Existe también una técnica, denominada muta génesis generalizada, que permite seleccionar mutantes generados al azar para lo que se producen muchas variantes de la misma proteína, cada una de ellas mutada en un aminoácido, pero en sitios diferentes. Así, porque se deseaba incrementar la resistencia a la temperatura de cierta enzima, la Noemicita fosfotransferasa, capaz de inducir resistencia al antibiótico kanamicina, se llevó a cabo una muta génesis generalizada del gen, se transfirió la población de genes mutantes a un huésped termo resistente y se seleccionaron las colonias bacterianas capaces de crecer, en presencia del antibiótico, a temperaturas elevadas.
También ha sido posible cambiar la especificidad de sustrato de numerosas enzimas bacterianas utilizando este procedimiento. Sin embargo, aunque la muta génesis generalizada es una herramienta importante para la búsqueda de proteínas con propiedades mejoradas, su aplicación depende, estrictamente, de la disponibilidad de un protocolo riguroso de selección de la proteína de interés, el cual, en muchos casos, puede ser difícil de diseñar.
En ocasiones, la muta génesis se utiliza como herramienta complementaria de otras, para lo cual se intenta realizar substituciones que no afecten la conformación y la funcionalidad de la proteína. Por ejemplo, se ha diseñado un método para estudiar intermediarios del plegamiento de una proteína, que utiliza una reacción química cuyo efecto es inducir rupturas en regiones próximas a un residuo de cisteína. Debido a su complejidad, sólo puede ser aplicado a proteínas con una cisteína. La muta génesis sitio-dirigida, sin embargo, permite ampliar enormemente las posibilidades de esta técnica, por la vía de introducir restos de cisteína en diferentes lugares de la cadena polipeptídica, de manera que las etapas de plegamiento pueden investigarse en distintos dominios de la proteína. La condición es que la cisteína introducida no afecte las propiedades estructurales y funcionales de la proteína en su estado nativo, lo cual puede verificarse por métodos bioquímicos y biofísicos.
Mientras que el objetivo de largo alcance de la ingeniería de proteínas es poder obtener substancias que se caractericen por poseer atributos predeterminados, definidos por su interés práctico, la cuestión fundamental en lo inmediato es dilucidar las relaciones entre la estructura y la función de las proteínas. Este ha sido el objetivo de muchos químicos y bioquímicos durante décadas, pero en los últimos años han cambiado la eficiencia y la precisión con las que pueden llevarse a cabo las modificaciones, así como los niveles de resolución con que se puede trabajar en la escala molecular. Las nuevas técnicas, además de acercarnos a los resultados prácticos buscados, contribuyen a generar los conocimientos fundamentales que permitirían convertir la ingeniería de proteínas en una realidad.
Ingeniería genética
Introducción:
La ingeniería genética es la tecnología de la manipulación y transferencia de ADN de un organismo a otro, que posibilita la creación de nuevas especies, la corrección de defectos genéticos y la fabricación de numerosos compuestos.
En 1973 los investigadores Stanley Cohen y Herbert Boyer producen el primer organismo recombinando partes de su ADN, es lo que se considera el comienzo de la ingeniería genética. En 1997 se clona el primer mamífero, la Oveja Dolly.
Actualmente la Ingeniería Genética está trabajando en la creación de técnicas que permitan solucionar problemas frecuentes de la humanidad como, por ejemplo, la escasez de donantes para la urgencia de trasplantes. En este campo se están intentando realizar cerdos transgénicos que posean órganos compatibles con los del hombre.
El ADN es una base fundamental de información que poseen todos los organismos vivos, hasta el más simple y pequeño. Esta información está a su vez dividida en determinada cantidad espacios llamado loci (plural) o locus (singular); que es donde se encuentra insertado los genes, que varían dependiendo de la especie. A su vez, cada gen contiene la información necesaria para que la célula sintetice una proteína, por lo que el genoma y, en consecuencia, el proteoma, van a ser los responsables de las características del individuo.
Los genes controlan todos los aspectos de la vida de cada organismo, incluyendo metabolismo, forma, desarrollo y reproducción. Por ejemplo, una proteína X hará que en el individuo se manifieste el rasgo de "pelo oscuro", mientras que la proteína Y determinará el rasgo de "pelo claro".
