El documento trata sobre la biotecnología y la ingeniería genética. Explica que la biotecnología ha sido utilizada por el ser humano desde la antigüedad para mejorar cultivos y producir alimentos y bebidas. La ingeniería genética surgió en los años 1970 y permite modificar el ADN para dotar a los organismos de nuevas propiedades mediante técnicas como cortar, copiar y pegar fragmentos de ADN.

1. El ADN y la ingeniería
genética

2. Ingeniería genética
Biotecnología
Utilización de los seres vivos
para obtener productos útiles al
ser humano
Utilización de los seres vivos
para obtener productos útiles al
ser humano
Alimentos
Medicamentos
Bebidas
Alimentos
Medicamentos
Bebidas
Tecnología
del ADN
recombinante
(década 70)
Si hay modificación de genes
Animales y
plantas
transgenicas
Animales y
plantas
transgenicas
No hay modificación de
genes

3. Biotecnología
• Desde los comienzos de la historia la biotecnología
ha sido utilizada por el hombre en actividades tales
como la preparación del pan y de bebidas
alcohólicas o para mejorar el rendimiento de cultivos
y de animales domésticos.
• 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.

4. • 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 espontánea del mosto de la uva
(primera borrachera con vino).
• Otros procesos 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

5. • La biotecnología como nuevo campo de
conocimiento, se ha extendido desde principios
de la década de los 70, considerándose como
"la aplicación de organismos, sistemas y
procesos biológicos en las industrias de
productos y servicios". Sin embargo, cada vez
se incluyen más disciplinas en el ámbito de la
biotecnología, lo que impide precisar dónde
comienza la biotecnología o cuáles son las
biotecnologías, aunque todas tienden a cumplir
dos de los objetivos más antiguos de la
humanidad:
– controlar la reproducción, tanto humana como animal
y vegetal.
– controlar procesos naturales que proporcionen
alimentos y sustancias de interés para la especie
humana.

6. AlimentosAlimentos
AntibióticosAntibióticos
Nuevos fármacosNuevos fármacos
VacunasVacunas
HormonasHormonas
Terapias génicasTerapias génicas
Mejora de procesosMejora de procesos
Obtención de nuevos alimentosObtención de nuevos alimentos
Desarrollo de nutraceúticosDesarrollo de nutraceúticos
Desarrollo de aditivosDesarrollo de aditivos
Tratamiento de residuosTratamiento de residuos
BiorremediaciónBiorremediación
Energías limpiasEnergías limpias
FarmaciaFarmacia
Medio ambienteMedio ambiente
DiagnósticoDiagnóstico
Salud humanaSalud humana
Agricultura y ganaderíaAgricultura y ganadería
Calidad de alimentosCalidad de alimentos
Calidad ambientalCalidad ambiental
BIOTECNOLOGÍA; Ambitos de desarrollo

7. 1. Ingeniería Genética
2. Obtención de fragmentos de ADN
1. Por enzimas de restricción
2. Por retrotranscriptasa
3. Obtención de copias de ADN
1. Clonación molecular
2. PCR
4. Localización de fragmentos de ADN (sondas)
5. Secuenciación de nucleótidos
6. Ingeniería genética en plantas y animales
7. Terapia génica
8. Genoma Humano
9. Proteoma

8. Ingeniería genética
Se puede definir como la formación in vitro de nuevas
combinaciones de material genético, por medio de la
inserción de un ADN de interés en un vehículo genético
(vector), de modo que tras su introducción en un
organismo huésped, el ADN híbrido (recombinante) se
pueda multiplicar, propagar, y eventualmente expresarse.
Lo que se pretende mediante la ingeniería
genética es lograr ciertos fines tanto en la
ciencia pura como en la aplicada
(producción microbiana de productos,
plantas y animales transgénicos, nuevos
diagnósticos).

9. Aplicaciones de la ingeniería genética

10. TÉCNICAS DE INGENIERÍA GENÉTICA
• Son un conjunto de procedimientos que permiten la
manipulación del ADN de un organismo para conseguir
nuevas formas de vida con combinaciones únicas de genes
adecuadas a las necesidades humanas.
• Mediante Ingeniería genética se puede transferir genes
entre especies distintas, es decir de un organismo a
cualquier otro. Con objeto de obtener organismos
genéticamente modificados (OGM) o transgénicos, terapia
génica, etc.
• ORGANISMOS GENÉTICAMENTE MODIFICADOS
– Son organismos (bacterias, hongos, animales, plantas, etc., que
contienen un gen procedente de otro organismo o transgen.
– Para introducir el transgen en un organismo determinado se utilizan
vectores de expresión o vehículos de transporte, como virus o
plásmidos bacterianos

11. Ingeniería
genética
Técnicas que permiten modificar el material
genético, para dotar a las células vivas de
nuevas propiedades
Permiten
Cortar el ADN
Hacer copias de fragmentos de ADN
Pegar fragmentos de ADN
Transportar fragmentos de ADN de una
célula a otra
“Tecnología del ADN
recombinante”

13. La enzima EcorRI
corta el ADN en la
combinación de bases
GAATTC, y entre las
bases G y A.
El corte deja un extremo monocatenario
en cada fragmento de ADN, denominado
extremo cohesivo o pegajoso, por
donde puede unirse con una secuencia
de bases complementaria.
Moléculas de ADN de distinto origen cortadas con la misma enzima de restricción poseen extremos
cohesivos que son complementarios. Inicialmente, la unión se lleva a cabo mediante enlaces de hidrógeno,
pero es temporal. Puede hacerse definitiva en presencia de la ADN ligasa, que cataliza la formación de
enlaces covalentes. La molécula así obtenida recibe el nombre de ADN recombinante o transgén.
Las enzimas de restricción se deslizan en paralelo sobre
la hebra de ADN hasta que encuentra los lugares en los
que coincida la secuencia del ADN con la secuencia
reconocida por la enzima.

