Conceptos Fundamentales de Biología Molecular y Biotecnología

Conceptos Básicos de Genética

Genotipo: Conjunto de genes característicos de cada especie vegetal o animal. Fenotipo: Manifestación externa de un conjunto de caracteres hereditarios que dependen tanto de los genes como del ambiente. Gen: Fragmento de ADN con información hereditaria. Transcripción: Proceso en el cual se transfiere la información del ADN hacia la secuencia de proteína utilizando diversos ARN como intermediarios. Traducción: Es la síntesis de una proteína a partir de la información contenida en el ARN. Triplete/Codón: Es un grupo de nucleótidos que corresponden a un aminoácido concreto. Organismo transgénico: Organismo modificado en laboratorios donde ha sido diseñado o alterado con el fin de otorgarle una característica específica. Biorremediación: Cualquier proceso que utiliza material biológico para retornar un medio ambiente alterado por contaminantes a su condición natural (suelos, cielo…).

Leyes de Mendel

La primera (ley de la uniformidad) dice que cuando se cruzan dos variedades puras de una misma especie, los descendientes son todos iguales entre sí, e iguales a uno de los progenitores.

La tercera (ley de la independencia de caracteres) concluye que los caracteres son independientes y se combinan al azar.

Dogma Central de la Biología Molecular

La información genética fluye desde el ADN hasta las proteínas, con la ayuda de los ARN (mensajero, transferente y ribosómico).

Transcripción

C = G ; T = A; A = U.

Replicación

Es la copia de la fibra de ADN:

  • Separación de las 2 cadenas de ADN.
  • Sirven de modelo para fabricar la cadena complementaria.
  • Obtención de 2 nuevas dobles hélices.

Pasos para Crear un Organismo Transgénico

  1. Se toma el plásmido de la célula a importar en el otro organismo y el ADN heterólogo.
  2. Se junta el ADN heterólogo con el plásmido, creando el plásmido recombinante.
  3. Se transfiere el plásmido logrado al ADN del organismo a modificar.
  4. En el caso de una planta, se multiplica celularmente.
  5. Y acto seguido se hace una selección y regeneración in vitro.

Terapia Génica

Consiste en la inserción de copias funcionales de genes defectivos o ausentes en el genoma de un individuo. La terapia génica se utiliza para el tratamiento de enfermedades unigénicas, cáncer, enfermedades infecciosas y otras. Han salido a la luz pocos problemas por terapia genética.

Biotecnología

Beneficios

  • Rendimiento en cultivos.
  • Resistencia a herbicidas.
  • Resistencia a sequías.
  • Resistencia a plagas.
  • Crear nuevas variedades.

Problemas

  • Parecen ser genéticamente inestables.
  • No hacen lo que fueron diseñados a hacer.
  • Son un riesgo para la salud humana, particularmente para los niños.
  • Hacen que los animales que los coman se hagan inmunes a los antibióticos.
  • Se dispersan y destruyen los cultivos naturales.
  • Pérdida de biodiversidad.

Proyecto Genoma Humano

El Proyecto Genoma Humano investiga la secuencia de ADN del genoma humano. Fue presentado en 2001 por la empresa Celera Genomics. En 2003 se publicó el mapa completo del genoma humano (Libro de la vida) con acceso público a los datos.

Consecuencias

  • El genoma tiene menos de 30.000 genes (21.428 en 2008).
  • Se descubrió el ADN basura (secuencias repetidas de ADN, virus, bacterias…).
  • Pocas diferencias con otras especies (con primates, por ejemplo).

Aplicaciones

  • Test genéticos: Probabilidad de padecer una enfermedad y emplear medios de prevención.
  • Terapia genética: Tratamiento de enfermedades genéticas (niños burbuja).
  • Diagnóstico genético pre-trasplante: Trasplante entre hermanos.
  • Conocimiento de la evolución humana.

Reproducción Asistida y Clonación

Causas de la Infertilidad

Factores Biológicos

  • Obesidad.
  • Anorexia.
  • Contaminantes.
  • ETS.
  • Alcohol.

Factores Sociales

  • Estrés.
  • Retraso en la edad de tener hijos.

Una de cada 6 parejas la padecen.

Procedimientos para la Reproducción Asistida

A- Inseminación Artificial

Introducción de semen en el útero por medio de una cánula.

Proceso:

  • Estimulación de la ovulación.
  • Selección de espermatozoides.
  • Introducción del semen en el útero.

B- Fecundación In Vitro

Se realiza la fecundación en laboratorio y después se implanta el embrión en el útero.

Proceso:

  • Estimulación ovárica.
  • Extracción de óvulos por punción.
  • Colocar óvulos en recipiente junto con espermatozoides.
  • Fecundación de los óvulos (desarrollo embrionario).
  • Tras unos días, implantación de embriones en el ovario (los que no se usan se congelan).

La Clonación

Clonación de Células o Tejidos

Se usa para investigación e implantación en pacientes.

Células madre: Pueden formar un tejido u originarlo.

Cultivos celulares: Técnicas que permiten el mantenimiento de células in vitro en la producción de clones.

Cultivo de órganos: Se deterioran rápidamente y la réplica no es exacta.

Cultivo celular: Se disgrega el órgano y se cultiva.

Aplicaciones de la Clonación

  • Investigación: Conocimiento de la diferenciación celular y estudios clónicos.
  • Reproducción de animales transgénicos: Animales con sustancias beneficiosas (resistencia a enfermedades).
  • Reproducción de animales en extinción: Como el caso del bucardo de montaña.
  • Aplicaciones terapéuticas: Obtener células para tratar enfermedades (Parkinson, diabetes) o producir tejidos a partir de células madre o animales tratados genéticamente.

La Bioética

Es la aplicación de la ética a las ciencias de la vida.

Origen de la Bioética

Código de Nuremberg:

  • Consentimiento voluntario.
  • Necesidad de experimentación animal previa.
  • Evitar sufrimiento a toda costa.
  • Realización por personas cualificadas.

Declaración de Helsinki 1964: Define los principios para toda investigación médica.

Declaración Universal del Genoma y Derechos Humanos: Tiene la necesidad de promover la educación bioética y la creación de comités de bioética independientes.