de tamaño.
Por ejemplo si una lagartija pierde la cola, le vuelve a
crecer. En los mamíferos no ocurre así.
Si un individuo pierde un miembro, no lo vuelve a
desarrollar. Las células normales adultas no tienen,
pues, capacidad de reproducirse. Las que tienen
capacidad de reproducirse y generar nuevos tejidos reciben el nombre de
células madre.
Ejemplo el desarrollo de un embrión sirve para
entender mejor qué son las células madre.
Desarrollo embrionario
Un óvulo fecundado por un espermatozoide es una
célula capaz de generar un nuevo individuo completo. Se trata, pues, de una célula totipotente: capaz de producir un
espécimen completo con todos sus tejidos.
Entre los días primero al cuarto del desarrollo embrionario,
la célula original va dividiéndose en varias células
mas. Cada una de estas células, si es separada del resto, es capaz
de producir un individuo completo. Son también
células totipotentes.
A partir del cuarto
día del desarrollo
embrionario humano se forma el blastocito. El blastocito esta
formado por dos capas
Capa externa: forma la placenta y los tejidos necesarios para el desarrollo
fetal.
Capa interna: formara todos los tejidos del cuerpo humano.
Las células de un blastocito ya no son
totipotentes, puesto que una sola de estas células ya no es capaz de
generar un individuo completo. Sí que son capaces de generar todos los
tejidos de un individuo adulto, pero no pueden generar
la placenta ni otros tejidos necesarios para el desarrollo del embrión. Estas células
internas del
blastocito se denominan células pluripotentes.
Estas células pluripotentes del
interior del blastocito generaran, a su
vez,células madre especializadas con una
función concreta, como
por ejemplo:
Células madre de médula ósea que producen células
sanguíneas: glóbulos rojos, glóbulos blancos, plaquetas.
Células madre de la piel.
Clonación
Recientemente el gobierno inglés ha permitido la
investigación con embriones humanos para obtener células madre.
Se suele utilizar un proceso semejante al usado en la clonación animal
Se coge un óvulo femenino al que se le extrae el núcleo Se extrae
el núcleo de una célula adulta del individuo a clonar.
Se implanta el núcleo extraído de la célula adulta en el
óvulo
A partir de aquí tenemos un óvulo que
podra crecer hasta convertirse en un individuo clónico,
enteramente igual, en lo físico, al individuo del que se extrajo la célula adulta.
Si en las primeras fases del
desarrollo del
embrión se extraen células totipotentes o pluripotentes y
logramos especializarlas, podríamos obtener cualquier tejido para
trasplantes.
Células madre adultas
En un individuo adulto encontramos células
madre en la médula ósea y en la piel. Estas
células se reproducen y generan células especializadas de sangre
y de piel respectivamente. En otros tejidos se han
encontrado también células madre especializada, capaz de
reproducirse y de generar tejidos especializados y sólo esos tejidos. Estas células madre especializadas son muy escasas y
difíciles de aislar.
En un principio se pensó que las células
madre especializadas sólo podían general células
especializadas del
mismo tipo. Sin embargo se ha observado que estas células pueden llegar
a generar células con una especialización diferente de la
original. Así células madre neuronales de la médula
espinal han producido diferentes tipos de
células sanguíneas. Estudios en ratas han
obtenido células hepaticas partiendo de células madre de
médula espinal. Cada día salen a la luz
nuevos ejemplos de células madre especializadas que producen
células especializadas diferentes de lasesperadas. Esto
demuestra que las células madre son mucho mas flexibles de lo que
se pensaba.
De aquí se derivan grandes expectativas de terapias
innovadoras. Parece que las células madre adultas tienen un gran potencial y quiza mas facilidades que
las células madre embrionarias puesto que se puede partir de
células del
propio individuo y, por tanto, con la misma carga genética. Esto solventa, ademas, los serios problemas morales de
manipular células embrionarias.
Investigar con células madre adultas
Por otro lado, se podrían obtener células madre del propio
individuo adulto y especializarlas igualmente para obtener otros tejidos o
reconstruir los órganos necesarios. Un buen
suministro de células madre propias podría ser el cordón
umbilical obtenido en el momento del parto y
conservado congelado.
Se recogen células madre de un individuo
adulto. Otra posibilidad es guardar congelado el cordón umbilical del bebé al nacer que
puede servir como
suministro muy valido de células madre.
Se cultivan las células madre en el medio adecuado
hasta obtener el tejido que se necesite.
Se trasplanta al individuo enfermo el tejido cultivado o las
células necesarias para regenerar el órgano enfermo.
