Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
UNITAT 4 LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOLOGIA
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
INTRODUCCIÓ ● ADN i gens. Tecnologies de l'ADN i biotecnologia
● El genoma humà i la biotecnologia al servei de la salut
● La biotecnologia aplicada a l'agroalimentació, la indús-
tria i el medi ambient
● El clonatge cel·lular. Tecnologia aplicada a la reproduc-
ció humana
●La bioètica Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
INTRODUCCIÓ
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●L'ADN, CLAU DE LA REVOLUCIÓ GENÈTICA ●
És una biomolècula encarregada d'emmagatzemar la informació genètica de la cèl·lula. Es troba al nucli de les cèl·lules eucariotes i forma part dels cromosomes
●
L'organisme l'utilitza per transmetre la informació genètica de pares a fills i per fabricar les proteïnes
●
Pertany al grup dels àcids nucleics. Està format per la unió de petites unitats anomenades nucleòtids. Els nucleòtids es formen per la unió de 3 molècules:
●
●
Un monosacàrid (sucre)
●
Un àcid fosfòric
●
Una base nitrogenada
Està constituït per 4 tipus de nucleòtids segons la base nitrogenada que contenen: ●
Adenina, A
●
Timina, T
●
Citosina, C
●
Guanina, G
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●L'ADN, CLAU DE LA REVOLUCIÓ GENÈTICA
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●ESTRUCTURA DE L'ADN: LA DOBLE HÈLIX ●
Està formada per dues cadenes de nucleòtids units, enrotllades l'una amb l'altra, que formen una estructura que es coneix amb el nom de doble hèlix
●
Les dues cadenes de nucleòtids s'uneixen a través d'enllaços entre les bases nitrogenades que es disposen lateralment
●
Aquest enllaços es formen entre les bases adenina-timina (AT) i citosina-guanina (C-G), per tant, les dues cadenes de nucleòtids són complementàries
●
La doble hèlix s'assembla a una escala de corda cargolada. Els costats de l'escala recorden les molècules les molècules de monosacàrid i l'àcid fosfòric i els esglaons representen les bases emparellades de les dues cadenes
●
L'ARN, es diferència en el fet que posseeix uracil (U) en lloc de timina i està formada per una única cadena de nucleòtids Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●ESTRUCTURA DE L'ADN: LA DOBLE HÈLIX
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●CODIFICACIÓ DE LA INFORMACIÓ DE L'ADN ●
L'única diferència entre molècules d'ADN d'individus diferents és l'ordre en què se'n disposen els nucleòtids, és a dir, la seqüència
●AUTODUPLICACIÓ DE L'ADN ●
Abans de cada divisió cel·lular , la cèl·lula fa una còpia exacta del seu ADN, per poder repartir informació genètica entre les seves dues cèl·lules filles
●
Té lloc al nucli de la cèl·lula i es realitza així: 1. La doble hèlix s'obre i les dues cadenes se separen 2. Els nucleòtids lliures de la cèl·lula s'uneixen als nucleòtid de l'ADN 3. Els nous nucleòtids incorporats s'uneixen entre si 4. Al final tenim 2 cadenes filles d'ADN idèntiques, perquè estan formades per una cadena original de la mare i una complementària nova Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●CODIFICACIÓ DE LA INFORMACIÓ DE L'ADN
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●AUTODUPLICACIÓ DE L'ADN
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●GENS I GENOMA ●
El gen és el segment de la cadena d'ADN que conté la informació genètica necessària perquè es manifesti un caràcter heretable d'un ésser viu i per produir una proteïna
●
El fenotip és el conjunt de proteïnes que determinen la identitat de cada individu (color de la pell, forma del cos, estatura, ...)