14. Dada la secuencia de ADN siguiente:
...ATGCGAATTCCCGCCAGGTTATGCAATTCATG...
...TACGCTTAAGGGCGGTCCAATACGTTAAGTAC...
¿Cuántos y cuáles serían los fragmentos que originaría si se corta con la enzima de
restricción EcoRI?
...ATGCG AATTCCCGCCAGGTTATGCAATTCATG...
...TACGCTTAA GGGCGGTCCAATACGTTAAGTAC...

15. Síntesis del ADN complementario
Debido a la presencia de intrones y exones, los procariotas no pueden llevar a cabo directamente
la traducción del ARNm de eucariotas, lo que impide la obtención de muchas copias de un ADN
recombinante por esta vía. La alternativa es la síntesis de un ADN de cadena sencilla gracias a la
transcriptasa inversa. El procedimiento es el siguiente:
2. El ARNm maduro
sirve como molde para
la síntesis de un ADN
complementario de
cadena sencilla, un
hecho posible gracias a
la transcriptasa inversa.
Una vez finalizada la
síntesis se hidroliza el
ARNm añadiendo
NaOH a la disolución.
3. En el ADNc se
forma un lazo en
horquilla que se
convierte en
cebador para la
ADN polimerasa I.
4. La ADN polimerasa I
sintetiza la segunda hebra
de ADNc.
Finalmente se elimina la
horquilla con una nucleasa
S1, y se obtiene un ADNc
de doble cadena que
carece de intrones y puede
ser traducido por las
bacterias.
1. Se aísla un ARN
maduro (que ya ha
sufrido el proceso
postranscripcional) y
se añade un
oligonucleótido de
timina que actúe
como cebador de la
transcriptasa inversa
a la cola poliA.

17. Hacer copias de fragmentos de ADN
Introducir el gen en la
bacteria y dejar que se
reproduzca
Se puede hacer de diferentes formas
Mediante la reacción en
cadena de la polimerasa
(PCR)

19. Clonación del ADN
La clonación del ADN consiste en producir múltiples copias de un gen específico o de un
fragmento de ADN en el interior de un organismo que hace las veces de hospedador.
VECTOR DE CLONACIÓN
Son moléculas de ADN capaces de
transportar ADN extraño y replicarse
dentro del organismo hospedador.
Los más utilizados son:
Plásmidos: pequeñas
moléculas de ADN bicatenario y
circular que se localizan en
bacterias. No forman parte del
cromosoma bacteriano.
Virus bacteriófagos: son
virus que infectan bacterias. Los
más empleados son los
bacteriófagos lambda (λ).
Pueden llevar más ADN foráneo
que los plásmidos.
Cósmidos: son vectores híbridos, entre el fago
lambda y un plásmido. La cantidad de ADN foráneo
que pueden llevar es mucho mayor que la de los
plásmidos.
HOSPEDADOR
La mayoría son organismos
procariotas, pero también es posible
hacerlo con eucariotas como la
levadura. Los requisitos de un
hospedador son:
Ser de crecimiento rápido
para obtener varias
generaciones en poco tiempo.
No ser patógeno, para que no
produzca infecciones.
Favorecer la entrada del
transgén en su interior, e
incorporar a su genoma el ADN
de interés.
Ser ampliamente conocido y
fácilmente manipulable.
es introducido en un

20. VENTAJAS DE LOS PLÁSMIDOS COMO VECTORES DE
CLONACIÓN
Mayor estabilidad del ADN circular
durante su aislamiento químico.
Facilidad de aislamiento y
manipulación por su pequeño
tamaño.
Presencia de un origen de
replicación independiente, fuera del
control del cromosoma.
La existencia en una célula de varias
copias haciendo posible la
amplificación del ADN.
Fácil detección y selección de clones
por la presencia de marcadores
específicos (genes de resistencia a
antibióticos).
BamH I
Sal I
Resistencia
a la
ampicilina
Hind III
Zonas de corte
para enzimas
de restricción
Resistencia
a la
tetraciclina
Origen de la
replicación de
ADN
ESTRUCTURA DEL PLÁSMIDO pBR332
EcoR I

21. Clonación del ADN
La clonación más frecuente es la que utiliza como hospedador a la bacteria Escherischia coli,
y como vector de clonación uno de sus plásmidos. El procedimiento es el siguiente:
1. Se insertan genes
marcadores en el plásmido.
Por ejemplo, el gen lacZ, que
sintetiza un producto de color
azul y solo contiene un sitio de
restricción.
2. Se cortan el ADN humano y el
plásmido con la misma enzima
de restricción. Se obtendrán
varios fragmentos de ADN
humano ya que son numerosos
los sitios de restricción, en tanto
que el plásmido quedará cortado
por el gen lacZ, que quedará
inactivado.
3. Se mezclan los plásmidos con los
fragmentos de ADN humano. El
ADN humano se inserta en algunos
de los plásmidos, gracias a los
extremos cohesivos. Se obtienen
algunos plásmidos recombinantes,
y otros que no lo son.
Resistencia a antibióticos

