BIOTECNOLOGÍA Autores: Alvis. A. García, Dámaris Santamaría
25 DE AGOSTO DE 2015
Ministerio de Educación República de Panamá Escuela secundaria Ángel María Herrera
Departamento de ciencias naturales
Tema: Biotecnología
Profesora: Paulina Núñez
Integrantes: Alvis García, Dámaris Santamaría
Del: 11°L Humanidades
Hecho el 25 de agosto del 2015
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Contenido LA BIOTECNOLOGÍA ....................................................................................................... 4 ¿Dónde está presente la biotecnología? ........................................................................ 5 Biotecnología en la salud: .............................................................................................. 5 Biotecnología en la alimentación ................................................................................ 7 Biotecnología en la agricultura: ................................................................................... 9 LA FECUNDACIÓN IN VITRO (FIV) ................................................................................ 15 ¿Qué es una Fecundación in vitro? .............................................................................. 15 ¿La FIV es un tratamiento doloroso? ........................................................................... 16 Beneficios de la Fecundación In vitro ........................................................................... 17 Factores de Riesgo de la fecundación in vitro: .......................................................... 17 FABRICACIÓN ARTESANAL DE LA CERVEZA ............................................................. 19 LA CLONACIÓN .............................................................................................................. 24 Clones Verdaderos....................................................................................................... 27 Clonación animal sí, clonación animal no: ................................................................ 29 LA CLONACIÓN DE LA OVEJA DOLLY .......................................................................... 30 ¿Cómo se clonó Dolly? ................................................................................................ 31 ¿Qué le pasó a Dolly? .............................................................................................. 31 EL ADN RECOMBINANTE Y PCR .................................................................................. 35 La Clonación Acelular PCR. ......................................................................................... 37 Amplificación por ARN .............................................................................................. 38 ORGANISMOS GENÉTICAMENTE MODIFICADOS ....................................................... 40 Los alimentos transgénicos .......................................................................................... 42 CLONACIÓN HUMANA ................................................................................................... 43 Desventaja de la clonación humana ............................................................................. 44 CONCLUSIÓN ................................................................................................................. 47 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................ 48
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INTRODUCCIÓN En este trabajo hablaremos más que nada como la tecnología ha tomado una unión con la biología y así creando muchas maneras de transformar y modificar el mundo desde la salud humana hasta el mundo industrial. También aremos énfasis en la reproducción humana ya que en el mundo hay infinidades de mujeres que por cuestiones de la naturaleza no pueden concebir una criatura o un embrión poco a poco ha mejorado esto gracias a la fecundación in vitro, porque existen muchas maneras de hacer fértil a una mujer.
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LA BIOTECNOLOGÍA Consiste precisamente en la utilización de la maquinaria biológica de otros seres vivos de forma que resulte en un beneficio para el ser humano, ya sea porque se obtiene un producto valioso o porque se mejora un procedimiento industrial. Mediante la biotecnología, los científicos buscan formas de aprovechar la "tecnología biológica" de los seres vivos para generar alimentos más saludables, mejores medicamentos, materiales más resistentes o menos contaminantes, cultivos más productivos, fuentes de energía renovables e incluso sistemas para eliminar la contaminación.
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¿Dónde
está presente la biotecnología?
Biotecnología en la salud: La Biotecnología está presente en la Medicina y en la Salud animal, participando tanto en el diagnóstico como en el tratamiento de enfermedades. Con la Biotecnología cambia el concepto de la Salud, dirigiéndonos hacia una medicina cada vez más personalizada. Esto significa que podemos tener tratamientos “hechos a medida” para nosotros, así nos curan de forma más eficaz. Cada vez más medicamentos en nuestro hogar son de origen biotecnológico.
La biotecnología de la salud se aplica en la actualidad al diagnóstico molecular para la detección de infecciones y enfermedades de origen genético. También se utiliza para el desarrollo de nuevos fármacos, diseñando y produciendo nuevas proteínas que pueden utilizarse para tratar un
gran
número
de
enfermedades
como
infecciones,
diabetes,
enfermedades cardiovasculares e incluso el cáncer. Dentro de este apartado va cobrando cada vez mayor importancia la denominada “medicina personalizada” que consiste en el estudio de la respuesta de cada paciente a los fármacos, basándose en su perfil genético.
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La Biotecnología también ha cambiado la manera en la que se diseñan las vacunas. Tradicionalmente, las vacunaciones se realizaban inactivando el virus para el que se quería vacunar, inyectándolo posteriormente en las personas. Ahora las vacunas se producen mediante ingeniería genética y contienen moléculas aisladas que inducen la respuesta inmune. La terapia celular también es biotecnología y consiste en el uso de células madre para tratar enfermedades. Estas mismas células madre se usan en la ingeniería de tejidos, que consiste en la construcción de sustitutos biológicos de órganos y tejidos en el laboratorio. Un ejemplo de ingeniería de tejidos es la fabricación de piel en el laboratorio para implantar a los quemados. Una aplicación de la biotecnología aún en desarrollo es la terapia génica, que consiste en la introducción de material genético en las células de un ser humano para prevenir o curar ciertas enfermedades.