●
El cromosoma està format pels gens que s'organitzen en llargues cadenes d'ADN
●
El genoma és el conjunt de tots els gens d'un individu que conté tota la informació genètica necessària per la construcció d'aquest individu i per a la seva supervivència Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●GENS I GENOMA
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●FABRICACIÓ DE PROTEÏNES ●
Les proteïnes estan formades per la unió de centenars de milers de molècules petites anomenades aminoàcids. Hi ha 20 aminoàcids diferents
●
La seqüència en què s'uneixen els aminoàcids determina el tipus de proteïna, és a dir, depèn de la seqüència de bases d'un gen determinat
●
Les proteïnes es fabriquen en els ribosomes de la cèl·lula, a partir dels aminoàcids lliures que es troben al citoplasma. Per col·locar els aminoàcids en l'ordre adequat, els ribosomes necessiten una còpia de la seqüència de bases del gen corresponent a cada proteïna.
●
El procés de fabricació de les proteïnes té dues etapes: 1. Transcripció: al nucli de la cèl·lula es copia la seqüència de bases d'un gen (ARNm)
de
l'ADN
determinat
mitjançant
l'ARN
missatger
2. Traducció: l'ARNm viatja al citoplasma, on serveix de motlle perquè els ribosomes sintetitzin la proteïna Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●FABRICACIÓ DE PROTEÏNES: TRANSCRIPCIÓ
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●FABRICACIÓ DE PROTEÏNES: TRADUCCIÓ
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS ●FABRICACIÓ DE PROTEÏNES
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●FABRICACIÓ DE PROTEÏNES
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●EL CODI GENÈTIC ●
És el conjunt de regles que relacionen la seqüència de nucleòtids de l'ADN amb la seqüència d'aminoàcids d'una proteïna
●
Està format per un codi de 3 lletres. Les lletres són els nucleòtids que formen l'ADN. Cada grup de 3 nucleòtids, anomenat triplet o codó, és la clau per a un aminoàcid de la proteïna determinat
●
És universal, és a dir, des del bacteri més simple fins a l'ésser humà, tots els éssers comparteixen les mateixes regles per fabricar les seves proteïnes
●ELS ENZIMS O BIOCATALITZADORS ●
Són proteïnes que controlen (acceleren) les reaccions químiques que es produeixen en els éssers vius
●
Són molècules específiques, cadascuna només intervé en una reacció determinada
●
Com els gens de cada individu determina la seqüència d'aminoàcids de les proteïnes, això significa que els gens controlen el conjunt de reaccions químiques que tenen lloc a les cèl·lules Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●EL CODI GENÈTIC I ELS ENZIMS O BIOCATALITZADORS
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●BIOTECNOLOGIA ●
És el conjunt de tecnologies genètiques i bioquímiques que permeten la modificació dels organismes i sistemes o processos biològics que permeten obtenir productes útils per a les persones
●ENGINYERIA GENÈTICA ●
●
Són el conjunt de tècniques de modificació de gens per produir: ●
Plantes i animals transgènics
●
Anticossos monoclonats per tractar malalties com el càncer
●
Tècniques químiques per immobilitzar enzims
Les tècniques d'enginyeria genètica més utilitzades són: ●
Tecnologia de l'ADN recombinant
●
Tècnica de clonatge cel·lular
●
Tècnica de cultiu de cèl·lules i de teixits Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●BIOTECNOLOGIA I ENGINYERIA GENÈTICA
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●TECNOLOGIA DE L'ADN RECOMBINANT ●
Són el conjunt de tècniques de laboratori que permeten aïllar, combinar, copiar i seqüenciar fragments d'ADN
●
S'utilitza per transferir gens d'unes cèl·lules a unes altres
●
Exemple: s'introdueix el gen d'una proteïna humana en un bacteri que creix més de pressa, i així, s'obté grans quantitats d'aquesta proteïna, que en la naturalesa es troba en poques quantitats
●
Els organismes genèticament modificats (OGM) són aquells on el seu genoma ha estat modificat per mitjà de l'enginyeria genètica
●
Un organisme transgènic és l'organisme resultant d'introduir un o mes gens que procedeixen d'una altra espècie
●
L'ADN recombinant és l'ADN que conté fragments d'ADN d'origen diferent Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●TECNOLOGIA DE L'ADN RECOMBINANT La Universitat de Taiwan ha aconseguit la producció de porcs que brillen en la foscor. Els animals han estat manipulats genèticament mitjançant la inserció de teixits fluorescents de meduses en fetus de porc. Aquesta tècnica permet produir porcs que brillen en un color totalment verd, no només en la seva part exterior, sinó que cada òrgan és d'aquest color, però fora d'això no es diferencien en cap detall d'un porc comú. Els científics esperen que aquestes tècniques puguin ajudar a la medicina ja que per exemple, podrien injectar cèl·lules d'aquest tipus i poder veure el recorregut que realitzen, sense necessitat d'una biòpsia o tractaments més complicats.
