BIOTECNOLOGÍA
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BIOTECNOLOGÍA
I. Introducción
II. Historia de la Biotecnología
III. Concepto de Biotecnología
IV. Ventajas y Problemas de la Biotecnología
V. El funcionamiento molecular de los seres vivos
VI. Algunas aplicaciones biotecnológicas
VII. Cuestiones socioculturales y éticas
http://www3.usal.es/dbbm/cts/cts.htm
Motor lineal- Resistente y de fácil mantenimiento- Diseño optimizado por pruebas de campo amplísimas- Basado en el principio de Célula de combustible- Utiliza combustibles diversos, baratos y fáciles de obtener- Rápida puesta en marcha (ms) con baja potencia de standby- Construcción modular que permite soluciones a medida- Dos tipos de control: Interruptor externo y modo autónomo- Extras opcionales:
- Servocontrol integrado- Generación térmica
Sigue
- Comestible: infinidad de variedades y recetas
El Proceso Haber
N2 + 3H2 2NH3
(Alta temperatura y presión, catalizadores metálicos)
Fijación biológica del nitrógeno
N2 + 8e- + 8H+ + 16ATP + 16 H2O
2NH3 + H2 +16 ADP + 16 Pi + 16 H+
(Temperatura del suelo, presión atmosférica, enzimas)
Clonaciónde un gen
Formación de la tierra
Corteza terrestre, oceánosIndicios de fijación biológica de carbonoPrimer registro fósil: Cianobacterias
Presencia de oxígeno en la atmósfera
EucariotesAlgas pluricelulares
Fauna de EdiacaraExplosión del Cámbrico
Ma 4600
40003800
3600
2900
19001000
700
600
Historia de la Biotecnología
- Neolítico: Agricultura, Ganadería, Fermentaciones artesanales
- Siglo XIX: Naturaleza de las fermentaciones
- Siglo XX: Enzimas, antibióticos yfermentaciones industriales,tecnología enzimática
-Neolítico: Selección artificial de variedades
- Siglo XIX: Naturaleza de la herencia biológica
- Siglo XX: Naturaleza química del material genético; ingeniería genética
Biotecnología: concepto y tipos
(a) Organismos pluricelulares completos, o sus poblaciones
- Agricultura y Ganadería
(b) Organismos unicelulares en cultivo
- Procesos fermentativos: artesanales e industriales
Utilización de procesos biológicos enla actividad productiva: industrial, de la salud, etc.
Sigue
(c) Células individuales aisladas
- Técnicas de reproducción asistida, clonación- Producción de organismos transgénicos- Producción de anticuerpos monoclonales- Células inmovilizadas en procesos industriales
(d) Componentes celulares aislados
- Ácidos nucleicos (Ingeniería Genética)- Proteínas (Tecnología enzimática, etc.)
Ventajas de la Biotecnología
1. Bajo consumo energético
2. Facilidad de acceso a materias primas (producción in situ)
3. Contrastados y probados a lo largo de toda la Evolución Biológica
4. Especificidad
5. Sustentabilidad medioambiental
Inconvenientes de la Biotecnología
1. Requerimiento de muy alta tecnología y personal altamente cualificado
2. Inversiones de alto riesgo
3. Consecuencias biológicas y medioambientales difícilmente predecibles
4. Problemas éticos
Procariotes: Eubacterias y Arquebacterias
Eucariotes:
Célula tipo
Evolución por Selección Natural
Ácido desoxirribo-nucleico, DNA
Brookhaven Proten
Databank File
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Lenguaje DNA
Cuatro letras: A, T, G, C (que representan a los cuatro nucleótidos)
El Dogma Central
DNA
RNA
Proteína
MTMITDSLAVVLQRRDWENPGVTQLNRLAAHPPFASWRNSEEARTREQWIMNCCPPTLTDRPSQQLRSLNGEWRFAWFPAPEAVPESWLECDLPEADTVVVPSNWQMHGYDAPIYTNVTYPITVNPPFVPTENPTGCYSLTFNVDESWLQEGQTRIIFDGVNSAFHLWCNGRWLGYGQDSRLPSEFDLSAFLRAGENRLAVMVLRWSDGSYLEDQDMWRMSGIFRDVSLLHKPTTQISDFHVATRFNDDFSRAVLEAEVQMCGELRDYLRVTVSLWQGETQVASGTAPFGGEIIDERGGYADRVTLRLNVENPKLWSAEIPNLYRAVVELHTADGTLIEAEACDVGFREVRIENGLLLLNGKPLLIRGVNRHEHHPLHGQVMDEQTMVQDILLMKQNNFNAVRCSH
Lenguaje Proteína
20 letras (todas las del alfabeto excepto B, J, O, U, X y Z) que representan a los 20 aminoácidos
Tres letras en lenguaje DNA se traducen a una letra en lenguaje proteína
Proteínas:
Estructura 3D deMioglobina
Brookhaven Proten
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Modelo de Interacción Estereoquímica
Centro activo de la aldolasa
Brookhaven Proten
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Acctimmune (gamma interferon) Genentech, Inc.Autorizado el uso en Enfermedad Crónica Granulomatosa
Alferon N Interferon Sciences, Inc.Autorizado el uso en papiloma genital
Engerix-B SmithKline BeechamAutorizado como vacuna contra hepatitis B
Intron A (alpha-interferon) Schering-Plough Corp.Autorizado en leucemias, verrugas genitales, sarcoma de Kaposi-SIDA, hepatitis B y hepatitis no-A no-B
Recombivax HB Merck & Co.Autorizado como vacuna preventiva de hepatitis B
Antivíricos
Adagen (adenosine deaminase) Enzon, Inc.Autorizado su uso pediátrico en inmunodeficiencias congénitas.