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Biotecnología en la alimentación El interés por nuestra alimentación actual y futura está creciendo a medida que se van introduciendo en el sector alimentario las nuevas tecnologías y en particular la Biotecnología. Nunca se ha dispuesto de una oferta alimentaria tan variada, tan segura y de tanta calidad como la actual, lo que comporta un incremento de la esperanza de vida y una disminución de las intoxicaciones alimentarias, y esto es debido en gran parte a la Biotecnología. La Biotecnología alimentaria utiliza técnicas y procesos que emplean organismos vivos o sus sustancias para producir o modificar un alimento, mejorar las plantas o animales de los que provienen, o desarrollar microorganismos que intervengan en su elaboración. También participa en el control y seguridad de los alimentos que ingerimos. Como casi todo lo que comemos (animales, vegetales o alimentos fermentados) tiene un origen biológico, la biotecnología de los alimentos es sin duda la más antigua de todas las biotecnologías. Los primeros hombres en utilizar la Biotecnología fueron los sumerios hace 7.000 años, ya que producían alimentos como la cerveza, el vino, el pan, el yogur y el queso haciendo uso del bioproceso de la fermentación (utilización de bacterias y levaduras que procesan la leche y la transforman en yogur y queso, o procesan la uva o la cebada y la transforman en vino o cerveza).
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Lo que está cambiando en el sector alimentario es que hoy en día queremos que aquello que comemos mantenga nuestras constantes energéticas y satisfaga nuestras apetencias sensoriales, pero también pretendemos que sea beneficioso para nuestra salud. En este marco surgen los nuevos desarrollos de la alimentación como los prebióticos o los nutracéuticos
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Biotecnología en la agricultura: La agricultura tiene como objetivo el cultivo y producción de alimentos que incorporamos a nuestra dieta y nos aportan energía y nutrientes. La agricultura es una actividad muy primitiva y hace pensar que no tiene mucho que ver con la ciencia, la tecnología y la biotecnología. Sin embargo, la realidad es muy distinta.
Los inicios de la Agricultura se sitúan hace más de 10.000 años en el Oriente Próximo, cuando el hombre abandonó sus hábitos nómadas, se hizo sedentario y empezó a utilizar la agricultura y la ganadería para producir alimentos, domesticando de manera consciente pero intuitiva especies naturales para obtener mejores especies de trigo, cebada o centeno. La revolución biotecnológica llega a los cultivos en el siglo XX. Desde los años 60, los avances tecnológicos, como la utilización de abonos enriquecidos mediante procesos químicos, permitieron aumentar la productividad de los cultivos en todo el planeta, llegando a triplicarse por ejemplo el mercado mundial de cereales. En esta última década, las plantas transgénicas han dado lugar a cultivos más eficientes y más rentables a nivel productivo, nutritivo y económico y son más respetuosas con el medio ambiente.
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Los nuevos productos de cultivo que las técnicas biotecnológicas van generando, incluidos los transgénicos, antes de ser comercializados se someten a estudios exhaustivos para demostrar que no tienen riesgos para la salud del consumidor o el medio ambiente y por lo tanto son seguros.
Biotecnología en el medio ambiente: Con la Revolución Industrial (siglo XVIII), la Historia Moderna evoluciona drásticamente desde una economía agraria y artesana a otra dominada por la industria y en la que se produce un aumento exponencial de la población mundial. Todo esto exigirá un vertiginoso incremento del uso de recursos naturales, así como la obtención de ingentes cantidades de desechos contaminantes y con ello los inicios de los verdaderos dañinos con el medio ambiente. 10
Dos siglos más tarde y conscientes del daño que se está haciendo al planeta, los ciudadanos reclaman la preservación del medio ambiente como un derecho universal, lo que ha conducido en la década de 1990 al desarrollo de la Biotecnología ambiental. La Biotecnología ambiental no sólo es positiva sino realmente necesaria para proteger los recursos naturales y el medioambiente, ya que ayuda a reducir, controlar y resolver las catástrofes medioambientales debidas a la acción inadecuada
del
hombre,
mediante
estrategias
de
“bioprevención”
y
“biorremediación”. La Biotecnología ambiental se encarga por ejemplo del tratamiento de aguas residuales y basuras haciendo uso de microorganismos. También puede limpiar y corregir catástrofes naturales – como los derrames en el mar de combustibles fósiles o la recuperación de suelos calcinados– haciendo uso de bacterias y plantas o trabajar conjuntamente con la Biotecnología Industrial para la elaboración de biocombustibles a partir de materias primas vegetales o utilizar enzimas para actividades industriales, lo que reduce notablemente la contaminación y permite el mejor cumplimiento de las normativas de protección ambiental. Biotecnología en la industria:
Un ser vivo es una máquina capaz de procesar compuestos para transformarlos en energía, biomasa y otros subproductos. Lo que hace a esta máquina tan especial es que las materias primas que utiliza y los productos finales que genera se integran en ciclos naturales 11
en los que se reutilizan los residuos y así se cierra el ciclo sin generar residuos finales contaminantes. Además, estas reacciones se producen en condiciones muy óptimas: a temperatura ambiente, en fases acuosas no tóxicas y sin necesidad de un alto aporte de energía. Todas estas características tan especiales del ser vivo las utiliza la Biotecnología Industrial para la fabricación de sustancias y productos con el menor impacto medioambiental posible y de una manera altamente eficaz.