Aplicaciones
El estudio de las células madre nos permitira conocer los
mecanismos de especialización celulares. Qué mecanismos
hacen que un gen sea activo y haga su trabajo y
qué mecanismos inhiben la expresión de ese gen. El cancer,
por ejemplo, es un caso de especialización celular anormal.
Las células madre pueden servir para probar nuevos medicamentos en todo
tipo de tejidos antes de hacer las pruebas reales en animales o en humanos.
Las células madre tendran aplicaciones en
terapias celulares, medicina regenerativa o ingeniería tisular. Muchas enfermedades son consecuencia de malas funciones celulares o
destrucción de tejidos. Uno de los remedios, en casos muy graves,
es el transplante. Las células madre pluripotentes
estimuladas a desarrollarsecomo células especializadas ofrecen frecuentemente
la posibilidad de reemplazar células y tejidos dañados. Así se podran emplear para casos
de Parkinson y Alzheimer, lesiones medulares, quemaduras, lesiones de
corazón o cerebrales, diabetes, osteoporosis y artritis
reumatoide.
Ejemplos de aplicaciones:
Dos bebés que nacieron con un defecto
genético que les ocasionaba una severa inmunodeficiencia, se les
extrajeron células madre de médula ósea. Se cultivaron las
células, se reemplazó el gen defectuoso y se transfirieron de
nuevo a los niños. Este experimento, en el que se
emplearon células madre de los propios bebés, constituyó
el primer éxito de curación mediante terapia genética.
La inyección de células madre en el líquido
cefalorraquídeo de los animales pede lograr devolver
el movimiento a unos roedores con paralisis. Se introducen
células madre neuronales en los roedores paralizados por un virus que ataca específicamente a las neuronas
motoras y se comprobó que la mayoría recuperaba la habilidad de
apoyar las plantas de una o de dos de sus patas traseras.
Las investigaciones son muy prometedoras y avanzan muy rapidamente, pero
queda mucho por hacer para llegar a aplicaciones
clínicas reales. Todavía falta por conocer los
mecanismos que permiten la especialización de las células madre
humanas para obtener tejidos especializados validos para el transplante.
Capitulo 3
biotecnologia
La ingeniería genética
capitulo 4
conclucion
Como conclusión las aplicaciones de la biotecnología son muy
amplias, cual es su límite es muy incierto, ya que cada día se
van descubriendo nuevas técnicas para diversas areas que como ya
mencione van desde la medicina hasta la industrias de todo tipo.
La biotecnología es la nueva revolución industrial, que ha
demostrado su gran importancia en nuestra vida a partir de por ejemplo la
curación de enfermedades, fabricación de
farmacos,industria de todo rubro, etc.
Gracias a ella y a su rama mas poderosa la ingeniería
genética podemos hoy en día identificar a un individuo a partir
de su patrón genético, este es un uso exclusivo en la
criminología, pruebas de paternidad mediante un examen sanguíneo,
identificación de enfermedades a contraer a futuro como diabetes,
cancer, etc. esta es la llamada prueba de analisis polimórfico
de fragmentos de restricción PLFR, tiene una gran incidencia en la
elaboración del mapa genómico humano. Otra
técnica prometedora es YAC que se basa en la fabricación de genes
artificiales.
Los proyectos mas conocidos y debatidos son los : Proyecto genoma humano
y la utilización de células madre como terapia genética ,
sus frutos son muchos y sus expectativas muy amplias, no tienen un final ,
estamos ante la futura medicina genómica que reemplazara a la
medicina convencional surgiendo la terminología 'enfermos aun no
pacientes' ya que no sera necesario por ejemplo una
operación o esperar a que una enfermedad se manifieste, si mediante
examenes y técnicas , inyección, farmacos se puede
erradicar la enfermedad, incluso en el caso de muerte celular de tejidos
importantes para nuestro organismo o defectos en ellos que como en la
actualidad se usa los trasplantes, en un futuro no seran necesario solo
la implantación de células madres generadoras de tejido
especializado lo curaran.
La biotecnología es nuestra esperanza futura de
vida en la erradicación de enfermedades.
bibliografía
https://www.ugr.es/~eianez/Biotecnologia/introbiotec.htm#013
https://html.rincondelvago.com/biotecnologia_5.html
https://www.monografias.com/trabajos18/biotecnologia-genetica/biotecnologia-genetica.shtml#conclu
https://recuerdosdepandora.com/ciencia/biologia/el-origen-de-la-ingenieria-genetica/
