Ciències per al món contemporani
Biotecnologia i reproducció Introducció
La biotecnologia és aquella tecnologia o ciència que es basa en tècniques i coneixements de la biologia, la física, les matemàtiques, la química o la medicina.
Encara que el mot biotecnologia ens sembli quelcom molt modern i actual és una ciència que ja existeix des de fa molts anys. Els egipcis per exemple, ja feien servir els processos de fermentació de la civada per produir cervesa.
Tot i això la biotecnologia avança més dia a dia, gràcies als mateixos avenços en informàtica i maquinària.
L’aplicació de a biotecnologia no només busca l’obtenció d’aliments elaborats. També es poden millorar espècies vegetals i animals destinats a la nostra alimentació (transgènics), regeneració del medi ambient o fins i tot aplicació en malalties en l’ésser humà.
La biotecnologia en medicina
La biotecnologia té vital importància sobretot pel que fa a l’àmbit de la medicina. El boom de la biotecnologia es situa a l’any 1954, quan Watson i Crick obren les portes de l’enginyeria genètica.
Aquests van definir un model de l’estructura de l’ADN o DNA (DeoxyriboNucleic Acid). El van descriure com una macromolècula formada per dues cadenes complementàries de nucleòtids que s’enrotllen entre si formant una doble hèlix que es manté unida per enllaços d’hidrogen entre bases. Els quatre nucleòtids que formen l’ADN contenen les bases Adenina, Timina, Citosina, i Guanina aparellades de la forma següent:
1
Ciències per al món contemporani
La biotecnologia ens pot ajudar també a trobar les causes d’algunes malalties, de les qual no tenim solucions per curar-les encara.
Clonació
La clonació és un procés per el qual s’obté una còpia indèntica, d’ADN, d’un teixit o fins i tot d’un organisme sencer.
Trobem tres tipus de clonació: •
La clonació d’ADN o ARN: mitjançant la tècnica de clonació acel lular (PCR), o la de clonació. S’utilitza per augmentar el número de molècules d’àcid nuclèic que s’utilitzen en una investigació.
•
Clonació de cèl lules: És el cas on es poden clonar cèl lules, teixits o òrgans. Normalment s’utilitzen per teràpies gèniques, com per exemple, en malalts diabètics.
2
Ciències per al món contemporani
•
Clonació d’organismes complets: normalment s’utilitza en els processos de millora genètica de les espècies. En aquest cas trobem el famós exemple de l’ovella Dolly.
La reacció en cadena de la polimerasa també coneguda com PCR, és un tècnica de biologia molecular ideada al 1986 per Kary Mullis, l’objectiu del qual és obtenir un gran número de copies d’un fragment de ADN únic. Només fa falta una copia d’aquest fragment original. Les aplicacions d’aquesta tècnica són: La clonació de ADN, la recerca de mutacions, estudis evolutius etc.
El mètode és senzill fiable i ràpid. Per a que es produeixi l’amplificació en la barreja de reacció s’han de trobar aquest components:
-
Fragment d’ADN que es desitgi amplificar.
-
Quatre tipus de desoxiribonucleòtids
-
Dos oligonucleòtids de cadena senzilla
-
Una ADN polimerasa termostable
La ampliació dura unes dues hores aproximadament, i és un procés cíclic (entre 20 i 40 cicles). Cada cicle consta de tres etapes:
-
Desnaturalització: On es separen els dos filaments d’ADN. Es realitza amb unes temperatures superiors a la temperatura de fusió.
-
Hibridació: s’indueix a un refredament, que genera la unió de les fonts d’aliment.
-
Replicació: L’ADN s’amplifica, dura entre 1 i 3 segons. Això acaba quan comenta el pròxim cicle.
Transgènics
LA BIOTECNOLOGIA A L’AGRICULTURA I LA RAMADERIA Des de fa milers d’anys l’objectiu de l’home en l’àmbit de l’agricultura i la ramaderia ha estat buscar els millor animals i vegetals per la seva producció. S’han realitzat diferents formes com, el creuament d’individus amb diferents característiques per intentar crear descendents millor que els progenitors. Tot i així, aquest creuament no assegura un resultat positiu. Però mitjançant la biotecnologia es poden obtenir gens concrets i introduir-ho en una cèl lula i obtenir un organisme genèticament modificat que posseirà la informació que se li ha introduït.
