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| Biotecnología vegetal |
En su sentido más amplio biotecnología es cualquier uso o alteración de organismos, células o moléculas biológicas para lograr objetivos prácticos y específicos. Por consiguiente, algunos aspectos de la biotecnología son antiguos.
Es la tecnología basada en la biología, especialmente usada en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, medio ambiente y medicina. Se desarrolla en un enfoque multidisciplinario que involucra varias disciplinas y ciencias como biología, bioquímica, genética, virología, agronomía, ingeniería, física, química, medicina y veterinaria entre otras.
Ahora bien, ¿Còmo se utiliza la biología en el diagnóstico médico y el tratamiento de enfermedades?
La biotecnología influye y apoya al diagnóstico médico de la siguiente manera:
La tecnologìa del ADN puede emplearse para diagnosticar trastornos hereditarios:
Las enzimas de restricción pueden cortar los diferentes alelos de un gen en sitios diferentes a esta capacidad le llamamos RFLP por sus siglas en inglés restriction fragment length polyphormisms que en español significa poliformismos de longitud de fragmentos de restricción y a travès este analisis se puede diagnosticar enfermedades hereditarias como la anemia falciforme.
En un cromosoma humano, una enzima de restricción puede producir un gran número de cortes en los lugares donde reconozca la secuencia específica para hacerlo. Las secuencias de restricción presentan usualmente patrones de distancia, longitud y disposición diferentes en el ADN de diferentes individuos de una población, por lo que se dice que la población es polimórfica para estos fragmentos de restricción. Los RFLP son marcadores genéticos del ADN y se pueden encontrar en regiones que codifican proteínas o exones, en los intrones o en el ADN que separa un gen de otro. Lo único que se necesita para que puedan ser marcadores genéticos es que sean polimórficos teniendo más de un alelo. La técnica RFLP se usa como marcador para identificar grupos particulares de personas con riesgo a contraer ciertas enfermedades genéticas, en ciencia forense, en pruebas de paternidad y en otros campos, ya que puede mostrar la relación genética entre individuos.
El ADN de un individuo se extrae y se purifica. El ADN purificado puede ser amplificado usando la técnica molecular Reacción en cadena de la polimerasa o PCR (del inglés Polymerase Chain Reaction), luego tratado con enzimas de restricción específicas para producir fragmentos de ADN de diferentes longitudes. Estas enzimas de restricción hacen un proceso de digestión restrictiva en el cual reconocen cortas secuencias específicas en el ADN donde cortan formando fragmentos de distintas longitudes. Los fragmentos de restricción se separan mediante electroforesis en geles de agarosa a través del cual corren debido a un campo eléctrico y su disociación obedece a la masa o a la carga eléctrica de las muestras según la técnica utilizada. Esto proporciona un patrón de bandas que es único para un ADN en particular debido a la diferencia en las secuencias del ADN en los individuos donde los sitios de restricción varían. Las bandas pueden ser transferidas por Southern Blot a una membrana donde se hibridan con una sonda que permite determinar la longitud y la separación de los fragmentos. En este paso las cadenas de ADN tienen que ser desnaturalizadas y estar en cadena sencilla para permitir la hibridación con las sondas. Las endonucleasas de restricción cortan el ADN de cadena doble en secuencias específicas y cada enzima reconoce un sitio en particular. Un ejemplo es la EcoRI: corta solamente cuando encuentra la secuencia 5`…GAATTC…3` en la doble hélice. Suponiendo que este sitio de restricción se encuentra en un cromosoma específico lo va a cortar formando dos fragmentos de ADN. Si una persona tiene una mutación en el sitio reconocido por la enzima no va a poder cortar y solo habrá un fragmento.
Los alelos diferentes pueden enlazarse con sondas ADN diferentes:
Esta capacidad nos permite usar muchas sondas de adn y plasmarlas en un pequeño microchip que al leerlo diagnosticará enfremedades como La Fibrosis Quística FQ
Un Chip de ADN (del inglés DNA microarray) es una superficie sólida a la cual se une una colección de fragmentos de ADN. Suelen utilizarse para identificar genes con una expresión diferencial bajo condiciones distintas. Por ejemplo, para detectar genes que producen ciertas enfermedades mediante la comparación de los niveles de expresión entre células sanas y células que están desarrollando ciertos tipos de enfermedades.