22. Clonación del ADN
4. Se mezclan los plásmidos obtenidos con bacterias que tienen el gen lacZ inhabilitado por
una mutación. Las bacterias incorporan los plásmidos, si bien unos plásmidos tendrán el gen
de interés y otros no, e incluso algunos plásmidos no será recombinantes.
5. Se siembran las bacterias sobre una placa de Petri
con un medio de cultivo adecuado para provocar un
comportamiento diferente en los tres tipos de
bacterias.
En este caso, las que no contienen el plásmido
mueren. Las que contienen un plásmido no
recombinante producirán colonias de color azul,
proporcionado por el gen lacZ. Las que lleven un
plásmido recombinante, con o sin el gen de interés,
serán blancas, ya que el gen lacZ está inactivado.
Plásmido no
recombinante
Plásmido
recombinante sin
el gen de interésPlásmido
recombinante con
el gen de interés

24. La reacción es un proceso cíclico:
1. La molécula de ADN que va a copiarse
se calienta para que se desnaturalice y
se separe las dos hebras.
2. Cada una de las hebras es copiada por
la ADN-polimerasa. (Se utiliza la ADN-
polimerasa de una bacteria que vive en
aguas termales, Thermus aquaticus, así
la enzima puede trabajar a altas
temperaturas).
3. Las cadenas recién formadas son
separadas de nuevo por el calor y
comienza otro nuevo ciclo de copias.
Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)
Técnica de biología molecular desarrollada en 1986 por
Kary Mullis, lo que le llevó a recibir el premio Nobel de
Química de 1993.

25. Técnica de la PCR
Cuando la muestra de ADN es muy escasa, el método de la clonación no es válido
para obtener una cantidad suficiente de muestra. En estos casos se utiliza otra
técnica llamada reacción en cadena de la polimerasa (PCR).
5’ 3’
3’ 5’
1. El primer paso consiste en la desnaturalización de la muestra de ADN, mediante el
calentamiento de la misma, junto con nucleótidos, cebadores y ADN polimerasa. De esta manera
se obtienen dos cadenas simples que servirán de molde.
2. Al dejar enfriar la mezcla, los cebadores hibridan con las cadenas simples, uniéndose a
cada uno de los extremos de las hebras de ADN que se han separado en la etapa anterior.
3. Finalmente, se produce la extensión de las hebras de ADN gracias a la acción de la Taq-
polimerasa, que va agregando nucleótidos en el extremo 3’ del cebador.
Estas tres etapas se repiten durante varios ciclos, multiplicándose geométricamente el
número de copias de la molécula de ADN hasta alcanzar la cantidad necesaria.

26. Una genoteca
contiene muchos
clones
Hay que identificar
el que nos interesa
Sondas de ADN
Sondas de ADN
• Oligonucleótidos de cadena sencilla
• Se pueden sintetizar a partir de la secuencia de bases del gen o de la
secuencia de aminoácidos de la proteína
• Están marcadas (radiactividad o fluorescencia) para poder ser identificadas
Identificación de clones
• Una genoteca es una colección de clones cada uno de los cuales contiene un
vector al que se le ha insertado un fragmento de ADN derivado del ADN o el
ARN totales de la célula o tejido.
• La colección de clones debería contener, teóricamente, todas las secuencias
existentes en la fuente original de ADN, es decir, debería contener muestras
de todo el ADN del organismo.
• Para encontrar el gen de interés hay que utilizar sondas de ácidos nucleicos.
• Estas genotecas pueden ser de plásmidos, fagos o de ADNc
Almacenamiento de genes clonados

27. Selección de clones
Una vez desarrolladas las colonias de clones es necesario seleccionar las colonias que han
incorporado los plásmidos recombinantes que contienen el gen de interés. Para ello se
utilizan sondas de ADN.
¿Qué es una sonda de ADN?
Son pequeños oligonucleótidos de cadena
sencilla, marcados radiactivamente o con una
molécula fluorescente.
¿Cómo actúa?
Forma híbridos con el ADN recombinante en
el gen de interés, lo que permite la localización
de este último gracias a su radiactividad o
fluorescencia.
¿En qué se fundamenta?
Para poder hibridar, el oligonucleótido debe ser
complementario de parte o toda la secuencia del gen
de interés, lo que requiere una de las dos condiciones:
 que la secuencia de ADN del gen (toda o parte) sea conocida, o;
 que la secuencia de aminoácidos de la proteína que codifica sea
conocida.
Conocida esta información la sonda se puede obtener mediante
síntesis.

28. Conocimiento previo de
la secuencia de ADN
enfermo
Mediante ingeniería
genética se construye una
sonda de ADN, marcada
(marcaje fluorescente),
con la secuencia
complementaria del ADN
enfermo
ADN enfermo
ADN sano
ADN complementario
del ADN enfermo
Diagnóstico de enfermedades de
origen genético
ADN de la
persona que se
quiere
diagnosticar
¿Hibridación?
¿No
hibridación?
Renaturalizac
ión del ADN
con la sonda
fluorescente
Desnatura
lización
del ADN
Si aparecen bandas
fluorescentes
demuestra que la
persona presenta la
anomalía
DIAGNÓSTICO

29. Biochips. Son láminas de vidrio donde se fija
en cada una de sus celdillas una cantidad
ínfima de fragmentos de ADN de cadena
simple y que actúa como sonda para un gen
determinado. Se utilizan para:
Detectar mutaciones (genes de enfermedades,
etc.).
Controlar la expresión de genes (líneas
cancerosas)
Diagnosticar enfermedades infecciosas.
Personalizar el tratamiento con medicamentos.
Sugerir nuevas técnicas diagnósticas o
terapéuticas.

30. Ensayo de micromatrices de
ADN
Sirve para saber si un tejido
normal presenta genes alterados
que podrían provocar una
enfermedad
Biochip
Microarray
DNAchip

32. Análisis de fragmentos de ADN
La Electroforesis es una técnica analítica
de separación de moléculas cargadas
eléctricamente, debido a la diferente
movilidad que presentan cuando son
sometidas a un campo eléctrico. Se
pueden separar fragmentos de ADN o
ARN, en un gel de agarosa, obteniéndose
un patrón de bandas dependiendo del
tamaño de los distintos fragmentos.

