Biotecnología para no biotecnologos

Segundo semestre de 2012

AGENDA

� Teorías de la evolución.� Clasificación Dominios

Archeae.Bacteria.Eucarya.

� Aplicaciones biotecnológicas.� Dogma central de la biología molecular

Teorías de la evolución.

Teorías de la evolución.

� La teoría del BIG BANG o gran explosión � La Teoría del Estado Estacionario � La Teoría del Universo Pulsante � Teoría de Darwin - selección natural � Creacionismo y otros conceptos teológicos

de la evolución

� http://www.youtube.com/watch?v=R3-OcZF8-Fc&feature=grec_index� http://www.youtube.com/watch?v=Eguq80W9f88&feature=fvsr

� Origen de la vida� http://www.youtube.com/watch?v=1-FbUNO2UzA

Clasificación de los dominios.

Linneo 1735

2 reinos

Haeckel 1866

3 reinos

Chatton 1937

2 imperios

Copeland 1956

4 reinos

Whittaker 1969

5 reinos

Woese et al. 1977

6 reinos

Woese et al.

1990 3 dominios

Cavalier-Smith 1998]

2 imperios y 6 reinos

Eubacteria Bacteria Prokaryota Monera Monera

Archaebacteria Archaea Bacteria

Protozoa (no tratados) Protista

Protista Protista Chromista Protista

Fungi Fungi Fungi Vegetabilia Plantae

Plantae Plantae Plantae Plantae Animalia Animalia

Eukaryota

Animalia Animalia Animalia

Eukarya

Animalia

Comparación de las secuencias de los genes ribosomales 16S y 18S. Carl R. Woese.

Tienen membranas compuestas de lípidos unidos con glicerol mediante enlaces éster.

FISION BINARIA

TIEMPO DE GENERACIÓN EN CONDICIONES ÓPTIMAS

Organismo Tiempo Generación (min)� Bacillus cereus 28� Escherichia coli 12.5� Staphylococcus aureus 27-30� Mycobacterium tuberculosis 792 – 932

� Poseen genes y rutas, cercanas a las de los eucariotas, (transcripción y traducción).

� Los lípidos se unen al glicerol mediante enlaces éter.Tienen una resistencia química superior.

� Los isoprenoides son los que utilizan para producir fosfolípidos. Estas cadenas ramificadas podrían ayudar - T°.

� Finalmente, en algunas arqueas la bicapalipídica es sustituida por una única monocapa. Fusionan las colas de dos moléculas fosfolipídicas independientes en una única molécula con dos cabezas polares.

� Ej: los lípidos de Ferroplasma.

Halobacteria sp. 5 µm.

� Las arqueas explotan variedad, de compuestos orgánicos comunes como los azúcares, hasta el uso de amoníaco, iones de metales o incluso H como nutrientes.

� Las arqueas (las halobacterias) utilizan la luz solarcomo fuente de energía, y otras especies de arqueas fijan C, sin embargo, no se conoce ninguna especie de arquea que sea capaz de ambas.

� Las arqueas se reproducen asexualmente

se dividen por fisión binaria, fragmentación o gemación;

no forman esporas.

� las arqueas se consideraban extremófilos, se les ha observado en una gran variedad de hábitats.

� Las Archaea se encuentran en el plancton. Un papel importante tanto en el ciclo del C como en el ciclo del N.

� No se conocen ejemplos claros de arqueas patógenas o parásitas, pero suelen ser mutualistas o comensales.

� Ejemplos las arqueas metanógenas que viven en el intestino de humanos y rumiantes, contribuyen a digerir el alimento.

Las arqueas metanógenos son utilizados para producir biogás y como parte del proceso de depuración de aguas.Las enzimas de arqueas extremófilas son capaces de resistir temperaturas elevadas y solventes orgánicos, siendo por ello utilizadas en biotecnología

las metanógenas son arquea que no necesitan oxígeno para vivir, les basta con CO2 e H, y producen gas natural metano al obtener energía para sus procesos

biológicos

Lynn Margullis - 1967

es generar energía para mantener la actividad celular mediante procesos de respiración aerobia.