Vemos entonces que la carga genética de un determinado organismo no puede ser idéntica a la de otro, aunque se trate de la misma especie. Sin embargo, debe ser en rasgos generales similar para que la reproducción se pueda concretar, ya que una de las propiedades más importantes del ADN, y por la cual se ha dicho que fue posible la evolución, es la de dividirse y fusionarse con el ADN de otro individuo de la misma especie para lograr descendencia diversificada.
Antecedentes y surgimiento:
Aunque la Genética es la base de toda la Biología, su desarrollo como ciencia es de los más tardíos. Veamos esquemáticamente algunos eventos esenciales para entender el surgimiento de la tecnología del ADN recombinante:
A partir de 1865, Mendel establece las bases de la genética. En sus famosos experimentos con el guisante, descubrió el modo de transmisión de ciertos caracteres desde una generación a las siguientes, y su "mezcla" en el aporte materno y paterno.
Los hallazgos de Mendel permanecieron en el olvido hasta 1900, cuando sus leyes son redescubiertas por Correns, De Vries y Tschermarck.
En 1909 se acuña el término "gen" (o gene) para referirse a la entidad hipotética responsable de los rasgos observables.
En 1913 se obtiene el primer mapa genético, con 6 genes.
En 1920 Morgan y Muller establecen su Teoría cromosómica de la herencia: los genes, localizados en los cromosomas, son las auténticas unidades de la herencia, tanto unidades de variación como unidades de transmisión. Es decir, la herencia presenta un doble aspecto: el de la transmisión de los caracteres (estudiado por las leyes de Mendel) y el de la expresión, es decir, el genotipo (conjunto de genes) determina el fenotipo (rasgos observables).
Pero la naturaleza del material genético fue objeto de polémicas durante mucho tiempo, hasta que entre los años 40 y primeros 50 una serie de autores (Avery y colaboradores, Hershey y Chase, etc.) establecen firmemente que el material de la herencia reside en el ácido desoxirribonucleico (ADN; DNA).
Por esos mismos años, Beadle y Tatum proponen la teoría conocida como "un gen-una enzima", que correlaciona cada unidad genética con el producto de su expresión, es decir cada gen se expresa como una determinada proteína. Desde entonces, se produce la definitiva unión de la genética con la bioquímica.
En 1945, Schrödinger escribe su influyente libro ¿Qué es la vida?, una visionaria fusión de la Teoría de la Información con la Biología, que iba a contribuir poderosamente a la naciente biología molecular, inspirando a profesionales procedentes del campo de las ciencias químico-físicas.
En los 40 y 50 se produce, en efecto, un "desembarco" de físicos y cristalógrafos en el abordaje de cuestiones biológicas. Es la época del florecimiento de técnicas como la difracción de rayos X, la ultracentrifugación y la cromatografía.
En 1951 un joven biólogo estadounidense, James Watson, llega al laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge, para pasar una estadía postdoctoral. Allí se une al inglés Francis Crick, y 18 meses más tarde (primavera de 1953) publican en Nature su modelo tridimensional de la doble hélice del ADN.
El modelo explicaba simultáneamente la herencia y la expresión del material genético. Éste consiste en un lenguaje basado en cuatro "letras", las cuatro bases nitrogenadas adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T).
Se abría en principio una nueva manera de estudiar la base genética de los seres vivos: de dentro (genotipo) a fuera (fenotipo), al revés de lo que se venía haciendo desde Mendel (la observación de la transmisión del genotipo permitía inferencias sobre el genotipo).
A continuación se abre un decenio llamado a menudo la "Edad de Oro de la Biología Molecular", que pone las bases de la comprensión de los procesos básicos de la herencia y de la expresión genética:
Replicación del ADN: papeles de la ADN-polimerasa, los cebadores (primers), el molde.
Transcripción: una de las cadenas de ADN es copiada por la ARN-polimerasa hasta un ARN mensajero
El ARN mensajero es leído (traducido) por los ribosomas para dar una proteína. De este modo, el mensaje lineal del ADN se convierte en el mensaje tridimensional de la configuración de la proteína
El "Dogma Central" de la Biología Molecular: la información fluye unidireccionalmente en sentido ADN -> ARN -> proteína.