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●EXEMPLE DE TECNOLOGIA DE L'ADN RECOMBINANT ●
L'objectiu es fabricar la proteïna humana: la insulina, modificant el genoma d'un bacteri i a través de les següents etapes: 1. S'identifica el fragment d'ADN en què es localitza el gen d'interès d'una cèl·lula donadora
2. S'introdueix el fragment en una cèl·lula receptora (bacteri, perquè es fàcil de cultivar i reproduir-se ràpidament) 3. El bacteri receptor conté ara un ADN recombinant ( una mescla del seu propi ADN i de l'ADN d'una altra cèl·lula amb el gen de la insulina humana) 4. Clonatge gènic: el bacteri transgènic anirà dividint-se i fent còpies successives del seu genoma 5. Els bacteris es cultiven en grans fermentadors, perquè es divideixen ràpidament i secretin la proteïna al medi de cultiu, des d'on pot ser purificada fàcilment Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
ADN I GENS
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●EXEMPLE DE TECNOLOGIA DE L'ADN RECOMBINANT
Un plasmidi és una molècula d'ADN circular de doble cadena pròpia dels procariotes, que pot existir i replicar-se independentment del cromosoma Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
EL GENOMA HUMÀ I SALUD
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●El genoma humà ●
Està format mosomes
per molècules d'ADN organitzades per 23 cro-
●
Conté uns 3200 milions de parells de nucleòtids i entre 30000 i 40000 gens
●L'estudi del genoma humà consisteix a: ●
Desxifrar la funció de cadascun dels gens
●
Trobar la manera com interaccionen els gens per dirigir l'organització i el funcionament del cos
●
Identificar els gens que s'associen a l'aparició d'unes malalties determinades
●Seqüenciació del genoma d'altres espècies: ●
El mosquit Anopheles i paràsit Plasmodium falciparum, que transmeten la malària Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
EL GENOMA HUMÀ I SALUD
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●El genoma humà
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
EL GENOMA HUMÀ I SALUD
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Aplicacions del coneixement del genoma humà ●
La identificació dels gens causants de malalties
●
El desenvolupament d'eines per al diagnòstic de persones portadores de gens defectuosos abans que ens manifesti la malaltia
●
El desenvolupament de fàrmacs o tractaments adequats per guarir la malaltia
●Malalties genètiques o hereditàries ●
Són les que tenen l'origen en els gens defectuosos que ha heretat un individu
●
Aquests gens poden ser responsables de: ●
●
l'aparició de la malaltia (hemofília, fibrosi cística o síndrome de Down) La predisposició a patir càncer o diabetis Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
EL GENOMA HUMÀ I SALUD
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Malalties genètiques o hereditàries
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
EL GENOMA HUMÀ I SALUD ●Empremta genètica
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●
És l'anàlisi determinades regions del genoma humà que presenten una variació enorme d'uns individus a uns altres
●
Això ha permès la creació d'un fitxer genètic amb finalitats: ●
Biomèdiques (identificació de microorganismes patògens en fluids humans, detecció d'aliments transgènics i anàlisi d'alteracions genètiques)
●
Forenses (identificació de restes humanes)
●
Policials (identificació de delinqüents)
●
Arqueològiques (anàlisi d'esquelets, mòmies, ...)
