Biotecnología

BIOTECNOLOGIA

1. LA TECNOLOGIA DE L’ADN RECOMBINANT

La tecnologia de l’ADN recombinant, o enginyeria genètica és un conjunt de tècniques que ens permeten localitzar, aïllar, sintetitzar, manipular, recombinar i transferir a les cèl•lules seqüències específiques d’ADN.

L’ADN recombinant fa la construcció de molècules d’ADN formades per combinació de fragments d’ADN d’organismes diferents.

2. TÈCNIQUES RELACIONADES AMB L’ENGINYERIA GENÈTICA

Passos:

1. Tècniques per tallar i unir fragments d’ADN: endonucleases de restricció

Les endonucleases de restricció (enzims), tallen l’ADN en seqüències específiques, generant fragments d’ADN anomenats fragments de restricció. Aquests fragments d’una sola cadena, extrems cohesius, tendeixen a associar-se amb altres fragments d’extrems amb seqüències complementàries.

2. Localització de seqüències específiques d’ADN: hibridació

Un cop aconseguits els fragments de restricció, el mètode més emprat es la hibridació de l’ADN, en que dues molècules de cadena senzilla amb seqüències complementàries de nucleòtids formen un híbrid de doble cadena.

3. Síntesi de molècules d’ADN recombinants

Per obtenir una molècula d’ADN recombinant s’obtenen fragments d’ADN amb extrems cohesius complementaris que es poden associar entre si. Els fragments d’ADN s’uneixen per mitjà de l’enzim ADN ligasa.

4. Producció de còpies d’ADN

Clonatge de l’ADN

Per estudiar i manipular gens i transferir-los entre organismes calen còpies d’aquest gen.

El clonatge d’un gen consisteix a inserir-lo en un vector de clonatge per poder-lo introduir en una cèl•lula hoste, en la qual pot ser copiat i mantingut.

Els vectors de clonatge són molècules d’ADN que tenen la capacitat d’entrar en una cèl•lula i de replicar-s’hi.

Per al clonatge de fragments d’ADN petits, els vectors més utilitzats són els plasmidis, molècules d’ADN circulars que es poden autoreplicar en bacteris, en reproduir-se, amplifiquen el nombre de plasmidis amb el gen d’interès.

Reacció en cadena de la polimerasa: PCR

Aquesta tècnica per replicar molècules monocatenàries d’ADN, encebadors, serveixen perquè l’ADN polimerasa iniciï la replicació en els punts de l’ADN que ens interessa.

Per dur a terme la PCR es necessiten:

• Fragment d’ADN; que es vol amplificar

• Encebadors

• Un enzim d’ADN polimerasa

• Els quatre tipus de desoxiribonucleòtids trifosfat

Aquests reactius es mesclen, seguint uns cicles de tres etapes:

1) Desnaturalització: s’eleva la temperatura per separar les cadenes del fragment d’ADN que es vol amplificar.

2) Hibridació: es disminueix la temperatura permetent la hibridació dels encebadors amb les seqüències complementàries en cada una de les cadenes.

3) Elongació: s’augmenta la temperatura a la qual l’ADN polimerasa s’activa i sintetitza les noves cadenes d’ADN.

I, es repeteix el cicle complet.

5. Llibreries de gens clonats

La llibreria genòmica o genoteca, és el conjunt de tots els fragments d’ADN clonats a partir d’un genoma.

Per produir aquestes llibreries d'ADN hi ha tres tipus de vectors:

1er tipus: Els plasmidis

2n tipus: Els virus bacteriòfags o fags

3r tipus: Un cromosoma artificial de bacteris o BAC

6. Les cèl•lules i els organismes recombinants com a productors de proteïnes

Les cèl•lules i els organismes obtinguts per mitjà de tecnologies de l’ADN s’utilitzen per crear diferents productes, fonamentalment proteïnes.

3. LES APLICACIONS DE LES TECNOLOGIES DE L’ADN: BIOTECNOLOGIA

Les tecnologies de l’ADN tenen nombroses aplicacions pràctiques: mèdiques i forenses, la modificació genètica d’animals i plantes, l’alimentació i la producció de productes comercials i el medi ambient.

4. APLICACIONS DE LA BIOTECNOLOGIA A LA BIOMEDICINA

1. Eines biotecnològiques per al diagnòstic clínic

Els biosensors utilitzats per al diagnòstic

Un biosensor és un dispositiu d’anàlisi, sensor, que utilitza un ésser viu o producte derivat d’un ésser viu, com són anticossos o enzims; que permeten modificar de manera específica una substància continguda en una mescla complexa com ara la sang o l’orina.

Tractaments personalitzats: bioxips

Un bioxip s’utilitza per identificar molècules d’ARN o d’ADN contingudes en una mostra determinada (com pot ser un teixit d’un tumor, per al diagnòstic clínic i en terapèutica).

2. Diagnòstic de malalties

Malalties genètiques

La utilització de diagnòstic molecular en individus am malalties gèniques permet aplicar tractaments preventius o modificar hàbits o les dietes que poden retardar o evitar el desenvolupament d’algunes patologies gèniques.

Diagnòstic i tractament del càncer

Possibilita noves formes de diagnòstic; no tan sols la detecció precoç de les cèl•lules malignes, sinó també fer-ne millor classificació.

3. Aplicacions terapèutiques

Teràpia gènica

4. Cèl•lules mare. Un futur ple d’esperances

...