El desciframiento del código genético: el lenguaje del ADN consta de "palabras" de tres letras (nucleótidos), llamadas codones. Cada codón tiene un equivalente en el lenguaje de la proteína, significando uno de los 20 aminoácidos. El código genético está "degenerado", es decir, tiene cierto grado de redundancia: algunos de los aminoácidos pueden venir determinados por más de un codón. Existen 64 codones, de los cuales tres carecen de sentido: no tienen equivalente aminoácido, y en vez, sirven como señales de parada de la traducción del mensajero.
Jacob y Monod estudian en profundidad un sistema de expresión y regulación genética en la bacteria Escherichia coli: desarrollan su concepto del operón, como unidad de expresión y regulación a nivel de transcripción.
Tras la "Edad de Oro", empiezan a surgir algunas sorpresas que desafiaban ideas fuertemente establecidas:
Los genes eucarióticos son "discontinuos": están compuestos por una alternancia de segmentos que entrarán a formar parte del ARNm maduro (exones) y segmentos que se eliminan (intrones). Este proceso de maduración del ARN se denomina corte-y-empalme (splicing).
Algunos virus (retrovirus) poseen material genético de ARN, que es convertido a ADN por una enzima llamada reversotranscriptasa.
Se confirman los tempranos (y semiolvidados) estudios de Barbara McClinctock: hay segmentos del material genético capaces de moverse de un lado a otro de los genomas (elementos genéticos transponibles). El material genético es más dinámico y cambiante de lo que se había sospechado.
Pero aparte de estos avances básicos, a finales de los años 60, seguía pendiente de plasmación una de las expectativas abiertas por el descubrimiento de la estructura del ADN: ¿cómo llegar a "tocar" el ADN?, ¿cómo estudiar cada gen por separado, aislándolo físicamente de los demás?, ¿cómo determinar su secuencia de bases?
Durante mucho tiempo, lo único que se podía secuenciar era ARN:
Desde 1964 se secuencian algunos ARN transferentes, que constan de 75 a 85 bases.
Los métodos se fueron perfeccionando, de modo que en 1975 se pudo conocer la secuencia de un minúsculo genoma: el ARN del virus bacteriano Fi-X-174 (unos 4000 nucleótidos).
Sin embargo, para estudiar genes había que ser capaces de aislarlos uno a uno a partir del cromosoma, que es demasiado grande para su manipulación inmediata. Pero no se habían descubierto nucleasas específicas capaces de cortar en puntos determinados del ADN para generar fragmentos discretos y homogéneos. Ante este estado de cosas, algunos líderes de la Edad de Oro, consideraron que los problemas básicos de la biología molecular estaban resueltos, y decidieron migrar a otras áreas de conocimiento (biología del desarrollo, neurobiología, etc).
Como tantas veces ocurre en la ciencia, fue una humilde línea de investigación básica la que abrió definitivamente el camino a la manipulación del ADN:
En 1953 se descubrió el fenómeno llamado de restricción: ciertos fagos (virus bacterianos) que parasitan a E. coli podían desarrollarse en ciertas cepas de esta bacteria, pero no podían hacerlo en otras (se dice que están "restringidos" en determinadas cepas).
A finales de los 60, Werner Arber, en Basilea, descubre las enzimas de restricción responsables de ese fenómeno: la cepa de bacteria restrictiva produce unas endonucleasas ("enzimas de restricción, o restrictasas") que escinden el ADN del fago crecido en otra cepa diferente.
Esas primeras enzimas de restricción eran inespecíficas en cuanto al sitio del ADN donde cortaban, pero en 1970 Hamilton Smith, en Baltimore, descubre un nuevo tipo de enzima de restricción totalmente específica: capaz de reconocer una determinada secuencia de ADN, de unos pocos pares de bases, y de cortar en ambas cadenas en lugares concretos.
Algunas restrictasas reconocen como secuencia diana un trecho de 4 pares de bases (pb).
Otras restrictasas reconocen secuencias de 6 pares de bases.
Se han descubierto restrictasas que cortan tras reconocer secuencias más largas.
Las dianas de la mayoría de las restrictasas de este tipo son secuencias palindrómicas, es decir, "capicúas" (nota: la ´ señala el punto de corte). Ej:
5'-G´GAACC-3'
3'-GGTTG´G-5'
Muchas de estas restrictasas cortan en cada cadena en lugares separados del centro geométrico de la diana (como en el ejemplo anterior), de modo que generan extremos protuberantes.