Los chips de ADN se han aplicado al estudio de casi cualquier tipo de problema biológico. El número de publicaciones anuales es muy alto y continúa creciendo. Algunas de sus aplicaciones más frecuentes son :
- Estudio de genes que se expresan diferencialmente entre varias condiciones (sanos/enfermos, mutantes/salvajes, tratados/no tratados).
- Clasificación molecular en enfermedades complejas. Identificación de genes característicos de una patología (firma o “signature”).
- Predicción de respuesta a un tratamiento.
- Detección de mutaciones y polimorfismos de un único gen (SNP).
Chip ADN
En el tratamiento de enfermedades pueden curarse enermedades como la Fibrosis Quística FQ y la Inmunodeficiencia Combinada Grave IDCG
Es producida por una mutación en el gen que codifica la proteína reguladora de la conductancia transmembrana de la fibrosis quística (CFTR, por sus siglas en inglés). Esta proteína interviene en el paso del cloruro a través de las membranas celulares y su deficiencia altera la producción de sudor, jugos gástricos y moco. La mayoría de las personas sanas tienen dos copias funcionales del gen; la enfermedad se desarrolla cuando ninguno de ellos opera normalmente.[1]
La FQ afecta a múltiples órganos y sistemas, originando secreciones anómalas y espesas de las glándulas exocrinas. La principal causa de morbilidad y mortalidad es la afectación pulmonar, causante del 95% de los fallecimientos, sobre todo por infecciones repetidas originadas por obstrucción bronquial debida a la secreción de mucosidad muy espesa. Otros órganos afectados son el páncreas y en los varones el testículo.
La inmunodeficiencia combinada grave (llamada en inglés SCID, severe combined immunodeficiency) es un trastorno de inmunodeficiencia. Esta enfermedad se caracteriza por una deficiencia grave o por la mala función de los linfocitos B y de anticuerpos, y en ciertos casos de linfocitos T, debido a la deficiencia en la enzima adenosina desaminasa.
La inmunodeficiencia combinada grave se produce a raíz de varios defectos del sistema inmune, incluyendo la deficiencia de la enzima adenosina desaminasa. Los primeros síntomas de la enfermedad, por lo regular, son pulmonía y muguet bucal ―en el caso de los bebés―; posteriormente, a los tres meses de edad, suelen presentar episodios muy recurrentes de diarrea. También pueden padecer infecciones más graves, como neumonía causada por Pneumocystis. El mejor tratamiento es un trasplante de médula ósea o de sangre de cordón umbilical.
La SCID fue una de las primeras enfermedades para las que se utilizó terapia génica.
Para ambas se utilizó la terapia genética in-vivo y ex-vivo respectivamente
Las células diana del paciente se infectan con el vector (en el caso de que se trate de un virus) o se transforman con el ADN a introducir. Este ADN, una vez dentro de la célula huésped, se transcribe y traduce a una proteína funcional, que va a realizar su función, y, en teoría, a corregir el defecto que causaba la enfermedad.
Las células diana se seleccionan en función del tipo de tejido en el que deba expresarse el gen introducido, y deben ser además células con una vida media larga, puesto que no tiene sentido transformar células que vayan a morir a los pocos días. Igualmente, se debe tener en cuenta si la diana celular es una célula en división o quiescente, porque determinados vectores virales, como los retrovirus, sólo infectan a células en división.
En función de estas consideraciones, las células diana ideales serían las células madre, puesto que la inserción de un gen en ellas produciría un efecto a largo plazo. Debido a la experiencia en transplante de médula ósea, una de las dianas celulares más trabajadas son las células madre hematopoyéticas. La terapia génica en estas células es técnicamente posible y es un tejido muy adecuado para la transferencia ex vivo.
Para culminar les podemos decir que la biotecnologia es una ciencia moderma muy importante ya que se encuentra presente aportando su ayuda a los descubrimientos biologicos más importantes.
Aquí les dejamos la presentacion en Microsoft Powerpoint:
www.4shared.com/file/htOjGoHW/BIOTECNOLOGA.html
y el triptico:
www.4shared.com/file/ECcKc1Hz/microarray.html
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Un Saludo a la profe María E. Morris desde el blogger de Google!!
INSTITUTO RUBIANO, SAN MIGUELITO PANAMÁ
XII-A CIENCIAS 2013
ERICK ÁBREGO
MICHAEL BERNAL
DAVID BERRIO
MARICRUZ RAMÍREZ
GLORIBETH VÁSQUEZ