33. Huella genética
Técnica utilizada para
distinguir entre los
individuos de una misma
especie. Se basa en se
analizar zonas del ADN
altamente variables o
microsatélites (distinta
repetición y con diferente grado de
recombinación debido a la inestabilidad
del locus).
Estas zonas se cortan en piezas de diferentes tamaños
usando enzimas de restricción. Se obtienen un
bandeado característico en la técnica de
electroforesis. Estos fragmentos se pueden analizar al
utilizar sondas genéticas.

34. Bebe B Bebe C Bebe A

35. MÉTODO DE SOUTHERN BLOT

36. Secuenciación de ADN: método Sanger
Una vez seleccionados los clones que contienen el gen de interés es el momento de descifrar
la secuencia de nucleótidos que lo forman. Para ello, uno de los métodos más utilizados es el
método didesoxi de Sanger.
1. Este método utiliza didesoxirribonucleótidos, cuya
incorporación a la secuencia de ADN provoca la terminación de
la cadena, ya que no se puede añadir ningún ribonucleótido más
al extremo en el que se incorporan.
2. Como primer requisito se necesita un gran cantidad de la
muestra, por lo que es necesario clonar el fragmento de ADN
seleccionado. A continuación, se desnaturaliza el ADN y se
obtienen cadenas simples que se incuban en un tubo de ensayo
junto con el resto del material.
3. Se inicia la síntesis de nuevas cadenas de ADN que utilizan como molde el ADN que
se quiere secuenciar. Las cadenas incorporan un desoxirribonucleótido por azar e
interrumpen su síntesis. Al realizar miles de copias se obtienen múltiples
cadenas de longitud variable, que se diferencian en un nucleótido.
Al identificar los
desoxirribonucleótidos terminales
de las cadenas se puede “leer” la
secuencia de nucleótidos del
fragmento de ADN analizado.

37. Los fragmentos de ADN obtenidos se separan por tamaños con electroforesis
Cada una de las cuatro muestras se insertan en un carril diferente del gel

39. Aplicaciones de la secuenciación
Detección de mutaciones
Método de diagnóstico rutinario (relación entre enfermedad y
mutación puntual)
Secuenciación de ADNs fósiles
Posibilidad de aislar secuencias de ADN a partir de unas pocas
copias (la mayoría están dañadas o degradadas)
Diagnóstico de enfermedades genéticas
Diagnóstico prenatal / Diagnóstico preimplantación de enfermedades
hereditarias o determinación del sexo del feto previamente a su
implantación en procesos de fecundación in vitro
Identificación de especies y control de cruces entre animales
Para descubrir fraudes comerciales, tales como vender carne de una
especie más barata a los precios de otra más cara, o el comercio ilegal de
especies en peligro
Secuenciación de genomas
Conocimiento básico y aplicado de diferentes organismos (incluido el
genoma humano)

40. PRODUCTO SISTEMA DE PRODUCCIÓN INDICACIÓN TERAPÉUTICA
ANTICOAGULANTES Escherichia coli Infarto de miocardio
HIRUDINA Saccharomyces Prevención de trombosis
INSULINA Escherichia coli /
Saccharomyces
Diabetes
HORMONA DEL
CRECIMIENTO
Escherichia coli Retraso del crecimiento y
Síndrome de Turner
HORMONA
PARATIROIDEA
Escherichia coli Osteoporosis
CALCITONINA Escherichia coli Enfermedad de Plaget
GLUCAGÓN Saccharomyces Hipoglucemia
F. HEMATOPOYÉTICOS
INTERFERÓN Escherichia coli
Hepatitis B y C
INTERLEUQUINA Escherichia coli Cáncer de riñón
VACUNAS:
ANTIHEPATITIS A y B Saccharomyces Prevención de hepatitis A y B
Aplicaciones farmacológicas de la IG

41. Obtención de organismos transgénicos u Organismos Modificados
Geneticamente (OMG)
Aplicaciones:
En la agricultura, plantas resistentes a condiciones ambientales (sequía,
suelos salinos, suelos pobres), enfermedades, herbicidas, mejorar la calidad
nutritiva, prologar el proceso de maduración, aumentar la productividad, etc
En la ganadería: animales más productivos y resistentes
En Medicina y Farmacología:
 Cultivos farmacéuticos (Biofarmacia): Conseguir plantas que sintetizan
fármacos en grandes cantidades e incluso se puedan administrar mediante el
consumo de la propia planta (por ejemplo vacunas)
 Animales de laboratorio transgénicos que sirven como modelo
experimental para el estudio de enfermedades y fármacos
Obtener órganos de animales para trasplantes
Granjas farmacéuticas: animales que producen fármacos y los excretan por
la leche
En la industria: Obtener plásticos biodegradables, microorganismos para
industria alimentaria
Contaminación ambiental : Biorremediación mediante el uso de
microorganismos y plantas transgénicas
Obtención de biocombustibles a partir de plantas transgénicas

42. Plantas transgénicas
tumores
célula
vegetal
Proliferación de
hormonas
crecimiento. Se
forman tumores
en las zonas de la
lesión
Plásmido Ti
núcleo
cromosoma
cromosoma
Agrobacterium
inductor de tumores
contiene oncogenes
(genes onc)
Ingeniero
genético
natural tras
sutitución
de genes
onc por
genes de
interés
Transgénesis= introducción
de ADN extraño en un
genoma, de modo que se
mantenga estable de forma
hereditaria y afecte a todas
las células en los
organismos multicelulares.
Agrobacterium tumefaciens es patógena de plantas.Produce tumores
La producción de plantas transgénicas se realiza con la finalidad de mejorar el
rendimiento de los cultivos, aumentar su resistencia a las plagas y los herbicidas, y para
la producción de sustancias de interés farmacológico.