3
Ciències per al món contemporani
Agricultura Les tècniques de biotecnologia basades en la introducció de gens específics en les cèl lules ens permeten obtenir plantes amb unes característiques determinades. Aquest fet pot crear una revolució.
Amb aquest procés s’han obtingut transgènics de diferents producte i diferents varietats: •
Transgènics de blat:
Varietats resistents a les gelades, resistent a herbicides,
resistent a insectes. •
Transgènics de la patata: augmenten el valor nutritiu de la patata
•
Transgèniques de l’arròs
Ramaderia La creació dels animals transgènics és un procés més complicat que en els vegetals. Aquestes cèl lules no són totipotents, per tant s’ha de recórrer a unes cèl lules embrionàries o òvuls Els millors resultats s’han obtingut en peixos. En aquests individus se li han afegit l’hormona del creixement, que produeix que aquest augmentin de volum en molt poc temps.
4
Ciències per al món contemporani
Cèl lules mare
Les cèl lules mare són les cèl lules primordials no diferenciades que retenen l’habilitat de diferenciar-se en altres tipus cel lulars. Són com les llavors que germinaran fins a crear un nou individu. Aquesta habilitat els permet d’actuar com a un sistema reparador per al cos, substituint altres cèl lules mentre l’organisme encara és viu. Aquesta propietat d’especialització permet utilitzar aquest tipus de cèl lules en medicina. S’està investigant que les cèl lules mare poden curar malalties com el Parkinson i l’Alzheimer. Les cèl lules mare provenen d’embrions humans. Són les que ofereixen perspectives més immediates per a nous tractaments i remeis. Com que utilitzar embrions és un tema controvertit èticament la investigació amb cèl lules mare s’ha convertit en un tema d’actualitat.
Fecundació artificial
És aquell mètode de reproducció en que l’esperma és dipositat en la femella mitjançant material especialitzat i utilitzant tècniques que reemplacen la copulació. Es pot dur a terme tan en els animals com en els éssers humans.
La inseminació artificial és usada en ramaderia per propagar bones qualitats d’un mascle a moltes femelles. S’utilitza especialment en cavalls, vaques, porcs, gossos i les abelles. El semen és recol lectat,
refrigerat
i/o
congelat,
i
enviat
a
la
ubicació
de
la
femella.
La fecundació artificial en els humans s’aplica bàsicament en casos d’infertilitat. Segons la naturalesa de d’infertilitat es pot distingir dos tipus: inseminació amb semen de la parella o amb
semen
d’un
donant.
Els mètodes més simples consisteixen a observar cuidadosament el cicle menstrual de la dona, dipositant el semen en la seva vagina just quan l’òvul és alliberat. Existeixen procediments més complicats com dipositar els espermatozoides directament a l’úter, que són utilitzats segons cada cas i augmenten la probabilitat de que la fecundació tingui èxit.
5
Ciències per al món contemporani
Fecundació in vitro (FIV o IVF)
Tècnica de reproducció assistida que consisteix a fecundar en un laboratori un o més òvuls d' una dona amb l'esperma d'un home, per obtenir embrions que s' introdueixen a la matriu amb la finalitat d' aconseguir-ne la gestació. La FIV és el principal tractament per a la infertilitat
quan
els
altres
mètodes
de
reproducció assistida no han tingut èxit. El procés implica el control hormonal del procés ovulatori, l'extracció dels oòcits de l'ovari matern,
i
la
seva
fecundació
pels
espermatozoides en un medi líquid extern. L'oòcit fecundat (zigot) es transfereix a l'úter del
pacient
amb
la
intenció
d'iniciar
un
embaràs.
Aquest treball ha estat realitzat per les alumnes: Cristina Cremades Alba Pérez Marta de Sousa Mireia Goñalons Vicky Laguía
6