Los extremos protuberantes de distintos fragmentos de ADN generados con la misma restrictasa (incluso de fragmentos de especies distintas), tienen tendencia, al mezclarlos, a emparejarse entre sí por puentes de hidrógeno (siguiendo las reglas de emparejamiento A-T y G-C).
Si ahora añadimos la enzima ADN-ligasa a la mezcla de fragmentos de ADN de orígenes diferentes, se repararán los enlaces fosfodiésteres. Esto es lo que realizaron por primera vez Mertz y Davis en 1972, y enseguida se dan cuenta de que ello podía constituir la base para la producción de moléculas recombinantes in vitro, con material genético de diferentes especies.
Pero este ADN recombinante, generado en el tubo de ensayo, es inerte, no es más que una macromolécula híbrida que por sí sola no hace nada.
Si queremos que el ADN recombinante haga algo, hay que introducirlo en células vivas que sean capaces de expresar su información genética.
Esto nos lleva ya a la idea de lo que es la Ingeniería Genética: la formación in vitro de nuevas combinaciones de material genético, por medio de la inserción de un ADN de interés en un vehículo genético (vector), de modo que tras su introducción en un organismo hospedero el ADN híbrido (recombinante) se pueda multiplicar, propagar, y eventualmente expresarse.
La receta básica de un experimento de Ingeniería Genética
Vamos a ilustrar el concepto de la ingeniería genética con el caso bastante fácil de lograr bacterias que hospeden nuevas combinaciones de ADN:
Partimos de ADN que queremos aislar y estudiar: vamos a llamarlo ADN pasajero
Por otro lado, necesitamos un vehículo genético para transportar y replicar ese ADN: lo llamamos vector. Los vectores son igualmente moléculas de ADN con capacidad de replicarse por sí mismos o de insertarse una vez que se introducen en el organismo adecuado. He aquí una lista de lo que debe poseer idealmente un vector genético:
capacidad de replicación autónoma (es decir, se trata de un replicón), o de integración en el genoma del hospedero.
Marcadores seleccionables: se trata de genes que confieren algún rasgo que se puede rastrear o seleccionar fácilmente en laboratorio. Unos de los más usados son los genes que confieren resistencia a algún antibiótico.
Dianas únicas para al menos una enzima de restricción. En los modernos vectores se ha introducido un trecho de ADN, denominado polilinker, provisto de varias dianas únicas para diferentes enzimas de restricción, de modo que en cada experimento se pueda elegir la que más convenga.
Finalmente, contamos con el organismo anfitrión o huésped. En los primeros tiempos de la I.G. se manipulaban casi exclusivamente bacterias, pero hoy es posible modificar animales y plantas.
Así, pues, el "retrato robot" de un experimento de I.G. podría ser como sigue:
1. Se corta por separado el ADN del organismo a estudiar y el ADN del vector con la misma restrictasa, de modo que se generan extremos compatibles entre sí (mutuamente cohesivos).
2. Se juntan ambos ADNs y se les añade ADN-ligasa: de esta forma, las uniones entre ADN pasajero y ADN del vector se sellan covalentemente, generándose moléculas híbridas (quiméricas o recombinantes).
3. Ahora hay que introducir las moléculas generadas en el organismo huésped. En el caso de bacterias se recurre a una técnica sencilla denominada transformación, que permite la entrada del ADN a través de las envueltas del microorganismo.
4. Finalmente, hay que localizar las bacterias que han captado y han establecido establemente las moléculas híbridas. A menudo este es el paso más laborioso, pero el hecho de que el vector posea uno o varios genes de resistencia favorece al menos la eliminación de las bacterias que no han recibido ADN del vector: basta añadir al medio de cultivo el antibiótico para el que el vector confiere resistencia. Para localizar los transformantes recombinantes, muchos vectores incorporar un gen marcador que produce alguna sustancia coloreada. Si insertamos el gen a aislar dentro de ese marcador, lo rompemos, por lo que las colonias bacterianas no producirán la sustancia coloreada, sino que permanecen incoloras o blancas.
5. El resultado del experimento es la obtención de al menos una colonia (clon) de bacterias que portan la combinación buscada de vector con el inserto de ADN pasajero. Se dice entonces que hemos clonado (=aislado) dicho ADN.