43. Ejemplo del empleo de la ingeniería
genética en la lucha contra plagas
Bt (Bacillus thuringiensis) es una bacteria que
se encuentra naturalmente en el suelo en todo
el mundo. La característica exclusiva de esta
bacteria es la producción de un cristal proteico
que mata en forma selectiva un grupo
específico de insectos. Estos cristales
proteicos (proteínas Cry) son tóxicos para el
aparato digestivo de los insectos sensibles y
deben ser ingeridos para ejercer su acción.
Una vez ingeridos, las enzimas digestivas del
insecto activan la fórmula tóxica de la proteína.
Las proteínas Cry se ligan a "receptores"
específicos del revestimiento interno de los
intestinos y dañan las células. Los insectos
dejan de comer dos horas después de haber
ingerido el primer bocado y, si han comido
suficiente cantidad de toxina, mueren dos o
tres días después. Durante más de treinta años
se han aplicado con éxito en una serie de
cultivos diversas fórmulas líquidas y
granuladas de Bt contra lepidópteros (orugas).
La inserción en el maíz del gen procedente de
Bacillus thurigiensis,que codifica esta proteína
tóxica para el insecto, que provoca la
enfermedad conocida como “taladro del maíz”,
hace que esta planta se vuelva resistente al
insecto.

44. El gen Bt de la bacteria Bacillus thuringiensis
proporciona resistencia a las plagas al producir una
toxina (Bt) que produce la muerte de las larvas del
taladro del maíz a las pocas horas de haberse
alimentado con la planta.
OBTENCIÓN DE MAIZ TRANSGÉNICO

45. Problemas:La toxina Bt en las plantas
transgénicas tiene propiedades
sustancialmente diferentes a la toxina Bt en
su forma natural. La toxina puede ser
transmitida a través de la cadena alimenticia, un
efecto que nunca ha sido observado en la toxina
Bt en su forma natural. Larvas de especies de
insectos predadores benéficos (larvas verdes de
crisopa) murieron cuando fueron alimentadas con
el gusano barrenador europeo

46. 1. Los OMG
1.2. ¿Para que se obtienen los OMG?
¿Para que se obtienen los Organismos Modificados
Genéticamente?
Flavr Svr
Resistencia a herbicidas
Soja Roundup Ready®
Que sus productos tengan una
vida comercial más larga
Resistencia a plagas de
insectos
Maíz Bt
Lepidópteros
Tengan mejores cualidades
nutritivas
Arroz dorado
βcaroteno (Vitamina A)

47. • Arroz dorado: Posee
Betacarotenos de un narciso y
de una bacteria.
• El Betacaroteno es un
precursor de la Vitamina A.
• Deficit de Vit. A es un grave
problema de salud: 3 millones
niños la padecen (Sur de Asia)
• Previene de: diarreas,
tuberculosis, malaria y de la
transmisión de madres a hijos
del SIDA.

48. • Patatas con vacunas del
cólera.
• Soja con anticuerpos
frente al virus herpex
• Tabaco con anticuerpos
frente a caries dental
producido por
Streptococcus mutans y
con interferon.

49. Características incorporadas a
cultivos transgénicos
Resistencia a hongos
Tolerancia a herbicidas
Otros
Resistencia a insectos
Tolerancia a virus
3 %
7 %
30 %
8 %
52 %

50. Transgénesis en animales (por microinyección de zigotos)

51. Salmón transgénico por
hormona de crecimiento.
Producido por AF Protein Inc. Cuenta con el promotor de la
proteína de anticongelamiento de otra especie de pez. Crece de
4 a 6 veces más rápido que un salmón no transgénico. Tiene un
20% en mejoramiento de la eficiencia de conversión del
alimento.
Ingeniería Genética:
Nuevos animales
(ISB, 2001, oct; Netlink, 2000).
(Hoag, H. Nature, 27 enero 2003).
VACAS LECHERAS con incremento de
proteínas. En Nueva Zelanda se clonaron vacas
con óvulos mejorados genéticamente, para
mejorar la producción del queso y crema,
aumentando dos veces la kappa caseína,
crucial para hacer la cuajada y de 20% más de
beta caseina, que mejora la acción del cuajo

52. Cerdos transgénicos con
hormonas de crecimiento.
En la foto cerdos
transgénicos coloreados
con genes verdes
fluorescentes de medusas
Antitrombina humana III, anticoagulante sanguíneo
secretada en leche de cabras transgénicas.
Cabras transgénicas para producir BioSteel fibra hecha
por el hombre con propiedades de tela de araña.

