Informe de preparación de soluciones químicas, Esquemas y mapas conceptuales de Química

¡Descarga Informe de preparación de soluciones químicas y más Esquemas y mapas conceptuales en PDF de Química solo en Docsity! UNIVERSIDAD CATÓLICA LOS ÁNGELES CHIMBOTE “AÑO DE LA LUCHA CONTRA LA CORRUPCIÓN E IMPUNIDAD” FACULTAD CIENCIAS DE LA SALUD ESCUELA PROFESIONAL DE OBSTETRICIA ASIGNATURA: BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR TEMA: BIOTECNOLOGÍA Y BIOINGENIERÍA BIOTECNOLOGÍA Se refiere a toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos. Dichos organismos pueden estar o no modificados genéticamente por lo que no hay que confundir Biotecnología con Ingeniería Genética. La tecnología consiste en un gradiente de tecnologías que van desde las técnicas de la biotecnología “tradicional”, largamente establecidas y ampliamente conocidas (fermentación de alimentos, control biológico), hasta la biotecnología moderna basada en la utilización de nuevas técnicas de ADN recombinante (llamadas de ingeniería genética), los anticuerpos monoclonales y los nuevos métodos de cultivo células y tejido. TIPOS DE BIOTECNOLOGÍA *% LA BIOTECNOLOGÍA ROJA: engloba todos los usos de la biotecnología aplicadas a las ciencias médicas. En este caso, la biotecnología se usa para producir antibióticos, para desarrollar vacunas o para el desarrollo de ingeniería genética que servirá para curar enfermedades a través de terapia genética. «+ BIOTECNOLOGÍA AZUL: Es aquella que se emplea en los ambientes marinos y acuáticos. Las aplicaciones en este campo son todavía recientes, aunque prometedoras y se desarrollan en ámbitos como la acuicultura, la cosmética o la alimentación. BIOTECNOLOGÍA Y SUS APLICACIONES Entre las principales aplicaciones podemos mencionar algunas que ya son conocidas por gran parte de la sociedad. Y” Producción de medicamentos: entre los aportes de la biotecnología en este sentido podemos mencionar la creación de la penicilina descubierta en 1928 y utilizada desde 1941 para el tratamiento de infecciones. Y” Fermentación industrial: la fermentación es un proceso utilizado para la fabricación de numerosos productos, entre los que podemos destacar la producción de queso, vino, cerveza, pan y otros alimentos. Clonación: La clonación, a pesar de ser un tema controvertido, fue un descubrimiento importante que puede allanar el camino para el tratamiento de enfermedades y un mejor conocimiento sobre el funcionamiento del cuerpo. Análisis de ADN: las aplicaciones que utilizan el reconocimiento de ADN son numerosas, podemos citar la criminología forense y las pruebas de paternidad como desarrollos importantes de esta herramienta para la sociedad. Uso de microorganismos en la agricultura: El uso de pesticidas naturales es una tendencia mundial para reducir la contaminación del suelo y de los alimentos. Producción de vacunas: la producción de vacunas implica, en la gran mayoría de los casos, procesos biológicos que tienen como objetivo crear anticuerpos a través de la interacción con un organismo animal. Mejoramiento genético: el mejoramiento genético tiene numerosas aplicaciones, entre las más comunes podemos mencionar el mejoramiento del ganado vacuno de carne para una mayor productividad de la carne y la leche, vegetales más resistentes a plagas entre otros. BIOINGENIERÍA La bioingeniería es una disciplina que apela a herramientas, métodos y principios de la ingeniería para el análisis de cuestiones vinculadas a la biología. A través de recursos relacionados con las matemáticas y la física, puede aportar información de interés a aquellos que trabajan con todo lo referente a los seres vivos. La bioingeniería está centrada en el estudio de las problemáticas de los organismos con vida. Puede decirse que esta especialidad establece un puente entre la ingeniería (la ciencia cuyos conocimientos y técnicas permiten aprovechar los recursos de la naturaleza) y la biología (que se orienta a la composición, el funcionamiento, el desarrollo y los vínculos de los seres