enginyeria genetica ppt
TRANSCRIPT
ENGINYERIA GENÈTICA
1r batxillerat Biologia
Què és: modificació del genoma, d’un individu.
Una modificación consisteix en : - addició.- eliminació.- alteració dels gens.
enzims de restricció*
*Enzims que poden tallar DNA per punts concrets: DNA passatger.
Serà introduït per un vector a la cèl·lula (plasmidi o virus)
Per clonació, es faran còpies.
DNA extrany + DNA receptor
DNA recombinant
8.1 Introducció dels gens a les cèl·lules:1.Vectors de clonació.- Plasmidis. - Virus. 2. Mecanismes no biològics.- electroporació.- microinjecció.- Tret de microbales.
Plasmidis: ADN bacterià al marge del principal
Els plasmidis es poden transferir a un altre bacteri o a un altre organisme de manera “artificial”.
També s’han descobert plasmidis en els llevats.
A. Transformació
• La transformació bacteriana és un procés de transferència horitzontal de gens que ocorre de forma natural en alguns bacteris i que es pot provocar de forma artificial en altres bacteris i eucariotes.
• Els plasmidis bacterians no serveixen per a introduir gens a les cèl.lules animals
Un bacteri introdueix material genètic del medi al seu plasmidi
Vídeo transformation
B. Virus
• Transducció: Pas de gens entre bacteris a través d’un virus
Vídeo transducció
Els virus es poden emprar com a vectors per a introduir gens en elseucariotes. S’utilitxen virus inactivats.
8.2- Inserció de gens
• Enzims de restricció: Poden tallar l’ADN per uns punts concrets.
• La seqüència reconeguda sol ser palindròmica i de 4 – 6 nucleòtids. (les Tipus II reconeixen sempre palíndroms).
• P.ex:P-5' GAATTC 3'-OHOH -3'CTTAAG 5'-P
Video: Restriction endunuclease
Introducció de gens d’eucariotes a procariotes
• ADN eucariotes: introns i exons. L’ARN m ha de madurar
• S’utilitza l’enzim transcriptassa inversa (Virus): Capaç de transcriure l´ARNm a ADN
• VIH: Reverse transcription• Video: Com es passa d’un ARNm a una cadena
doble de ADN
Transcriptassa Inversa
8.3- PCR
• Serveix per: Fer còpies d’una cadena d’ADN• Necesitem: taqPolimerassa (resistent a elevades
temperatures), DNA encebador, nucleòtids• El procés fou descobert el 1983 per
Kary Banks Mullis,[1] guardonat amb el Premi Nobel de Química.
• Vídeo PCR
9- Enginyeria genètica i teràpia de malalties humanes
• 3000 malalties genètiques• No s’han identificat encara els gens
responsables de les mateixes• Moltes malalties genètiques depenen de
l’expressió de més d’un gen
9.1- Substàncies humanes produïdes per bacteris
• Introdueixen els gens que codifiquen per les proteïnes que ens interessa produir dins bacteris o llevats:– Creixen molt de pressa– Fàcil manipulació del seu genoma
- Insulina: hormona encarregada de regular el nivell de glucosa a la sang.
- Hormona de creixement- Interferó: substància que limita o anul·la
efectes de la infecció. Ha estat positiu el seu tractament en malalties víriques, i el aplicacions prolongades disminueix els efectes del càncer.
- Factor VIII de la coagulació: pel tractament de la hemofília.
9.2- Introducció de gens en cèl.lules humanes
• S’utilitzen retrovirus:• Nens bombolla ( manca enzim adenosina-
desaminasa): Aquests nens han de viure äïllats perquè no tenen limfòcits i per tant no es poden defensar contra les infeccions.
• Com es fa la teràpia en aquests nens• Històries reals
• Talàssemia: grup de malalties amb un ampli rang que van des d’anormalitat asimptomàtiques en l'hemograma fins a una severa i fatal anèmia
» Problemes: Introduir un gen no vol dir necessàriament que aquest s’expressi. Existeixen factors que regulen l’expressió dels gens que s’hi han d’incorporar també.