Y como ya sabemos, el primer experimento de este tipo lo realizaron en 1973 Stanley Cohen y Herbert Boyer en la Universidad de California. Se vio que era factible hacer toda clase de experimentos en los que se recombina ADN de organismos totalmente diferentes (bacterias, plantas, animales).
Bioinformática
Bioinformática es una disciplina científica emergente que utiliza tecnología de la información para organizar, analizar y distribuir información biológica con la finalidad de responder preguntas complejas en biología. Bioinformática es un área de investigación multidisciplinaria, la cual puede ser ampliamente definida como la interfase entre dos ciencias: Biología y Computación y está impulsada por la incógnita del genoma humano y la promesa de una nueva era en la cual la investigación genómica puede ayudar dramáticamente a mejorar la condición y calidad de vida humana. Avances en la detección y tratamiento de enfermedades y la producción de alimentos genéticamente modificados son entre otros ejemplos de los beneficios mencionados más frecuentemente. Involucra la solución de problemas complejos usando herramientas de sistemas y computación. También incluye la colección, organización, almacenamiento y recuperación de la información biológica que se encuentra en base de datos.
Según la definición del Centro Nacional para la Información Biotecnológica "National Center for Biotechnology Information" (NCBI por sus siglas en Inglés, 2001):"Bioinformática es un campo de la ciencia en el cual confluyen varias disciplinas tales como: biología, computación y tecnología de la información. El fin último de este campo es facilitar el descubrimiento de nuevas ideas biológicas así como crear perspectivas globales a partir de las cuales se puedan discernir principios unificadores en biología. Al comienzo de la "revolución genómica", el concepto de bioinformática se refería sólo a la creación y mantenimiento de base de datos donde se almacena información biológica, tales como secuencias de nucleótidos y aminoácidos. El desarrollo de este tipo de base de datos no solamente significaba el diseño de la misma sino también el desarrollo de interfaces complejas donde los investigadores pudieran acceder los datos existentes y suministrar o revisar datos
Luego toda esa información debía ser combinada para formar una idea lógica de las actividades celulares normales, de tal manera que los investigadores pudieran estudiar cómo estas actividades se veían alteradas en estados de una enfermedad. De allí viene el surgimiento del campo de la bioinformática y ahora el campo más popular es el análisis e interpretación de varios tipos de datos, incluyendo secuencias de nucleótidos y aminoácidos, dominios de proteínas y estructura de proteínas.El proceso de analizar e interpretar los datos es conocido como biocomputación. Dentro de la bioinformática y la biocomputación existen otras sub-disciplinas importantes: El desarrollo e implementación de herramientas que permitan el acceso, uso y manejo de varios tipos de información El desarrollo de nuevos algoritmos (fórmulas matemáticas) y estadísticos con los cuales se pueda relacionar partes de un conjunto enorme de datos, como por ejemplo métodos para localizar un gen dentro de una secuencia, predecir estructura o función de proteínas y poder agrupar secuencias de proteínas en familias relacionadas." La Medicina molecular y la Biotecnología constituyen dos áreas prioritarias científico tecnológico como desarrollo e Innovación Tecnológica.
El desarrollo en ambas áreas está estrechamente relacionado. En ambas áreas se pretende potenciar la investigación genómica y postgenómica así como de la bioinformática, herramienta imprescindible para el desarrollo de estasDebido al extraordinario avance de la genética molecular y la genómica, la Medicina Molecular se constituye como arma estratégica del bienestar social del futuro inmediato. Se pretende potenciar la aplicación de las nuevas tecnologías y de los avances genéticos para el beneficio de la salud. Dentro de las actividades financiables, existen acciones estratégicas, de infraestructura, centros de competencia y grandes instalaciones científicas. En esta área, la dotación de infraestructura se plasmará en la creación y dotación de unidades de referencia tecnológica y centros de suministro común, como Centros de Bioinformática, que cubran las necesidades de la investigación en Medicina Molecular. En cuanto a centros de competencia, se crearán centros de investigación de excelencia en hospitales en los que se acercará la investigación básica a la clínica, así como centros distribuidos en red para el apoyo a la secuenciación, DNA microarrays y DNA chips, bioinformática, en coordinación con la red de centros de investigación genómica y proteómica que se proponen en el área de Biotecnología. En esta área la genómica y proteómica se fundamenta como acción estratégica o instrumento básico de focalización de las actuaciones futuras.Las tecnologías de la información jugarán un papel fundamental en la aplicación de los desarrollos tecnológicos en el campo de la genética a la práctica médica como refleja la presencia de la Bioinformática médica y la Telemedicina dentro de las principales líneas en patología molecular. La aplicación de los conocimientos en genética molecular y las nuevas tecnologías son necesarias para el mantenimiento de la competitividad del sistema sanitario no sólo paliativo sino preventivo. La identificación de las causas moleculares de las enfermedades junto con el desarrollo de la industria biotecnológica en general y de la farmacéutica en particular permitirán el desarrollo de mejores métodos de diagnóstico, la identificación de dianas terapéuticas y desarrollo de fármacos personalizados y una mejor medicina preventiva.