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
EL GENOMA HUMÀ I SALUD ●Empremta genètica
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
EL GENOMA HUMÀ I SALUD ●Empremta genètica
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
EL GENOMA HUMÀ I SALUD
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Empremta genètica ●
S'aconsegueix mitjançant el procés: 1. Obtenció de mostres de sang, pell, cabells, semen o qualsevol teixit 2. Amplificació de l'ADN: mitjançant l'aparell termociclador que escalfa i refreda successivament un fragment d'ADN en presència en l'enzim polimerasa que reacciona en cadena (PCR) fent-ne còpies ràpides i idèntiques. Per obtenir grans quantitats d'ADN i fer l'anàlisi més precís 3. Retallada de L'ADN en fragments de dimensions diverses, per mitjà d'enzims 4. Separació dels diferents fragments d'ADN en funció de la seva grandària 5. Els fragments es revelen en forma de bandes 6. S'analitzen les bandes i es comparen amb les d'altres individus. Cada individu posseeix una distribució de bandes d'ADN pròpia (excepte els bessons univitel·lins) Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
EL GENOMA HUMÀ I SALUD ●Empremta genètica
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
EL GENOMA HUMÀ I SALUD
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Teràpia gènica ●
És un procediment de tractament de malalties genètiques per mitjà de la tecnologia de l'ADN
●
Presenta les següents etapes: 1. Detectar el gen defectuós que no es capaç de produir la proteïna i provoca la malaltia (exemple: fibrosi cística) 2. Aïllar i clonar el gen humà normal 3. Introduir el gen humà normal a un virus innocu que servirà de vector 4. Injectar el virus a la medul·la òssia del pacient 5. El gen humà normal s'integrarà a les cèl·lules del pacient 6. Les cèl·lules del pacient es dividiran i produiran noves còpies del gen normal 7. El gen normal començarà a produir la proteïna que el pacient no podia fabricar Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
EL GENOMA HUMÀ I SALUD
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Teràpia gènica
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
EL GENOMA HUMÀ I SALUD
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Exemples de medicaments i compostos terapèutics d'origen bio-
tecnològic ●
La insulina humana: Per a tractar la diabetis (el pàncrees no es capaç de produir insulina i la glucosa s'acumula en la sang). Abans s'utilitzava la insulina dels porcs, però provocava al·lèrgia
●
L'hormona del creixement: Per a tractar el nanisme (la glàndula hipòfisi en produeix una quantitat insuficient). Abans s'injectava la dels cadàvers
●
El factor VIII: És una proteïna de la sang que intervé en la seva coagulació i les persones hemofíliques no tenen. Abans es feien transfusions de sang
●
Les vacunes per a l'hepatitis A i B
●
Els anticossos monoclonals
●
Els antibiòtics: Són molècules produïdes per fongs o per bacteris que impedeixen la multiplicació i el desenvolupament d'uns altres microorganismes. Però són menys eficaços perquè s'hi tornen resistents
●
Els factors estimulants de l'hematopoesi: Com l'eritropoetina, per a pacients anèmics. Com l'interferó per a pacients sotmesos a quimioteràpia Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
EL GENOMA HUMÀ I SALUD
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Exemples de medicaments i compostos terapèutics d'origen bio-
tecnològic
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
BIOTECNOLOGIA AGROALIMENTÀRIA
●Accions de la biotecnologia per millorar els con-
reus: ●
Triar els gens específics del caràcter que es vol seleccionar i introduir-ne només aquests a la planta
●
Introduir gens d'altres espècies
●Una planta transgènica: ●
És aquella en què el genoma ha estat modificat per mitjà de tecnologies d'ADN, per introduir-hi un o més gens nous o per modificar la funció d'algun gen propi
●
Presentarà una característica nova
●
El gen o els gens introduïts es comportaran com els gens propis i es transmetran a la descendència Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
BIOTECNOLOGIA AGROALIMENTÀRIA ●Una planta transgènica
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
BIOTECNOLOGIA AGROALIMENTÀRIA
●Aplicacions de la biotecnologia a l'agricultura: ●
Protecció contra unes plagues determinades ●
●
Resistència a herbicides ●
●
Exemple: l'arros daurat amb un contingut de vitamina A elevat