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Biotecnología como apoyo a la industria moderna Un ser vivo es una máquina capaz de procesar compuestos para transformarlos en energía, biomasa y otros subproductos. Lo que hace a esta máquina tan especial es que las materias primas que utiliza y los productos finales que genera se integran en ciclos naturales en los que se reutilizan los residuos y así se cierra el ciclo sin generar residuos finales contaminantes.
Algunas soluciones aportadas por la biotecnología a la industria moderna: origen
Se utilizan materias primas renovables y fuentes de energía de biológico,
ambas
por
definición
inagotables,
eliminando
la
dependencia de fuentes fósiles como carbón o petróleo. Tal es el caso de los biocombustibles, obtenidos a partir de materia prima vegetal, que ya se utilizan como carburantes para coches en algunos países, o la utilización de biomateriales en lugar del plástico.
Se aprovechan residuos agrícolas, forestales o industriales, a
los que da un valor añadido para su reutilización y se evita su acumulación o eliminación de manera tóxica. Por ejemplo, a partir de desechos de cultivos agrícolas o de productos alimenticios se pueden producir abonos enriquecidos (compost) u obtener extractos proteicos para elaborar productos de alimentación animal, gracias a bioprocesos en los que participan microorganismos y enzimas.
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Se produce un mayor respeto por el medio ambiente, ya que se
generan menos residuos tóxicos, se consume menos energía y se emiten menos gases de efecto invernadero en la producción industrial. Por ejemplo, el uso de biodetergentes permite que las reacciones se hagan a menor temperatura, se reduce el gasto de energía y agua en un 50% y se liberan menos sustancias tóxicas al agua.
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LA FECUNDACIÓN IN VITRO (FIV) ¿Qué es una Fecundación in vitro? Es una técnica que consiste extraer los óvulos de los ovarios de la mujer y juntarlos con los espermatozoides del hombre en el laboratorio. Una vez juntos, se forma el embrión y éste es transferido al útero de la mujer. Antes de iniciar un ciclo de FIV es necesario recibir una información exhaustiva de todo el proceso, en el plano médico, biológico, legal y psicológico. Además se requieren unas pruebas para conocer a fondo las características de cada pareja, ya que cuanto más se individualicen los casos mejores van a ser los resultados. La fecundación in vitro tiene un proceso que se desarrolla por fases:
En la Primera • Se estimulan los ovarios
En la Segunda • Se recuperan los ovocitos.
En la Tercera • se hace la inseminación in vitro en laboratorio y finalmente transfieren los embriones al útero de la paciente. 15
Explicación de fecundación in vitro (hacer clic).
¿La FIV es un tratamiento doloroso? La fecundación in vitro no es un tratamiento doloroso, de hecho la gran mayoría de las pacientes cuando se les pregunta a este respecto coinciden en que lo peor es la ansiedad que se produce a lo largo de las diferentes fases del ciclo, especialmente cuando los embriones ya se han depositado en el útero y se espera el resultado. Por esto, antes de iniciar el ciclo las parejas se pueden entrevistar con la psicóloga especialista en este tema para prepararse lo mejor posible también en este aspecto.
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Beneficios de la Fecundación In vitro La fertilización in vitro ofrece a muchos individuos y parejas la posibilidad de concebir que de otro modo sería imposible. La fecundación in vitro a menudo funciona cuando todos los demás métodos, tanto natural como artificial, han fracasado. El proceso permite a las parejas la oportunidad de utilizar su material genético o el de los donantes. La tasa de éxito de la Fecundación in Vitro es alrededor del 30%, que es relativamente alta para un método de concepción artificial.
Factores de Riesgo de la fecundación in vitro: Al igual que con todos los procedimientos médicos, la fecundación in vitro conlleva riesgos. Uno de los mayores riesgos del uso de la fertilización in vitro es la probabilidad de tener partos múltiples. Por lo general se transfieren varios embriones al útero de la mujer a fin de maximizar sus posibilidades de quedar embarazada. Esta es la razón de que haya una posibilidad de que más de un embrión se desarrolle.