53. célula de ubre de la
oveja A
óvulo no fecundado de
la oveja donante
eliminación del núcleo ( ADN)
del óvulo
fusión entre la célula de la
oveja A y el óvulo no
fecundado sin núcleo
desarrollo del embrión (in vitro)
implante del embrión
en el útero de una
oveja receptora
Dolly (clon de A)
Oveja adulta A Oveja adulta donante
Oveja adulta receptora
Clonación de animales

54. 1. Los investigadores cogieron
células de la glándula mamaria
de una oveja adulta.
2. Cogieron óvulos no fertilizados
de otra oveja y les extrajeron en
núcleo.
3. Insertaron 277 núcleos de la
células adultas en otros tantos
óvulos. Sólo 29 sobrevivieron.
4. Los 29 óvulos se implantaron en
el útero de 13 ovejas nodrizas.
Sólo una quedo preñada y parió
a Dolly

55. Dolly (1997-2003), la primera
oveja obtenida por clonación a
partir de células adultas

57. Mansa (nació en 2002)
Primera ternera clonada y transgénica. Produce
la hormona de crecimiento humana en la leche

59. Pampero y Mansa
Pampero y nodriza

60. Terneros clonados y manipulados genéticamente (fábrica de anticuerpos humanos)
genes para anticuerpos células dérmicas clonación
humanos recombinantes
Objetivo: Tratamiento de enfermedades inmunológicas
Futuro: Tratamiento de una amplia gama de enfermedades ocasionadas por
bacterias y virus, como hepatitis, ántrax (utilizada como arma biológica)
Clonan terneros en EE UU para producir anticuerpos humanos

61. Clonan cerdos destinados a trasplantar sus órganos a humanos
La empresa escocesa PPL Therapeutics
logra retirar de los cerditos el gen que
provoca el rechazo en transplantes a
humanos "alfa 1,3 galactosil transferasa"
Paso importante en favor del xenotrasplante (transferencia
de células u órganos de una especie a otra)
Ayudará a superar la escasez de órganos humanos para hacer
trasplantes de todo tipo

62. No es ciencia ficción. La empresa
Nexia Biotecnologia consiguió aislar
un gen responsable de la
codificación de una proteína
existente en hilos de tela de una
determinada araña. Esta sustancia se
mostró como una de las más fuertes
y elásticas jamás conocidas. Al
implantar este gen de la araña en el
genoma de una cabra antes de ser
fertilizada, se logró que esta cabra
transgénica produjese leche
codificada con los hilos de la tela de
araña. A partir de esta proteína se
consiguió una fibra artificial con
varias aplicaciones, como hilos de
sutura más resistentes y
biodegradables, así como de

63. Un laboratorio de Texas clona al primer animal
doméstico
"Copycat" es el primer gatito nacido mediante clonación"
febrero 2002 Universidad College Station (Texas)
El experimento abre las puertas de la clonación masiva de
animales domésticos, un fin sin explorar cuya sola
posibilidad había desencadenado ya el almacenamiento
de células de mascotas por parte de sus ricos propietarios
El sexto día
El ataque de los clones

66. Ingeniería genética y medio ambiente
BioadsorciónBioadsorción BiolixiviaciónBiolixiviación
Obtención de
metales a partir de
minerales de baja ley
Obtención de
metales a partir de
minerales de baja ley
Fijación de metales
pesados a la
superficie de la
célula para limpieza
de suelos
Fijación de metales
pesados a la
superficie de la
célula para limpieza
de suelos
Deinococcus radiodurans: De los
microorganismos más
resistentes a la radiación que se
conocen, ha sido modificado
genéticamente para que pueda
consumir el tolueno y los iones
de Mercurio de desperdicio
nuclear altamente radiactivos

67. La biorremediación consiste en la utilización de
microorganismos frente a la contaminación.
BIODEGRADACIÓN DEL PETRÓLEO
Algunos tipos de bacterias, mohos y levaduras y algas verdes pueden crecer
sobre el petróleo, decomponiéndolo. Esto es útil cuando se produce un vertido.
TRATAMIENTO MICROBIOLÓGICO DE AGUAS RESIDUALES
Los microorganismos se emplean para eliminar las sustancias orgánicas, que
contaminan el agua, mediante reacciones de fermentación.
Se obtiene productos como dióxido de carbono, amoniaco, nitratos, sulfatos y
fosfatos.
REMEDIACIÓN DE VERTIDOS TÓXICOS
Muchas plantas que poseen una capacidad natural para concentrar metales
pesados, pueden potenciar esa cualidad mediante un tratamiento de ingeniería
genética.
Ingeniería genética y medio ambiente

68. TERAPIA GÉNICA
Terapia génica. Es un tratamiento médico que consiste en
manipular la información genética de células enfermas para
corregir un defecto genético o para dotar a las células de una
nueva función que les permita superar una alteración.
En principio existen tres formas de tratar enfermedades con estas terapias:
► Sustituir genes defectuosos o reparar la secuencia mutada.
► Inhibir o contrarrestar efectos dañinos. Se silencia un gen que
produce una proteína dañina (se actúa sobre el ARN mensajero para que no
pruduzca la proteína.
► Insertar genes nuevos.
♦ Se insertan genes suicidas que destruyen la célula que los aloja.
♦ Insertar genes estimuladores de la respuesta inmune.
♦ Introducir una copia de un gen normal sustituyendo un gen mutante

69. Terapia génica
• Estrategias Terapéuticas: enviar una información a un
grupo de células del organismo puede hacerse de dos
formas distintas
– Inyectando directamente el vector en el paciente (estrategia in vivo
dentro del cuerpo)
– Inyectando el gen en células sanas del paciente que se han
extraído antes mediante una biopsia (estrategia ex vivo fuera del
cuerpo).
• ¿Qué tipo de células pueden emplearse en la terapia
génica? Se pueden emplear dos tipos :
– Células del propio paciente: estas células se modifican en el
laboratorio, antes de re-inyectarlas.
– Células Madre: Células con gran capacidad de multiplicarse y que
pueden generar cualquier tipo de célula de un organismo adulto.
Estas células pueden extraerse del propio paciente o proceder de
cultivos mantenidos en el laboratorio.

