1. El ADN y la Ingeniería genética
Tema 16

2. Biotecnología
Utilización de los seres vivos para obtener productos
útiles al ser humano
• Producción de alimentos y bebidas (pan, vino, yogurt)
• Obtención de medicamentos
La ingeniería genética puede definirse como un conjunto
de técnicas, nacidas de la Biología Molecular, que
permiten manipular el genoma de un ser vivo.
• Clonación, mapas genéticos,
• Organismos transgénicos, terapia génica

3. Biotecnología
Tecnología del
ADN
recombinante
(década 70)
Utilización de los seres vivos para
Utilización de los seres vivos para
obtener productos útiles al ser
obtener productos útiles al ser
humano
humano
Alimentos
Alimentos
Medicamentos
Medicamentos
Bebidas
Bebidas
Ingeniería genética
No hay modificación de genes
Animales yyplantas
Animales plantas
transgenicas
transgenicas
Si hay modificación de genes

4. Técnicas utilizadas en Ingeniería genética

5. Aplicaciones de la ingeniería genética

6. Nuevas disciplinas surgidas de la ingeniería genética

7. Tecnología del ADN recombinante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Fragmentar y aislar el ADN
Unión a vectores.
Introducción en las células.
Clonación
Búsqueda del clon idóneo.
Análisis del ADN clonado: transferencia Southern,
Secuenciación.
Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)

8. Enzimas de restricción
1. Endonucleasas que cortan el ADN por una secuencia (siempre la misma)
corta y conocida.
2.Posteriormente, los fragmentos de distintos
ADN cortados con la misma enzima se podrán
unir mediante otro enzima, una ADN ligasa

9. Formación de ADN complementario por hibridación
•
•
•
•
Tenemos dos tipos distintos de ADN
Se separan las cadenas de ADN (desnaturalización).
Se devuelven las condiciones adecuadas y se
produce la renaturalización.
Se pueden obtener moléculas híbridas de los dos
tipos de ADN
•
El porcentaje de hibridación está relacionado con el
parentesco evolutivo
•
Estas técnicas permiten localizar enfermedades
genéticas

10. Síntesis de ADNc usando ARNm como molde
Se utiliza el enzima transcriptasa inversa para sintetizar
un ADNc partiendo de un ARNm maduro (sin intrones)
para que pueda ser utilizado luego en bacterias (los
procariotas no realizan un proceso postranscripcional de
eliminación de intrones

11. Clonación de ADN
En ingeniería genética se entiende por clonación la obtención de
múltiples copias de un gen específico o de un fragmento de ADN en
el interior de un organismo hospedador.
Estos organismos deben cumplir las siguientes características:
1.Crecimiento rápido
2.No debe ser patógeno
3.Debe favorecer la entrada del transgén
4.Debe ser muy bien conocido
5.Debe ser fácilmente manipulable
Escherichia coli

12. Vectores de clonación
•
•
•
Son moléculas transportadoras que transfieren y replican fragmentos de
ADN que llevan insertados.
Debe ser capaz de replicarse junto con el fragmento de ADN que transporta.
Tiene que tener secuencias de reconocimiento que permitan la inserción del
fragmento de ADN a clonar.
Para insertar un fragmento de ADN al vector, se
utiliza una enzima de restricción, y se mezcla
con fragmentos de ADN producidos con la
misma enzima.
Los vectores más usados son plásmidos y virus

15. Bacteriófagos
•
•
•
Virus que infectan bacterias
Incorporan material genético mediante el proceso de
transducción.
Al infectar otra célula (bacteria) introduce el material
del antiguo huésped.

17. Almacenamiento de genes clonados
•
Una genoteca es una colección de clones cada uno de los cuales
contiene un vector al que se le ha insertado un fragmento de ADN
derivado del ADN o el ARN totales de la célula o tejido.
•
La colección de clones debería contener, teóricamente, todas las
secuencias existentes en la fuente original de ADN, es decir, debería
contener muestras de todo el ADN del organismo.
•
Para encontrar el gen de interés hay que utilizar sondas de ácidos
nucleicos.

18. Identificación de clones
Una genoteca
contiene muchos
clones
Hay que identificar
el que nos interesa
Sondas de ADN
Sondas de ADN
•Oligonucleótidos de cadena sencilla
•Se pueden sintetizar a partir de la secuencia de bases del gen o de la
secuencia de aminoácidos de la proteína
•Están marcadas (radiactividad o fluorescencia) para poder ser
identificadas

19. Una vez localizadas, las colonias que
contienen el gen de interés se
cultivan en grandes cantidades

20. Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)
Es una técnica que permite duplicar un número ilimitado de veces un
fragmento de ADN en un tubo de ensayo. Mediante esta técnica pueden
generarse millones de moléculas idénticas, a partir de una molécula de ADN y
además en muy poco tiempo.
La reacción es un proceso cíclico:
1.La molécula de ADN que va a copiarse se calienta
para que se desnaturalice y se separe las dos hebras.
2.Cada una de las hebras es copiada por la ADNpolimerasa. (Se utiliza la ADN-polimerasa de una
bacteria que vive en aguas termales, Thermus
aquaticus, así la enzima puede trabajar a altas
temperaturas).
3.Las cadenas recién formadas son separadas de
nuevo por el calor y comienza otro nuevo ciclo de
copias.