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Los bebés concebidos a través del proceso de la fecundación in vitro tienen una mayor probabilidad de tener bajo peso que los bebés concebidos a través de medios naturales. Las razones de esta diferencia aún no se han descubierto. La fecundación in vitro es muy cara, por lo que se suele considerar como el último recurso para las mujeres que no han podido concebir.
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FABRICACIÓN ARTESANAL DE LA CERVEZA El proceso en cervecería lo podemos resumir en tres sencillas fases o etapas : 1. Elaboración del mosto: La malta previamente molida se empasta con agua apropiada y, con movimiento, tiempo y temperaturas, se produce la disolución y transformación de los elementos de la malta consiguiéndose el cambio del almidón, principalmente la maltosa y de proteínas, en albúminas y aminoácidos necesarios en forma sucesiva para producir alcohol, gas carbónico y, a través del alimento, la procreación del vehículo de fermentación, la levadura. El producto final de esta etapa es el mosto con materias insolubles en suspensión que se separan por filtración. El líquido filtrado obtenido se hierve y durante esta operación se dosifica el lúpulo, consiguiendo la esterilización, lupulado, concentración y coagulación del mosto. A posterioridad, se produce el enfriamiento del mosto de 100° C a valores entre de 5° a 12° C en condiciones de esterilidad especial (temperatura adecuada para la adición de la levadura).
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2. Fermentación: Con el agregado de levadura de cerveza y la consecuente fermentación, se obtiene el desdoblado de la maltosa del mosto en alcohol y gas carbónico. Este proceso se divide en dos etapas: fermentación principal y separación de la levadura en exceso, y posterior fermentación secundaria llegando a la temperatura de 0° (maduración y saturación natural con gas carbónico). Este proceso se puede realizar en dos recipientes o en uno sólo (depende del arte de elaboración) y se integra en más o menos 20 días. 3. Filtración y envasado: El producto de la operación sufre una total eliminación de levaduras y sustancias proteicas. La cerveza filtrada se envasa en botellas, latas y barriles con o sin proceso de pasteurización. El objetivo del proceso de pasteurización es dar larga duración a la cerveza sin que sufra alteraciones en su color, brillo y gusto. A esta síntesis conviene agregar dos consideraciones: por un lado, que todos los productos remanentes del proceso de elaboración son totalmente orgánicos y ecológicamente degradables, y por otro lado, su aprovechamiento para la industria de alimentos balanceados o abonos (hez de malta, levadura, barridos de la limpieza de malta, etc.). Antes…
Después…
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LA CLONACIÓN Definición: Entendemos por clonación el proceso por el cual se reproducen de manera idéntica dos o más células en algún organismo vivo. Este proceso puede darse de manera natural así como también de manera artificial, gracias al importantísimo avance del ser humano al descubrir la composición de la cadena de ADN humana a partir de la cual se puede realizar la reproducción celular. La clonación se clasifica de la siguiente manera: Partición Gemelar: este tipo de clonación hace referencia a la escisión de un embrión, cuando la célula se encuentra en la primera etapa de desarrollo. A partir de esto, las partes que han sido separadas son colocadas en la zona pelúcida de un ovulo, o bien, en una cubierta de carácter artificial, con su posterior implantación en un ovulo. Como consecuencia se generan sujetos idénticos, pero con padres distintos.
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Paraclonacion: la paraclonación es un método por medio del cual se le extrae el núcleo a la célula de un ser vivo adulto. El mismo es implantado en un ovulo carente de su propio núcleo. El embrión producido como resultado se desarrolla en un laboratorio hasta alcanzar el estado blastocito, es decir, cuando se compone de más de un centenar de células. A partir de ellos, es colocado en el útero elegido para tal fin. El resultado de la paraclonación es la creación de sujetos idénticos, pero distintos a los progenitores del embrión que contribuyó con el núcleo implantado.
Clonación Verdadera: se refiere al traspaso de los núcleos que componen las células de sujetos ya nacidos, hacia un ovulo. Los individuos resultantes son idénticos entre sí, y similares al donante
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Clonación Reproductiva: la clonación reproductiva alude a la creación de individuos genéticamente iguales. El embrión es implantado en el útero de una mujer, y se desarrolla de manera completa en él. Como consecuencia adquiere un individuo idéntico al clonado, sin que exista una relación sexual previa de por medio.
Clonación Terapéutica: la clonación terapéutica se reduce a la etapa celular del embrión, y el objetivo primordial es la elaboración de células madres. Éstas son capaces de reproducirse ilimitadamente y son empleadas para tratar gran cantidad enfermedades.
