Ciències pel món contemporani
Biotecnologia Unitat 3: Biotecnologia i Reproducció
Introducció a la Biotecnologia La Biotecnologia és el conjunt de ciències que té per objectiu l'estudi dels éssers vius o parts dels éssers vius per tal d'obtenir-ne béns i serveis. La seva zona d'estudi està entre la biologia, la bioquímica i l'enginyeria química i té a més gran repercussió en la farmàcia, medicina, microbiologia, la ciència dels aliments i l'agricultura, entre d'altres camps. Una secció de la biotecnologia és l'ús directe d'organismes per a la producció de productes orgànics (alguns exemples són la cervesa, els productes làctics). Actualment els bacteris són emprats en la indústria minera en la biolixivació. La biotecnologia també és emprada per al reciclatge, tractament de residus, netejar les zones contaminades per activitats industrials (bioremediació), i per produir armament biològic. La biotecnologia moderna està freqüentment associada amb l'ús dels micro-
organismes genèticament modificats.
1
Ciències pel món contemporani
Enginyeria genètica Unitat 3: Biotecnologia i Reproducció
Enginyeria genètica i Transgènics El procediment d'enginyeria genètica fa servir tècniques que aconsegueixen la clonació o la transferència genètica amb l'aïllament, manipulació i reintroducció d'DNA als organismes vius. La intenció de tot el procés és introduir noves característiques a un organisme que siguin interessants per algun motiu. Actualment es modifiquen genèticament gran varietat d’espècies vegetals i animals (anomenats transgènics) per tal de tenir un millor rendiment i ser més productius, així es poden conrear hortalitzes que consumeixin menys aigua o que fagin els fruits o parts comestibles més grans. La PCR Per tal d’obtenir una gran quantitat de DNA és fa la reacció en cadena de la polimerasa (PCR de les sigles en anglès de Polymerase Chain Reaction) és una tècnica que té per objectiu obtenir un gran nombre de còpies d'un fragment de DNA particular, partint d'una part molt minsa. Aquesta tècnica es fonamenta en la propietat natural de la DNA-polimerasa per replicar segments de DNA, i usa cicles d'alta i baixa temperatura per desnaturalitzar les cadenes de DNA recent formades entre si després de cada fase de replicació i, a continuació, deixar que tornin a unir-se a les polime-
rases mitjançant una baixada de temperatura perquè tornin a duplicarles.
2
Ciències pel món contemporani
Reproducció i Cel·lules mare Unitat 3: Biotecnologia i Reproducció
La Reproducció La reproducció sexual és un procés biològic mitjançant el qual organismes creen descendents a través de l’intercanvi de material genètic. En els humans les cèl·lules sexuals masculines (espermatozous) i les cèl·lules sexuals femenines (òvuls) s’uneixen, és a dir es fecunden després del coit i formen el zigot. Aquest zigot s’enganxa a la matriu i comença a dividir-se formant un embrió. Les cèl·lules inicials d’aquest individu són cèl·lules mare, és a dir són cèl·lules que poden esdevenir qualsevol tipus de cèl·lula. Al cap de tres semanes l’embrió ja ha començat a crear cèl·lules del tot especialitzades, és en aquest moment en que passa a ser un fetus. Cèl·lues mare Les cèl·lules mare són les cèl·lules no diferenciades que retenen l'habilitat de diferenciar-se en altres tipus cel·lulars. Aquesta habilitat els permet d'actuar com a un sistema reparador per al cos, substituint altres cèl·lules mentre l'organisme encara és viu. Les cèl·lules mare adultes són multipotent o unipotents, és a dir que només és poden convertir en un grup específic de cèl·lules. En canvi les cèl·lules mare dels embrions són totipotents o pluripotents que tenen la particularitat de poder generar qualsevol tipus de cèl·lula. Actualment s’estan investigan amb embrions (tot i oposició de l’Església) mètodes de tractament de malal-
ties a partir de cèl·lules mare com per exemple regenerar teixits o òrgans.
3
Ciències pel món contemporani
Glossari Unitat 3: Biotecnologia i Reproducció
DNA: L'àcid desoxiribonucleic (ADN o DNA) és un àcid nucleic que conté les instruccions genètiques utilitzades en el desenvolupament i funcionament de tots els éssers vius coneguts. La funció principal de les molècules d'ADN és l'emmagatzemament d'informació. Polimerassa: conjunt de proteïnes amb caràcter enzimàtic capaços de polimerizar els ribonucleòtids per a sintetitzar ARN a partir d'una seqüència de ADN que serveix com patró o motlle. Clonació: En biologia, es refereix als processos utilitzats per crear còpies de fragments d'ADN (clonació molecular), cèl·lules (clonació cel·lular) o organismes. Espermatozous: Un espermatozou és una cèl·lula haploide que constitueix el gàmeta masculí en els animals. La seva funció és trobar el gàmeta femení, per tornar a formar una cèl·lula diploide que donarà lloc a un nou individu després del desenvolupament pertinent. Òvul: L’òvul és la cèl·lula sexual haploide o gàmeta femenina en la reproducció sexual. Matriu: És l'òrgan de la gestació de l'aparell reproductor femení. Està situat entre la vagina i les trompes de Fal·lopi i allotja la blàstula, que s'implanta a
l'endometri, iniciant-se així la gestació.
4