Anexos
CULTIVO DE CÉLULAS
Si se quiere obtener un cultivo o línea celular de células madre embrionarias como el ejemplo de la imagen, el proceso comienza aislando, con técnicas de microcirugía, la masa celular interna del embrión. Esta masa de células se coloca sobre un soporte de vidrio o plástico donde existe un líquido rico en los nutrientes que necesitan las células para multiplicarse y crecer. Conforme las células van dividiéndose y aumenta su número, se va repitiendo el proceso. Así al final se obtiene una línea celular de células embrionarias. Este cultivo seguirá dividiéndose siempre que se mantenga bajo control el ambiente y se aporten los nutrientes necesarios para crecer.
CULTIVO DE TEJIDOS
La propagación clonal o vegetativa de plantas es una producción a partir de partes vegetativas. Se utilizan tejidos vegetales que conserven la potencialidad de multiplicación y diferenciación celular para generar nuevos tallos y raíces a partir de cúmulos celulares presentes en diversos órganos. Este tipo de propagación tiene esencialmente tres variantes, que son:
1) La micro-propagación a partir de tejidos vegetales en cultivo in vitro;
2) La propagación a partir de bulbos, rizomas, estolones, tubérculos o segmentos (esquejes) de las plantas que conserven la potencialidad de enraizar, y
3) La propagación por injertos de segmentos de la planta sobre tallos de plantas receptivas más resistentes.
USO DE ENZIMAS
Composición de los sustratos específicos en los ingredientes alimenticios.
Adaptado de varias fuentes. MS = Materia seca.El uso de enzimas es una práctica común en las dietas avícolas elaboradas a base de trigo y cebada en todo el mundo; sin embargo, los fabricantes de enzimas han encontrado muchas dificultades para desarrollar productos eficaces y costeables para las dietas preparadas con maíz y pasta de soya, o bien con sorgo y pasta de soya.
USO DE LA FERMENTACIÓN MICROBIANA
Los productos ya ilustrados se generan por medio de diferentes tipos de fermentación. La fermentación láctica (queso, yogurt), fermentación alcohólica (vino, cerveza, alcohol, cigarrillos, chocolate, pan y otros) y la fermentación acética (vinagre).
Un ejemplo de esta tecnología es la producción industrial de eritromicina, antibiótico producido por el actinomiceto gram positivo Saccharopolyspora erythraea bajo fermentación aeróbica utilizando aceite de soya como fuente principal de carbono y acido propionico como precursor. La producción de eritromicina es actualmente llevada a cabo en la planta de Abbott en P.R.
La fermentación microbiana también es un medio de producción de vitaminas. Entre el grupo de vitaminas generadas por este medio podemos encontrar las siguientes: acido ascórbico, riboflavinas, beta-caroteno, vitamina B12, acido fólico y la pro vitamina A. Las de mayor importancia a nivel industrial son: riboflavina, beta-caroteno y vitamina B12.
TECNOLOGÍA DEL HIBRIDOMA
Un hibridoma es una célula híbrida producida inyectando un antígeno específico en un ratón, obteniendo una célula productora de anticuerpos del bazo del ratón y fusionándola con una célula inmune cancerosa de larga vida conocida como célula de mieloma. Las células individuales del hibridoma se clonan y se prueban para encontrar aquéllas que producen el anticuerpo deseado. Sus muchas clonas hijas idénticas secretarán, por un período largo de tiempo, millones de copias idénticas de los anticuerpos "monoclonales" hechos a la medida.