Una més gran tolerància dels conreus a condicions adverses ●
●
Els herbicides són productes que es fan servir per eliminar les males herbes i el conreu transgènic no es veu afectat per l'herbicida
Producció d'aliments amb característiques millors o més saludables ●
●
Les plantes transgèniques fabriquen substàncies que les protegeixen de l'atac de les plagues
Com zones amb severes temperatures, sequera o salinitat
Noves aplicacions: ●
Plàstics biodegradables (bioplàstics) a partir de plantes
●
Vacunes comestibles amb patates i espinacs
●
Conreus ornamentals (flors de colors vius o amb fragàncies especials) Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
BIOTECNOLOGIA AGROALIMENTÀRIA
●Aplicacions de la biotecnologia a l'agricultura
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
BIOTECNOLOGIA AGROALIMENTÀRIA
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
BIOTECNOLOGIA I MEDI AMBIENT ●Aplicacions de la biotecnologia a la
preservació del medi ambient: ●
El tractament d'aigües residuals ●
●
L'eliminació de petroli en les marees negres ●
●
Els bacteris poden degradar la matèria orgànica i eliminar els fosfats i nitrats procedents d'abocaments agrícoles o urbans
Els bacteris i fongs poden degradar els hidrocarburs i transformar-los en compostos menys contaminants
L'eliminació de metalls pesants ●
●
Alguns microorganismes són capaços d'acumular plom i mercuri sense ser-ne perjudicats Algunes plantes poden extreure arsènic del sòl Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
BIOTECNOLOGIA I INDÚSTRIA
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Aplicacions de la biotecnologia a la indústria: ●
L'ús d'enzims modificats genèticament en processos industrials ●
●
●
●
Els detergents contenen enzims que potencien la seva eficàcia a temperatures baixes En la indústria tèxtil, els enzims donen l'aspecte gastat d'algunes peces de roba En la indústria de la pell, els enzims eliminen més fàcilment el pèl de la pell
Producció de biocombustibles: obtenint conreus més energètics i produint enzims que degraden més bé la cel·lulosa ●
●
●
El biodièsel: a partir d'olis usats i llavors de conreus (oleaginosos) com soia, colza o gira-sol. S'utilitza barrejat amb el dièsel normal El bioetanol: és un alcohol que s'obté per mitjà de la fermentació de sucres de canya de sucre, bleva-rave, ordi, blat i blat de moro El biogàs: és una mescla de gas metà i diòxid de carboni obtingut per biodegradació de residus agrícoles o ramaders. S'utilitza per produir electricitat o combustible domèstic. Els llots resultants poden ser utilitzats com adobs agrícoles Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
BIOTECNOLOGIA I INDÚSTRIA
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Aplicacions de la biotecnologia a la indústria:
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
BIOTECNOLOGIA I INDÚSTRIA
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Biodièsel:
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
BIOTECNOLOGIA I INDÚSTRIA
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Bioetanol:
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
BIOTECNOLOGIA I INDÚSTRIA
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Biogàs:
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
BIOTECNOLOGIA I INDÚSTRIA
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Avantatges de la producció de biocombustibles: ●
La biotecnologia ha permès obtindre: ● ●
●
Conreus més energètics Enzims que degraden més bé la cel·lulosa per elaborar bioetanol Ha abaratit el cost de producció dels biocombustibles
●Desavantatges de la producció de biocombusti-
bles: ●
L'ús de conreus alimentaris per a la producció de biocombustibles ha encarit el preu d'alguns aliments bàsics (blat i blat de moro) i dels pinsos per la subsistència d'una gran part de la població mundial Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
CLONATGE CEL·LULAR ●Clonatge:
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●
És el procés que permet produir cèl·lules o individus genèticament idèntics, que s'anomenen clons
●
És possible clonar un fragment d'ADN, un bacteri, una cèl·lula eucariota o un organisme sencer
●
És possible perquè moltes de les cèl·lules adultes diferenciades retenen la capacitat d'originar un nou organisme
●
En vegetals el clonatge s'esdevé de manera natural, per tant, és més senzill que en animals (excepcions: regeneració de la cua dels llangardaixos o de les salamandres o dels braços de les estrelles de mar) Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