Betaseron (recombinant interferon beta 1-B) Berlex Laboratories/Chiron Corp.Autorizado en el tratamiento de esclerosis múltiple
Ceredase (alglucerase) Genzyme Corp.Autorizado su empleo en enfermedad de Gaucher tipo 1
Cerezyme (imiglucerase) Genzyme Corp.Autorizado su empleo en enfermedad de Gaucher tipo 1
Pulmozyme (Dnase) Genentech, Inc.Autorizado su empleo en fibrosis quística
Terapia sustitutiva en enfermedades hereditarias
Leukine (yeast-derived GM-CSF) Immunex Corp.Autorizado en transplante autólogo de médula ósea
Neupogen Amgen Ltd.Autorizado en neutropenias yatrogénicas
Oncaspar (pegaspargase) Enzone/Rhone‑Poulenc RorerAutorizado en leucemia linfoide crónica
Proleukin, IL-2 Chiron Corp.Autorizado su uso en carcinoma renal
Roferon-A (recombinant alfa-interferon) Hoffman-La RocheAutorizado para leucemias y sarcoma de Kaposi asociado al SIDA
Cáncer y Leucemia
Activase (recombinant alteplase) Genentech, Inc.Autorizado en infarto de miocardio y embolia pulmonar
Fibrinolíticos
Epogen (epoetin alfa) Amgen Ltd.Autorizado para anemias asociadas a insuficiencia renal y pacientes de SIDA tratados con Retrovir
Procrit (epoetin alfa) Ortho BiotechAutorizado para anemias asociadas a insuficiencia renal y pacientes de SIDA tratados con Retrovir
Eritropoyetina
KoGENate (antihemophiliac factor) Miles, Inc.Autorizado para uso en Hemofilia A
Recombinate rAHF (recombinant antihemophiliac factor) Baxter HealthcareAutorizado para el uso en hemofilia A (obtenido por ingeniería genética)
Humatrope (somatropin) Eli Lilly & Co.Autorizado para el tratamiento de insuficiencia en hormona de crecimiento
Protropin (somatrem) Genentech, Inc.Autorizado para el tratamiento de insuficiencia en hormona de crecimiento
Humulin (recombinant human insulin) Eli Lilly & Co.Autorizado en el tratamiento de la diabetes
Hormona del crecimiento
Insulina
Factor VIII (Factor antihemofílico A)
Algunas aplicaciones de la Biotecnología, 1
- Bancos de secuencias de DNA y Proteínas
- Secuenciación de genomas completos
- Aplicaciones forenses
- Aplicaciones diagnósticas
- Terapia génica
Algunas aplicaciones de la Biotecnología, 2
- Nuevos tipos de alimentos
- Control medioambiental
- Resistencia a plagas y enfermedades
- Aclimatación vegetal
- Reproducción monocelular en vegetales
Algunas aplicaciones de la Biotecnología, 3
- Procesos industriales enzimáticos:
* Industrias del almidón* Detergentes* Industrias lácteas* Industrias de la fruta* Antibióticos
- Biosensores y biochips
Substrato
Producto
Enzima inmovilizada
Membrana semipermeable
Membrana de Teflon
Cátodo
Anodo
Biosensores
Cuestiones socioculturales y éticasplanteadas por la Biotecnología
- Los medios de comunicación
- Polémica sobre organismos transgénicos
- El Ciudadano y el Científico
- La epidemia de SIDA
- La preocupación medioambiental
- Los fundamentalismos en auge
- Nuevos problemas no previstos