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Clones Verdaderos Del uso popular de clon deriva el de clonación. La clonación es la acción de producir
una
entidad
biológica
(gen,
cromosoma,
célula
u
organismo)
genéticamente idéntica a otra a partir de una existente. En contextos científicos el término se usa principalmente para la reproducción idéntica de moléculas hereditarias (clonación de ADN). La clonación de organismos es practicada sin conocimientos técnicos especiales en la mayoría de las plantas vivaces, por medio de esquejes o estacas. En animales se producen nuevos individuos a partir de fragmentos del cuerpo de otros en grupos relativamente simples, como las plenarias, o con elevadas capacidades de regeneración espontánea, como anélidos (lombrices de tierra) o equinodermos (estrellas de mar). La clonación artificial de vertebrados se basa en sustituir el núcleo de un óvulo sin fecundar, por el núcleo de una célula adulta del individuo que se quiere clonar. Resulta así el equivalente a un cigoto viable. La técnica (llamada de transferencia nuclear) se aplicó con éxito a ranas desde 1952, pero no se logró con mamíferos hasta hace una década. Calendario de éxitos: •Ranas (1952) •Oveja Dolly (1996) •Ratones (1997) •Ganado (Bovino, caprino y porcino) (2000) •Un gato doméstico (2004) 27
•Se investiga la clonación de embriones •Vaca Rosita ISA en Argentina (2011) se logra producir leche maternizada humana a partir de una vaca (INTA BALCARCE)
De la ubre de la madre de Dolly (la llamada original en el dibujo), los científicos sacaron una célula, que contiene todo el material genético (ADN) de la oveja adulta. Después, la otra oveja, a la que llamaremos oveja X, le extrajo un óvulo, el cual serviría de célula receptora. Al óvulo se le sacó el núcleo, eliminando así el material genético de la oveja donante. Se extrajo el núcleo de la célula mamaria y, mediante impulsos eléctricos, se fusionó al óvulo sin núcleo de la oveja donante. Con los mismos impulsos se activó al óvulo para que comenzara su división, tal y como lo hacen los óvulos fertilizados en un proceso natural de reproducción. Al sexto día, ya se habrá formado un embrión, el cual fue implantado en el útero de una tercera oveja, la madre sustituta, que tras un periodo normal de gestación, dio a luz a Dolly: una oveja exactamente igual a su madre genética.
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Clonación animal sí, clonación animal no: Las alteraciones del patrimonio genético en animales plantean problemas éticos. Entre las consecuencias que se han barajado para considerar ilícita la clonación es el factor medioambiental. A la larga supondría un detrimento de la variabilidad genética y de adaptación de las especies. Debemos evitar el abuso de la naturaleza, protegerla de los efectos de una manipulación irracional e injustificada por parte del hombre. Algunos investigadores consideran que el uso y manipulación del genoma de animales y vegetales puede ser uno de los principales instrumentos para acabar con el hambre del mundo o aportar excelentes fábricas vivas de sustancias químicas muy valiosas para el hombre. Como principio ético debemos decir que estas alteraciones deben estar orientadas al servicio del hombre o la naturaleza de forma directa o indirecta, y como consecuencia el investigador no puede actuar con la intención de dañar con la manipulación del genoma, ni al propio animal ni a los seres humanos.
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LA CLONACIÓN DE LA OVEJA DOLLY Dolly la oveja, como primer mamífero en ser clonado de una célula adulta, es de sobra el clon más famoso del mundo. No obstante, la clonación ha existido en la naturaleza desde los albores de la vida. Desde las bacterias asexuales a las 'aves vírgenes' en pulgones, los clones nos rodean y no son, en esencia, distintos de otros organismos. Un clon posee la misma secuencia de ADN que su progenitor y, por lo tanto, son genéticamente idénticos. Antes de Dolly, ya se habían producido varios clones en el laboratorio, incluidos sapos, ratones y vacas que se clonaron de una célula adulta. Este fue el mayor logro científico ya que demostró que el ADN de células adultas, a pesar de haberse especializado en un solo tipo de célula, puede usarse para crear un organismo entero.
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¿Cómo se clonó Dolly? La clonación animal a partir de una célula adulta es mucho más difícil que de una célula embrionaria. Así pues, cuando los investigadores del Instituto Roslin de Escocia crearon a Dolly, único cordero nacido después de 277 intentos, fue una noticia de gran importancia en todo el mundo. Para fabricar a Dolly, los investigadores usaron una célula de ubre de una oveja blanca de la raza Finn Dorset de seis años de edad. Tuvieron que encontrar un modo de 'reprogramar' las células de ubre para mantenerlas vivas sin que crecieran. Lo consiguieron alterando su medio de crecimiento (la 'sopa' en la que las células se mantenían vivas). Entonces inyectaron la célula en un óvulo no fecundado al cual se le había eliminado el núcleo, e hicieron que las células se fusionaran mediante pulsos eléctricos. El óvulo no fertilizado provino de una oveja hembra escocesa de cara negra. Cuando el equipo de investigación consiguió que se fusionaran el núcleo de la oveja blanca adulta con el óvulo de la oveja de cara negra, tuvieron que asegurarse que la célula resultante se desarrollaría como embrión.