CLONATGE CEL·LULAR
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
CLONATGE CEL·LULAR
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Clonatge reproductiu en els animals: ●
És l'obtenció d'embrions de mamífer per clonatge a partir de cèl·lules adultes
●
Exemple: l'ovella Dolly (1997) a Escòcia 1. Extracció del nucli d'un zigot (òvul d'una altra ovella) 2. Introducció del nucli d'una cèl·lula somàtica (cèl·lula de glàndula mamària d'ovella) d'un donant adult 3. Creixement en un cultiu per obtenir un embrió en pocs dies 4. Implantació de l'embrió a la mare de lloguer 5. Neix Dolly que és un clon idèntic genèticament del donant (l'animal del qual es van obtenir les cèl·lules de la glàndula mamària)
●
Inconvenients: és enormement complex i amb poca eficàcia Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
CLONATGE CEL·LULAR
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Clonatge reproductiu en els animals
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
CLONATGE CEL·LULAR
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Clonatge terapèutic: ●
És l'obtenció de cèl·lules mare embrionàries, que es puguin mantenir en cultiu i utilitzar-se amb fins terapèutics
●
Una cèl·lula mare o troncal és capaç de:
●
●
Dividir-se indefinidament per mitjà de divisions mitòtiques
●
Donar lloc a un o més teixits adults diferenciats
Tipus de cèl·lules mare: ●
Embrionàries o pluripotencials: ●
●
●
Deriven de la massa cel·lular interna de l'embrió (entre 7 i 14 dies) Capaces de generar tots els tipus diferents de cèl·lules del cos
Adultes, multipotencials o organoespecífiques: ● ●
●
Capaces de generar cèl·lules de la seva pròpia estirp En cada individu existeixen 20 tipus diferents capaces de regenerar els teixits que es van desgastant S'han pogut aïllar en la pell, medul·la òssia, cordó umbilical, greix corporal subcutani, múscul esquelètic, cervell i pàncrees Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
CLONATGE CEL·LULAR
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
CLONATGE CEL·LULAR
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Clonatge
terapèutic
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
CLONATGE CEL·LULAR
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Clonatge terapèutic: obtenció de cèl·lules mare ●
Segueix els següents passos: 1. Extracció del nucli d'un zigot 2. Introducció del nucli d'una cèl·lula somàtica d'un donant adult 3. Creixement en un cultiu per obtenir un embrió en pocs dies 4. Extracció de cèl·lules mare embrionàries i creixement en cultiu 5. S'indueix les cèl·lules mare a formar cèl·lules especialitzades per a ús terapèutic
●
Inconvenients: ●
●
Les cèl·lules mare embrionàries només es poden obtenir a partir d'embrions sobrants de processos de reproducció assistida o per mitjà de clonatge terapèutic i això planteja problemes ètics Les cèl·lules mare adultes no requereixen la utilització d'embrions, però són més difícils de cultivar Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
CLONATGE CEL·LULAR
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Clonatge terapèutic: obtenció
de cèl·lules mare
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
CLONATGE CEL·LULAR
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Medicina regenerativa o reparati-
va:
●
Es proposa reparar teixits danyats per malaltia o traumatisme fent servir els mecanismes semblants als que l'organisme utilitza per reparar de manera natural les cèl·lules que van envellint
●
Quan l'organisme no pot reparar-se per si mateix, cal seguir el següent procediment: 1. Aïllar les cèl·lules mare del mateix individu 2. Cultivar-les en condicions determinades, perquè es pugui diferenciar 3. Implantar-les al teixit o òrgan lesionat, perquè pugui ser regenerat
●
Es pot regenerar nombrosos teixits: cor, os, múscul, epiteli, pàncrees i sistema nerviós Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
CLONATGE CEL·LULAR
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Aspectes ètics relacionats amb el clonatge i les cèl·lu-
les mare ●
Cap país no permet el clonatge humà amb finalitat reproductiva: ● ●
●
●
Donar lloc a nous individus Perquè atemptaria contra la dignitat i la individualitat de les persones
En alguns països es permet el clonatge amb fins terapèutics o curatius ●
Produir preembrions per obtenir cèl·lules mare