Gracias a la tecnología del hibridoma, los científicos ahora pueden fabricar cantidades grandes de anticuerpos específicos.
INGENIERÍA GENÉTICA
La ingeniería genética les permite a los científicos tomar genes-segmentos de ADN-de un tipo de organismo y combinarlos con los genes de un segundo organismo.
De esta manera, organismos relativamente simples, como por ejemplo, las bacterias o levaduras pueden ser inducidos a fabricar grandes cantidades de proteínas humanas, incluyendo los interferones y las interleuquinas. Ellos pueden fabricar también proteínas de agentes infecciosos, como por ejemplo, el virus de la hepatitis o el virus del SIDA, para su uso en vacunas.
BIOINFORMÁTICA
Los principales esfuerzos de investigación en estos campos incluyen el alineamiento de secuencias, la predicción de genes, montaje del genoma, alineamiento estructural de proteínas, predicción de estructura de proteínas, predicción de la expresión génica, interacciones proteína-proteína, y modelado de la evolución.13
Una constante en proyectos de bioinformática y biología computacional es el uso de herramientas matemáticas para extraer información útil de datos producidos por técnicas biológicas de alta productividad, como la secuenciación del genoma. En particular, el montaje o ensamblado de secuencias genómicas de alta calidad desde fragmentos obtenidos tras la secuenciación del ADN a gran escala es un área de alto interés. Otros objetivos incluyen el estudio de la regulación genética para interpretar perfiles de expresión génica utilizando datos de chips de ADN o espectrometría de masas.
Conclusiones
En este trabajo aprendimos que:
El cultivo de tejidos fue desarrollado a principios de siglo XX como un método de estudio del comportamiento de las células animales, libres de las variaciones sistémicas, y mantenidas en condiciones controladas. Primariamente se limitaba al estudio de las células capaces de migrar fuera del tejido cultivado. Con el desarrollo posterior de las técnicas de disgregado celular y de selección de distintos tipos celulares específicos fue posible obtener cultivos de células aisladas y cultivos enriquecidos en determinado tipo celular.
La utilización empírica de preparaciones enzimáticas en la elaboración de alimentos es muy antigua. Ya que, el cuajo, por ejemplo, se utilizo en la elaboración de quesos desde la prehistoria y todavía se utiliza, mientras que las civilizaciones precolombinas ya utilizaban el zumo de la papaya. Sin embargo, hasta 1897 no quedó totalmente demostrado que los efectos asociados a ciertos materiales biológicos, como el cuajo o las levaduras pudieran individualizarse en una estructura química definida, llamada enzima, aislable en principio del organismo vivo global.
A partir de 1865, Mendel establece las bases de la genética. En sus famosos experimentos con el guisante, descubrió el modo de transmisión de ciertos caracteres desde una generación a las siguientes, y su "mezcla" en el aporte materno y paterno.
En 1909 se acuña el término "gen" (o gene) para referirse a la entidad hipotética responsable de los rasgos observables.
Un hibridoma es una célula híbrida producida inyectando un antígeno específico en un ratón, obteniendo una célula productora de anticuerpos del bazo del ratón y fusionándola con una célula inmune cancerosa de larga vida conocida como célula de mieloma.
La bioinformática se ocupaba sobre todo de la creación de bases de datos de información biológica, especialmente secuencias, y del desarrollo de herramientas para la utilización y análisis de los datos contenidos en esas bases de datos.
La fermentación microbiana tiene un sin número de usos y aplicaciones en la industria hoy día. Ya que mediante la fermentación microbiana se ha logrado la elaboración de diferentes productos como lo son: alimentos, vitaminas, bebidas alcohólicas, productos farmacéuticos, químicos, combustibles, enzimas, biomasa, proteínas, entre otros.
La fermentación microbiana más que todo es utilizada para la fabricación de productos para el consumo humano como comidas, vitaminas, vacunas, antibióticos entre otros y que es el método más aplicado en la biotecnología.
Entre otras cosas…
Autor:
Calderón Porfirio
Carmona Eliana
Jiménez Dayanis
Pinilla Joel
Romero Rafael
Profesora: Esilda Batista G.
Romero Rafael
11 de mayo de 2009
República de Panamá
Ministerio de Educación
Dirección Regional de Los Santos
Instituto Coronel Segundo de Villarreal
Monografía de Biología
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