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¿Qué le pasó a Dolly? Dolly vivió una existencia llena de mimos en el Instituto Roslin. Se apareó y produjo crías normales de forma natural. De este modo se demostró que este tipo de animales clonados pueden reproducirse. Nació el 5 de julio de 1996 y se le practicó la eutanasia el 14 de febrero de 2003, a la edad de seis años y medio. Las ovejas pueden vivir hasta la edad de 11 o 12 años, pero Dolly sufría artritis en una articulación de una pata trasera y adenomatosis pulmonar ovejuna, un virus que induce la aparición de tumor pulmonar y que es frecuente en ovejas criadas en el exterior. El ADN del núcleo se empaqueta en forma de cromosomas, que se acortan cada vez que la célula se replica. Esto significa que los cromosomas de Dolly eran un poco más pequeños que los de otras ovejas de su edad y su envejecimiento temprano podría explicarse por el hecho de que se desarrolló del núcleo de una oveja de 6 años de edad. Dolly tampoco era del todo idéntica a su madre genética porque las mitocondrias, que son las plantas de producción de energía que se mantienen fuera del núcleo, las heredó de la madre donadora de óvulos.
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¿Por qué clonar una oveja? La oveja Dolly se creó en el Instituto Roslin como parte de una investigación para producir medicamentos en la leche de animales de granja. Los investigadores han conseguido transferir genes humanos que producen proteínas útiles en ovejas y vacas, de forma que puedan producir, por ejemplo, el agente anticoagulante IX para tratar la hemofilia o la alfa-1-antitripsina para tratar la fibrosis quística y otras enfermedades pulmonares.
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Insertar estos genes en el interior de animales es un proceso difícil y laborioso; la clonación permite a los investigadores realizarlo únicamente una vez y clonar el animal transgénico resultante, para desarrollar crías de reserva. El desarrollo de la tecnología de la clonación desencadenó nuevas formas de producir medicamentos y está mejorando nuestra comprensión del desarrollo y la genética.
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EL ADN RECOMBINANTE Y PCR ADN RECOMBINANTE: La técnica del ADN recombinante se utiliza en estudios sobre la regulación de la expresión génica, en la regulación de la producción comercial de síntesis de proteínas como la Insulina o la hormona del crecimiento, en el desarrollo de organismos transgénicos y en la amplificación del ADN, es decir, en obtener un gran número de copias de un gen determinado. En este último caso, existe una técnica mejor, denominada con las siglas PCR. La técnica consiste en introducir el gen seleccionado en el interior de un vector y éste, a su vez, dentro de una célula, denominada
célula anfitriona.
Aprovechando la maquinaria celular, el gen se expresa, sintetizándose así la proteína codificada en el gen. Además, al dividirse la célula, las nuevas células formadas contienen ese gen que también sintetizan esa proteína. Se genera un grupo celular que contiene un genoma distinto.
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Las etapas del proceso consisten en: 1. Cortar el vector con enzimas de restricción, las mismas enzimas que se utilizaron para cortar el ADN que se quiere insertar. 2. Unir el vector y el ADN que se va a clonar mediante los llamados extremos cohesivos, o pegajosos, o escalonados. 3. Formación del ADN recombinante: En esta etapa se produce la unión covalente del vector y el ADN inserto mediante una ligas. Así se realiza el sellado de la llamada Mella, Muesca o Nick. 4. Introducción del ADN recombinante en la célula anfitriona: Para la clonación (replicación del ADN recombinante) se necesita la maquinaria celular. Por ello, hay que introducir el ADN recombinante en una célula anfitriona. 5. Propagación del cultivo: Se induce la división de células anfitrionas, de forma que se producen también copias de ADN recombinante y, por ello, la clonación. Primero se efectúa una siembra en placas Petri con agar como medio de cultivo. Se dejan crecer las colonias. Cada una de ellas será seleccionada y transferida a distintos medios líquidos, donde seguirá aumentando el número de individuos de la colonia.
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6. Detección y selección de los clones recombinantes: En los procesos de clonación se utiliza un gran número de células. Al final del proceso se hace necesario separar las células que contienen ADN recombinante de las que no lo contienen. La detección y la selección de colonias se realizan en los medios de cultivo. En los procesos de clonación se obtienen células anfitrionas que no han incluido el vector, células recombinantes, es decir, que han incluido el vector con el ADN para recombinar, y células anfitrionas con vector que no lleva el ADN inserto.