70. La terapia génica ha
logrado restaurar la
función inmune en 13
niños enfermos de
inmunodeficiencia
combinada severa
(SCID, sus siglas en
inglés) -conocidos
coloquialmente como
niños burbuja-, de los
16 que participaron en
los estudios.
Consiste en retirar células madre hematopoyéticas del propio niño enfermo,
reparar el defecto genético que portan y volverlas a introducir en el paciente para
que puedan multiplicarse, ir reemplazando poco a poco a las defectuosas y
restaurar el sistema inmune.
Un ensayo anterior tuvo que suspenderse porque algunos niños desarrollaron
leucemia

71. ADRENOLEUCODISTROFIA
"Es la primera vez que una enfermedad
grave del cerebro ha sido tratada con
éxito mediante la terapia génica. Yo uso el
término tratado; no curado. La patología
se ha detenido“.
El tratamiento al que hace referencia 'Science' consiste en la extracción de células
madre sanguíneas obtenidas en sangre periférica, gracias a su movilización desde la
médula ósea con la ayuda de tratamiento farmacológico. Una vez en el laboratorio,
éstas son infectadas y tratadas con el virus de inmunodeficiencia humana (VIH), que
ha sido previamente modificado para evitar su efecto patógeno. De esta forma actúa
como un 'taxi' biológico para transportar la versión correcta del gen que está
defectuoso [localizado en una región del cromosoma llamada Xq28] que causa la
enfermedad.
La adrenoleucodistrofía, se produce por
mutaciones en el gen ABCD1 que codifica
para la proteína adenosín trifosfata (ALD).
La deficiencia de esta proteína causa la
acumulación de niveles altos de ácidos
grasos saturados en el cerebro y en la corteza adrenal, lo que desencadena la
degeneración de la cubierta de mielina y de la glándula adrenal.

72. OBTENCIÓN DE FÁRMACOS: Insulina, Vacunas, Factores de
Coagulación

73. OBTENCIÓN DE FÁRMACOS: Insulina, Vacunas, Factores de
Coagulación
Plásmido híbrido
ADN vírico
Plásmido bacteriano
Virus de la hepatitis B
Proteínas víricas
Plásmido híbrido
introducido en la célula
Las proteínas
inducen la producción
de anticuerpos
La vacuna
produce inmunidad
contra la hepatitis B

75. En caso de existir deficiencias a nivel
genético se puede hacer terápia génica
a nivel de células madre
1 Cultivo de blastocisto
Fecundación
Embrión temprano
4 Transferencia de los agregados
celulares a un nuevo pozo
5 Formación de células
diferenciadas a tejidos
dañados
3 Adición de sustancias
que disgregan la masa
celular interna
2 Eliminación de la capa externa
6 Adición de factores de
diferenciación
seleccionados
7 Administración de
células diferenciadas a
tejidos dañados
CREACIÓN DE UN EMBRIÓN ARTIFICIAL
(con células adultas)
-embrión somático-
OBJETIVO ÚLTIMO: AUTOTRASPLANTES
(no hay rechazo)
Fusión de célula somática
y ovulo enucleado
OBJETIVO ÚLTIMO: TRATAMIENTO de ENFERMEDADES

77. • Consiste en realizar un estudio genético del embrión (estadio de 8 células) y
seleccionar el embrión que no sea portador de los genes que determinan
una enfermedad.
• La Comisión de Reproducción Humana Asistida debe autorizar estas
actuaciones caso por caso.
• En algunos casos se utiliza esta técnica para seleccionar embriones sanos
que puedan servir como donantes para tratar enfermedades en hermanos
enfermos que no han encontrado donantes compatibles.
http://www.elpais.com/articulo/ultima/toco/loteria/octubre/elpepiult/20090723elpepiult_1/Tes
DIANÓSTICO PREIMPLANTACIONAL

78. • Las células madre o células troncales (en inglés, stem cells) son células indiferenciadas que
pueden dividirse indefinidamente produciendo nuevas células madre, pero en condiciones
adecuadas se diferencian en uno o varios tipos celulares especializados.
• Por lo tanto presentan tres características,
 son indiferenciadas, es decir, no tienen ninguna especialización que les permita realizar una
función determinada,
 tienen la capacidad de autorrenovación (división)
 y pueden diferenciarse, son capaces de generar células especializadas con funciones y
características muy determinadas.
Las células madre
pueden ser
Totipotentes
Capaces de generar
un
organismo completo
(primeras divisiones del cigoto)
Pluripotentes
Capaces de generar
cualquier tipo
de tejido
(hasta 5º día)
Multipotentes
Pueden generar
diversos
tejidos de un tipo
celular determinado
Las células madre

79. Proyecto Genoma
• Genoma es el conjunto de genes que posee un organismo.
• El “proyecto genoma” pretende secuenciar el ADN de una
especie e identificar los genes.
• El “Proyecto Genoma Humano” (PGH) comenzó en 1990 y se
completó en abril de 2003, pero se continúa con él porque, se
conoce la secuencia de nucleótidos pero se pretende interpretar
la información hasta conocer la posición de los genes y su
función.
• Características del genoma humano:
– Contiene unos 3200 millones de pares de bases
– Solo el 2% pertenece a genes con información para fabricar
proteínas (proteoma: conjunto de proteínas codificadas por un
genoma). Contiene unos 25.000 genes pero se desconoce la función
de casi la mitad de ellos
– Es casi igual para todos los seres humanos. Solo nos diferencia el
0,1%
– Casi la mitad de las proteínas humanas son muy semejantes a las de
otros seres vivos.
• Así, además de la genómica se ha iniciado una etapa proteómica o
Proyecto Proteoma.