Clorofila: fotosíntesis

Las células cómo funcionanhttp://www.youtube.com/watch?v=IKcK29LwY8g

Comparación

Estructura/Proceso en Eucariotas en Procariotas

Membrana nuclear Presente Ausente

ADN Combinado con proteínas (histonas) Desnudo y circular

Cromosomas Múltiples Único

División celular Mitosis o Meiosis Fisión binaria

Mitocondria Presentes (con ribosomas 70S) Ausente. Los procesos bioquímicos equivalentes tienen lugar en la membrana citoplasmática.

Cloroplasto Presentes en células vegetales (con ribosomas 70S)

Ribosomas 80S (a 60S y 40S sus subunidades) 70S (a 50S y 30S sus subunidades)

Pared celular Presente en vegetales, constituida por celulosa o por quitina en hongos

Presente, constituida por mureína

Nucléolos Presentes Ausentes

Retículo endoplásmico Presente Ausente

Órganos de locomoción

Cilios y flagelos que al corte transversal presentan una distribución característica de microtúbulos: 9 + 2

Flagelos sin estructura 9+2

Es la secuencia cíclica de procesos de una célula eucariota que conserva la capacidad de dividirse. Tiempo de regeneración .

La división celular mitótica produce dos células hijas

genéticamente idénticas a la célula original.

Las fases de la división nuclear son cinco:

� Profase

� Prometafase

� Metafase

� Anafase

� Telofase

http://highered.mcgrawhill.com/olc/dl/120074/bio17.swfhttp://www.stolaf.edu/people/giannini/biological%20anamations.htmlhttp://www.bioygeo.info/AnimacionesBio2.htm#Transcripcionhttp://highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120074/bio19.swfhttp://www.unf.edu.ar/frn/Documents/MatCatedra/Zootecnia/Biologia/procariotas.pdf

�Reducción del número de cromosomas� Segregación al azar de los cromosomas � Recombinación genética por intercambio de segmentos cromosómicos

Los procesos esenciales de la meiosis consisten en:

Comparación Mitosis y Meiosis

http://www.youtube.com/watch?v=tYDgGgSGQuQ&feature=related

DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGIA MOLECULAR

Conformación del DNA

� http://www.youtube.com/watch?v=fC_h0zWM1us&NR=1� http://www.youtube.com/watch?v=itUMP0wtN5c

DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGIA MOLECULAR

http://www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/molgenetics/dna-rna2.swf

Replicación

http://www.youtube.com/watch?v=-EGKrYdQEHQ

http://www.youtube.com/watch?v=P4MLjyZasJo

Traducción

http://www.youtube.com/watch?v=itUMP0wtN5chttp://www.youtube.com/watch?v=FNqmh4PoMPQ

Procesamiento información genética en Procariotas vs Eucariotas.

http://highered.mcgrawhill.com/olc/dl/120077/bio25.swf

Evasión al dogma

� Transcriptasa inversa: Retroviridae y Caulimoviridae,

transcriptasa inversa, que tiene como molde ARN.

� Traducción en sistemas libres de ARN: obtener proteína in vitro y en ausencia de ARN, por lectura directa del ADN mediante ribosomas, en un entorno en presencia del quimioterápiconeomicina.

� Priones:

Los priones son proteínas que tiene alterada su estructura terciaria, teniendo un incorrecto plegamiento.

CÓDIGO GENÉTICO

Mecanismos de reparaciónTIPOS DE MUTACIONESPuntuales y pseudopuntuales cambios de una base� transiciones: Purina por purina y pirimidina por

pirimidina � transversiones: Purina por pirimidina y pirimidina por

purina desfases (cambio en el n°).� deleción � inserción http://www.cienciaybiologia.com/bgeneral/mutacion-reparacion-adn.htmCromosómicas� deleciones � duplicaciones � inversiones � translocaciones

http://www.youtube.com/watch?v=LfUmrX-7WDo

Ejercicio

� Consulta personal:http://learn.genetics.utah.edu/es/units/basics/transcribe/APA format:

Genetic Science Learning Center (1969, December 31) Transcribe y traduce un Gen. Learn.Genetics. Retrieved February 25, 2012, fromhttp://learn.genetics.utah.edu/es/units/basics/transcribe/

5¨ATTACGATCTGCACAAGATCCT3¨

Replique ,Transcriba y traduzca la siguiente secuencia

Conjunto de técnicas que utilizan organismos vivos o sustancias provenientes de estos, para: Elaborar o modificar un producto; mejorar plantas o animales y desarrollar microorganismos de usos específicos

Biodiversidad y recursos genéticos Bioprospección

Productos

Biotecnología