9.3- Vacunes recombinants
• D’aquesta menera s’introdueix a l’individu tan sols l’antigen productor de la malaltia per a què desencadeni la producció d’anticossos
• Ex: Vacuna Hepatitis B
Obtenció de vacunes recombinants
10. Transgènics en agricultura i ramaderia
» Cultius: Blat de moro, tomates, soja, tabac.» Objectiu: Introduir noves caractéristiques a les
plantes (resistència a plagues, capacitat per a fixer nitrogen atmosfèric….)
En el següent esquema veiem la manera d’introduir gens a les plantes:
- A través d’un vector (plasmidi d’Agrobacterium)- A través d’un tres amb microbales d’or.
2. ANIMAL.La major aplicació ha estat en peixos, ja que la seva
fecundació és externa: es poden introduir els gens abans de la formació del zigot.
Assoliments:- Carpes transgèniques que creixen més
ràpidament (gen hormona creixement)- Salmons transgènics que resisteixen millor les
baixes temperatures. (gen proteïna anticongelant)
11. El Càncer : Malaltia genètica
• Càncer• Metàstasi• Cèl.lules canceroses: – Es divideixen a gran velocitat i tenen proteïnes de
membrana diferent ( “atacades” per anticossos)– Invaeixen altres teixits (metàstasi)
Per què una cèl.lula normal es transforma en cancerosa?
• Factors ambientals que alteren alguns gens (Protooncogens: Regulen el creixement i diferenciació cel.lular) i esdevenen ONCOGENS: Originen proteïnes amb una funció alterada que afavorirà el creixement i la formació d’un tumor
• Altrens gens (Antioncogens o gens supressors) inhibeixen la divisió del.lular.
• Animació oncogens Video oncogens• Alguns oncogens importants
Com es passa de protooncogen a oncogen
• Virus: Papiloma humà. Aquests virus introdueixen un oncogen viral en connexió amb un oncogen de la cèl.lula i la transformen en cancerígena
• Substàncies químiques i radiacions: Mutàgens. A més es necessita un procés promotor: que impliqui la transcripció que donarà lloc a proteïnes alterades
• Vídeo tabac
Càncer i resposta immunològica• Cèl.lules canceroses: estimulen la producció d’anticossos,
però la resposta immune no sempre és l’apropiada• Els limfòcits B són els encarregats de produir anticossos
específics contra antígens.• Els anticossos monoclonals s’obtenen injectant a ratolins
l’antigen que ens interessa. L’animal produirà limfòcits B contra l’antigen.
• En un cultiu es fusionen els limfòcits B produits per l’animal amb cèl.lules tumorals (hibridomes) : produiran molts anticossos
• Video: Anticossos Monoclonals• Actualment s’intenta aconseguir “vacunes”
contra el càncer per aconseguir la immunitat activa dins le cèl.lules humanes
• Aliments anticancerígens: Bròquil (indol), llavors de lli (càncer colon), pell de raïm, mores, cacahuets (reservatiol)...
• 10 anticancerígens a la taula
Genoma humà.El Genoma és la totalitat de la informació genètica
emmagatzemada a l’ADN de les cèl·lules.Cada persona té el seu propi genoma, el qual guarda
una gran similitud (99,8%) amb tots els de la seva pròpia espècie i tan sols es diferencia de la del ximpanzé en un 1%.
Aquesta informació, que es troba emmagatzemada en totes i cadascuna de les seves cèl·lules i que el defineix i l’identifica com a èsser únic i independent, és el que coneixem com a patrimoni genètic o genoma.
12- Projecte Genoma Humà
• 2003: Es va seqüenciar totalment el genoma humà
• Es va treballar amb RNAm (3% genoma codifica proteïnes)
• Gens: 25000• Complexitat: Maneres d’interaccionar els gens• Usos: Teràpia gènica: Curar malalties de base
genètica
RISCOS I IMPLICACIONS ÈTIQUES DE LA EG- Límits per motius ecològics i de sanitat.- Límits per motius ètics i morals.- Límits per motius socials.- Límits per motius polítics.