80. • 1988. El doctor Watson es nombrado director de la Oficina de
Investigación del Genoma Humano, organismo dependiente
de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH) de EEUU.
Afirma que el genoma podrá estar descodificado para el año
2005 y que le costará al Gobierno alrededor de 3.000
millones de dólares.
• 1990. El doctor Craig Venter, un investigador de los NIH,
desarrolla un método más corto para encontrar fragmentos
del genoma humano. Demuestra que, a partir de estos
fragmentos, se puede identificar a los genes completos.
• Mayo 1998. Venter se 'pasa' a una nueva compañía que
pretende secuenciar el genoma humano en tres años, es
decir, dos años antes de la fecha prevista por el proyecto
estatal. La compañía se llamará Celera.
• Junio 2000. En un día que el presidente Clinton califica de
histórico, Venter y Collins aparcan sus diferencias y anuncian
que se ha logrado el primer borrador del genoma humano
secuenciado
• 12 de Febrero de 2001. La empresa Celera publica la
secuenciación del genoma en la revista 'Science'. El
consorcio público hace lo mismo en 'Nature'

81. Beneficios médicos tras el conocimiento de la
estructura de cada gen humano
1. Diagnóstico en individuos con riesgo de ser
portadores del gen de alguna enfermedad
2. Marco de trabajo para el desarrollo de
nuevas terapias, además de nuevas
estrategias para la terapia génica
16 de Febrero de 200116 de Febrero de 2001
Celera GenomicsCelera Genomics
15 de Febrero de 200115 de Febrero de 2001
Consorcio público internacionalConsorcio público internacional
Proyecto genoma humanoProyecto genoma humano
La secuencia del genoma es un atajo valioso: ayuda a los
científicos a encontrar los genes más fácil y rápidamente
y sienta las bases para averiguar la función de los genes
identificados

83. Proyecto Genoma
Humano
60% idéntico
70% idéntico 98% idéntico
20% idéntico
Gusano 19.000
genes
Mosca 13.000 genes
Ratón 30.000 genes Chimpancé 30.000
genes
Datos comparativos de genomas
de diferentes animales con el ser
humano.
Humanos
30.000 genes

84. Beneficios
1. Prevenir y curar enfermedades
hereditarias.
2. Conseguir mayor longevidad a
partir del estudio de los genes
implicados en el
envejecimiento.
3. Recaudar información acerca
de nuestro origen, el de
nuestros antepasados y el de
otras civilizaciones a través el
análisis del ADN.
4. Conocer la huella genética de
un delincuente a través del
análisis del pelo, uñas o una
gota de sangre.
Desventajas
1. Que las compañías aseguradoras,
empresarios, ejército u otras personas
utilizaran de manera deshonesta este
tipo de información.
2. Pérdida de la privacidad y
confidencialidad de la información.
3. Impacto psicológico y estigmatización
de la sociedad ante un individuo
genéticamente diferente.
4. Mejoras genéticas para determinar
características específicas de los
individuos, pero que no están
relacionadas con el tratamiento de
enfermedades.
5. Comercialización de la información
genética.

85. Same Genome
Different Proteome
¿SÓLO EL GENOMA?

86. • Proteoma: Conjunto de proteínas
que se expresan de un genoma y
que varía según el estado en el que
se encuentre la célula: estrés, bajo
el efecto de fármacos, de una
hormona, de un neurotransmisor…
• Proteómica: Ciencia que
correlaciona las proteínas con sus
genes ó el estudio y caracterización
de todo el conjunto de proteínas
expresadas de un genoma.
PROTEÓMICAPROTEÓMICA

87. Podemos diferenciar distintos tipos de proteómica:
1. Proteómica de expresión: consiste en ver la
diferencia de proteínas que contiene una célula en
función de una variación que ha experimentado.
Así en medicina, se pueden conocer las nuevas
proteínas asociadas a una enfermedad
comparándolas con las de una célula sana.
2. Proteómica del mapa celular. Estudia la
diferente localización de las diferentes proteínas
en los distintos orgánulos celulares.
3. Proteómica funcional: estudio de los grupos de
proteínas que interrelacionan en la realización de
una función, en la transmisión de una señal, en el
mecanismo de una enfermedad o en la
interacción proteína-fármaco.

88. news
2009

90. Declaración Universal de Derecho Humanos y Genoma Humano de la UNESCO (1997),
adoptada en 1998 por la Asamblea General de ONU (busca un balance entre una
continuación en las investigaciones y la salvaguarda de los derechos humanos)
Frente a los múltiples beneficios de la ingeniería genética
pueden surgir algunos problemas
Problemas sanitarios nuevos microorganismos patógenos,
efectos secundarios de nuevos fármacos de diseño, etc...
Problemas ecológicos desaparición de especies con consecuencias
desconocidas, nuevas contaminaciones debidas a un metabolismo incontrolado, etc...
Problemas sociales y políticos en el campo de la producción industrial, agrícola y
ganadera,
pueden crear diferencias aún más grandes entre países ricos y pobres. El sondeo génico en
personas puede llevar a consecuencias nefastas en la contratación laboral, por ejemplo, y atenta contra
la intimidad a que tiene derecho toda persona (empleo, agencias de seguros, discriminación..).
Problemas éticos y morales Poder conocer y modificar el patrimonio genético humano
puede ser una puerta abierta al eugenismo "Eugenesia: la ciencia del incremento de la felicidad humana

91. DUDAS
• ¿Si fuera posible, a usted le gustaría hacerse un
test genético que le dijera las enfermedades que
sufriría en su vida?
• ¿Desearía saber si su hijo por nacer tiene
defectos genéticos?
• ¿Deberían los científicos patentar la vida?
• ¿Los beneficios contrapesan los riesgos?
• ¿Quién decide la utilización de órganos para
donarlos?
• Reemplazar genes defectuosos para sanar no
es controversial, pero...¿introducir genes en
gente saludable para ser más inteligente o
transformarla en atleta, será ético?