●
Inacceptable per a moltes persones religioses
A Espanya, la legislació: ●
●
No permet el clonatge humà en cap dels dos supòsits (reproductiva i terapèutica) Es permet utilitzar preembrions sobrants de reproducció assistida per a l'obtenció de cèl·lules troncals amb fins terapèutics Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
CLONATGE CEL·LULAR
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Reproducció assistida ●
●
Causes de la infertilitat humana femenina: ●
Presència de nivells alterats d'hormones
●
Obstrucció de les trompes de Fal·lopi
●
Presència de moc cervical que destrueix els espermatozoides
Causes de la infertilitat humana masculina: ●
Nombre insuficient d'espermatozoides a l'esperma
●
Nombre elevat d'espermatozoides anormals
●
Presència de molècules que impedeixen la mobilitat dels espermatozoides
●
Si el metge diagnostica quin és el problema que provoca la infertilitat, llavors la parella pot recórrer a tractaments de reproducció assistida
●
Una de cada deu parelles té problemes d'infertilitat Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
CLONATGE CEL·LULAR
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Reproducció assistida: ●
Tractaments hormonals: ● ●
●
Consisteix a induir la maduració de nous òvuls a l'ovari Cal fer-lo coincidir amb l'ovulació (es determina mitjançant una ecografia) i l'acte sexual
Fecundació in vitro: ●
Consisteix a: 1. Extraure diversos òvuls de la mare 2. Fecundar-los al laboratori amb espermatozoides del pare o d'un donant 3. Al cap de 12-15 hores comença a dividir-se l'embrió 4. Es transfereix l'embrió amb 8-16 cèl·lules a l'úter perquè s'implanti i prossegueixi el seu desenvolupament
●
Els embrions sobrants no transferits: ● ●
Es conserven congelats per repetir el procés si cal Segons la legislació, al cap de 4 anys poden ser donats amb finalitats reproductives a altres parelles o per a recerca Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
CLONATGE CEL·LULAR
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Fecundació in vitro
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
CLONATGE CEL·LULAR
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Reproducció assistida: ●
Transferència de gàmetes a les trompes de Fal·lopi: ●
●
●
Ofereix bons resultats, ja que les trompes de Fal·lopi proporcionen un ambient més favorable per a la fecundació
Inseminació artificial: ●
●
●
És semblant a la reproducció in vitro, però la mescla d'òvuls i esperma es transfereix immediatament a les trompes de Falllopi perquè la fecundació es produeixi allà
És la tècnica més senzilla i utilitzada quan els problemes d'infertilitat no són greus Consisteix a dipositat la mostra d'esperma directament a l'úter de la dona
Infertilitat greu: no producció d'òvuls ●
●
S'utilitza l'òvul d'una dona donant i es fecunda amb l'esperma de la parella de 1a dona on es transfereix La donació d'òvuls és un procés complicat i requereix un tractament hormonal previ Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
CLONATGE CEL·LULAR
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Inseminació artificial
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
CLONATGE CEL·LULAR
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Reproducció assistida
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
CLONATGE CEL·LULAR
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●Reproducció assistida
Jose Sanahuja
Ciències per al món contemporani 1r Batxillerat
LA BIOÈTICA
U4. LA REVOLUCIÓ GENÈTICA I LA BIOTECNOGIA
●La bioètica: ●
És la disciplina que tracta dels aspectes ètics relacionats amb les aplicacions de la biomedicina i la biotecnologia
●Organismes genèticament modificats (OGM): ●
Encara no se sap les conseqüències que es poden derivar de la utilització dels OGM, perquè com a mínim han passar 50 anys per veure-les
●Teràpia gènica: ●
Només està permesa la teràpia gènica somàtica, és a dir, la que es duu a terme en les cèl·lules, teixits i òrgans diferents dels gàmetes
●
Cap legislació no permet practicar la teràpia gènica en els gàmetes, ja que això sí que podria modificar de manera permanent el patrimoni genètic de la descendència
●Genoma humà: ●
Conèixer el perfil genètic d'una persona pot tenir conseqüències laborals i econòmiques (assegurances de vida, hipoteques, ...)
●
Actualment, és legal patentar els gens, és a dir, el coneixement de la funció dels gens per a la producció de nous fàrmacs Jose Sanahuja