La Clonación Acelular PCR. La clonación acelular o amplificación del ADN es un tipo de clonación de moléculas de ADN o ARN sin la intervención de una célula. Mediante esta técnica se amplifica un gen o fragmento de ADN, es decir, que se produce un gran número de copias. También puede realizarse una amplificación de ARN utilizando un ADN complementario de ARN. Para este proceso se necesita la acción de la enzima transcriptasa inversa.
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La amplificación se hace por la técnica de la Reacción en Cadena de la Polimerasa o PCR (Polimerase Chaine Reaction). Las aplicaciones de esta técnica son, por ejemplo, la clonación de ADN, la detección de secuencias sin purificar, la búsqueda de mutaciones, el diagnóstico de enfermedades, estudios evolutivos, resolución de problemas forenses, etc.
Amplificación por ARN La amplificación se hace por la técnica de la Reacción en Cadena de la Polimerasa o PCR (Polimerase Chaine Reaction). Las aplicaciones de esta técnica son, por ejemplo, la clonación de ADN, la detección de secuencias sin purificar, la búsqueda de mutaciones, el diagnóstico de enfermedades, estudios evolutivos, resolución de problemas forenses, etc.
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El método es sencillo, fiable y rápido. Para que se produzca la amplificación, en la mezcla de reacción deben encontrarse los siguientes componentes:
Fragmento de ADN que se desea amplificar. Puede provenir de
distintos órganos, o de extracto de tejidos, o de sangre, o de mezcla de distintos fragmentos de ADN, etc.
Los cuatro tipos de desoxirribonucleótidos.
Dos oligonucleótidos de cadena sencilla que actuarán como
cebadores.
Una ADN-polimerasa termoestable, ya que debe actuar a altas
temperaturas (unos 75º C) y debe mantener su estructura estable a temperaturas de 95º C.
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ORGANISMOS GENÉTICAMENTE MODIFICADOS Los Organismos Genéticamente Modificados (OGM), son variedades de especies conocidas a los que se les ha conferido alguna capacidad funcional (detectable, heredable e intencionalmente útil), por tecnologías de ingeniería genética, a partir de la incorporación de factores hereditarios (genes) de especies distantes o cercanas.
Actualmente existe una amplia variedad de aplicaciones en las que se usan organismos genéticamente modificados, abarcando alimentación, producción de hormonas humanas, medicinas, descontaminación, etc. Las semillas y plantas transgénicas se empezaron a producir y comercializar en la segunda mitad del siglo XX. Su uso y comercialización se ha extendido a varios países y regiones, por su mayor productividad y resistencia a plagas. Sin embargo, existe un movimiento contrario a su aceptación alegando que podrían no ser seguras y/o convenientes para la salud y para la alimentación de los seres humanos a pesar de no existir evidencia científica alguna que respalde dicha postura. 40
La legislación sobre la producción y venta de alimentos derivados de OGM varía enormemente de un país a otro, variando desde la legalización de su producción tras presentar estudios sobre su seguridad a regiones que se declaran libres de transgénicos. Todos vivos unidades
los
organismos
almacenan biológicas
genes, y
funcionales de la herida, la información sobre la composición y diseño de todas las estructuras, aunque muchas funciones están también influidas por el medio ambiente .Los genes están organizados en largas moléculas ADN.
Naturaleza De Los Genes
Los Genes Modificados:
En general, la información que tiene cada gen sirve para sintetizar un tipo particular de proteína. Las proteínas actúan como enzimas, como anticuerpos, para satisfacer las necesidades comunes hay por otro tanto, genes muy similares entre los seres biológicos
Diversos procesos de cambio de los organismos a lo largo de la evolución, se debe a cambios a veces graduales en otros drásticos de la información de los genes .Las mutaciones, la recombinación,
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Los alimentos transgénicos Son aquellos alimentos a los que se les han insertado genes
exógenos
(de
otras
plantas o animales) en sus códigos genéticos. La ingeniería genética se puede hacer con plantas, animales o bacterias y otros microorganismos. Los humanos hemos producido cultivos y criado animales para obtener características deseables durante miles de años. Por ejemplo, criamos perros desde poodles hasta gran danés y rosas desde las miniaturas con olor dulce hasta las rosas rojas que viven más tiempo pero carecen de olor de hoy en día.
Los posibles beneficios de los alimentos transgénicos incluyen: +Alimentos más nutritivos + Plantas resistentes a la sequía y a las enfermedades, que requieren menos recursos ambientales (como agua y fertilizante) + Alimentos con características más deseables, como papas (patatas) que absorben menos grasa al freírlas + Aumento en el suministro de alimentos a un costo reducido y con una mayor vida útil.
Los riesgos potenciales incluyen: - Las plantas y los animales modificados pueden tener cambios genéticos inesperados y dañinos. - Los organismos modificados se pueden cruzar con organismos naturales. Esto puede llevar a la extinción del organismo original u otros efectos ambientales impredecibles. - Las plantas pueden ser menos resistentes a algunas plagas y más susceptibles a otras. 42
CLONACIÓN HUMANA
Clonar significa producir una copia genéticamente igual a un individuo. Ésta es la manera de ser clonados. Los científicos obtendrían su ADN de una célula epidérmica y lo colocarían en el óvulo de una mujer cuyo ADN fue extraído. Una chispa de electricidad dividiría el óvulo y, después de algunos días, obtendríamos un embrión igual al otro. Se ha hablado mucho en prensa sobre la clonación humana. En la realidad, la mayoría de los científicos no está interesada en producir clones humanos. Lo que los científicos pretenden hacer es producir células humanas clonadas que puedan utilizarse para curar algunas enfermedades. Así es cómo podría funcionar: imagine que padece de una enfermedad que le está destruyendo partes de su cerebro lentamente. Los tratamientos actuales apenas reducen los síntomas mientras que la enfermedad continúa provocando lesiones en su cerebro. La clonación le ofrece una esperanza de cura. Los científicos producirían un embrión clonado utilizando el ADN de sus células epidérmicas. A continuación, retirarían las células madre de este embrión, transformándolas en células cerebrales y por último las trasplantarían a su cerebro. La clonación es un modo diferente de utilizar células madre para curar determinadas enfermedades. Algunas personas prefieren esta forma de obtener células madre. Al final, un embrión clonado es una copia genética de alguien que
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ya está vivo y que dio su consentimiento. Es obvio que todos tenemos el derecho a decidir qué hacer con nuestro propio ADN ¿no? Al contrario, un embrión en el congelador de una clínica de fertilización fue creado a partir de la mezcla única del esperma y el óvulo y ésta es una unión que sólo acontecerá una vez, produciendo un conjunto totalmente único de genes que tienen el potencial de convertirse en un individuo único.
Desventaja de la clonación humana La primer y tal vez mayor desventaja es que la tecnología no está todo lo avanzada que debería como para clonar un ser humano. Por ejemplo, con la oveja Dolly todo parecía ser un éxito, pero murió joven por una enfermedad que no es común en las ovejas de su edad. Además, ella fue un éxito pero antes miles fallaron, muriendo o teniendo horribles deformaciones.
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Imagínate la posibilidad de humanos con deformaciones por una mala clonación, niños que mueren por problemas genéticos dados por el hecho de partir de células madre envejecidas. ¿Verdaderamente vale la pena clonar humanos sin tener claro qué puede pasar? Aún si los primeros bebés clonados salgan bien, no sabremos las verdaderas problemáticas hasta, al menos, veinte años después. Los científicos aún no están seguros de las mutaciones genéticas que pueden ocurrir cuando se clona, por lo que podría pasar cualquier cosa en el momento de clonar un humano. Por otra parte, se pierde la diversidad genética, importante para que una especie perviva a un virus nuevo si ninguno tiene la inmunidad. La diversidad genética permite que algunos tengan el sistema inmune más fuerte que otros, ser iguales nos hace ser más difícilmente adaptables al ambiente.
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Si nos clonaran a nosotros mismos habría muchos con los mismos problemas de salud. Por ejemplo, si tenemos asma y una tendencia genética a tener cáncer, todos nuestros clones tendrán el mismo problema. Además, la clonación humana conduciría a la endogamia, y esto a la extinción. Se elimina la reproducción natural. Aunque no es una razón puramente científica, existen muchos problemas sociales relacionados con la identidad del clonado: rechazo social, problemas de identidad, falta de derechos del clon o problemas con la propiedad del mismo. Sin duda alguna, más allá de las desventajas de la clonación humana científicas, hay muchas otras éticas: ¿Estamos jugando a ser Dios? ¿Traerá problemas a nuestra sociedad y a la manera que tenemos de relacionarnos? ¿Sería posible que fuera utilizada para malos motivos?
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CONCLUSIÓN Gracias a la elaboración de este trabajo podemos concluir varios aspectos o temas, ya que nos sirve mucho para saber cómo ha evolucionado poco a poco el mundo en cuanto a la tecnología y los procesos de hacer las cosas. Con la biotecnología sea han minimizado muchas cosas en el mundo, ahora todo es más rápido y con mayor fiabilidad tomando de ejemplo a la clonación animal ya que con esto podemos actuar rápido y salvar muchas especies que se encuentran en peligro de extinción. Por otra parte los alimentos transgénicos nos ayudan a tener más confianza en lo que administramos a nuestro cuerpo pero también tienen sus desventajas ya que dichos productos son modificados genéticamente alterando su ADN para obtener un mejor producto y eso tiende a que la gente desconfié un poco de estos proceso de biotecnología en cuanto a materia alimentaria.
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http://www.arrakis.es/~ibrabida/vigcorte.html
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http://www.definicionabc.com/ciencia/clonacion.php
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