vivos).' RAMAS DE LA BIOINGENIERÍA?: Los principales campos de bioingeniería pueden clasificarse como: + INGENIERÍA DE BIOPROCESOS: Diseño de bioprocesos, biocatálisis, bioseparación, bioinformática, la bioenergía: una especialización de la biotecnología o ingeniería química. Tiene que ver con el diseño y desarrollo de equipos y procesos para la fabricación de productos tales como alimentos, piensos, productos farmacéuticos, nutracéuticos, productos químicos y polímeros y papel a partir de materiales biológicos. La ingeniería de bioprocesos es un conglomerado de matemáticas, biología y diseño industrial, y se compone de varios espectros como el diseño de los fermentadores, el estudio de fermentadores (modo de operaciones, etc). También se ocupa de estudiar los diversos procesos biotecnológicos utilizados en las industrias de producción a gran escala de la diversidad biológica, productos para la optimización del rendimiento en el producto final y la calidad del producto final. 7. Las células modificadas y 3. Se inserta genéticamente producen un gen en la proteina o la hormona Ñ el virus. deseada. 6. Las células modificadas ze inyectan al paciente. . El virus modificado ze mezcla con células del paciente. 5. Las cálulas del paciente ze modifican genéticamente. llustración de Microsoft ca TECNOLOGIA DEL ADN RECOMBINANTE Esta tecnología nos permite obtener fragmentos de ADN en cantidades ilimitadas, que llevará además el gen o los genes que se desee. Este ADN puede incorporarse a las células de otros organismos (vegetales, animales, bacterias...) en los que se podrá "expresar" la información de dichos genes. (De una manera muy simple podemos decir que "cortamos" un gen humano y se lo "pegamos" al ADN de una bacteria; si por ejemplo es el gen que regula la fabricación de insulina, lo que haríamos al ponérselo a una bacteria es "obligar" a ésta a que fabrique la insulina). Por lo tanto en la tecnología del ADN recombinante podemos diferenciar cuatro etapas básicas: 1. Corte específico del ADN en fragmentos pequeños y manejables mediante la utilización de un tipo de enzimas conocidas como enzimas de restricción que pueden considerarse como las "tijeras moleculares”. Estas enzimas se aislaron en bacterias y se identifican con distintos nombres, siendo lo característico de ellas estos dos principios: %+* Cada enzima de restricción reconoce una secuencia específica de nucleótidos y corta en ese punto cada una de las cadenas de ADN. % Los extremos libres que quedan se llaman extremos pegajosos, porque pueden unirse a otros fragmentos de ADN que hayan sido cortados por la misma enzima de restricción. En este esquema se indica el lugar en el que corta la enzima de restricción. Se aprecia la actuación en ambas hebras. bordes pegajosos md» === Xy Ny Y Al bordes pegajosos En este esquema se ve el resultado de la actuación de la enzima de restricción. Ha quedado rota la molécula de ADN, quedando unos bordes pegajosos por donde puede unirse este ADN, con otro aunque sea de una especie diferente. 2. Inserción de los fragmentos de ADN: Esta inserción se realiza en vectores de clonado, que son los agentes transportadores capaces de introducirlos en las células hospedadoras. Los vectores de clonación son pequeñas moléculas de ADN, que tienen capacidad para autorreplicarse dentro de las células hospedadoras. Se utilizan con frecuencia dos tipos de vectores de clonación: plásmidos y virus de introducirlos en las células hospedadoras vector de clonación U gen que se desea clonar Figura a Plásmidos: Son moléculas de ADN circular, con un tamaño menor que el del cromosoma. Se replican con independencia del cromosoma bacteriano ya que tienen su propio origen de replicación. En esta secuencia de dibujos se puede ver como se realiza la inserción de un gen en un plásmido. En la figura a tenemos un gen (color rojo) que interesa insertar en un plásmido (color turquesa). En la figura b, vemos como una enzima de restricción ha cortado el gen y el plásmido, quedando unos bordes cohesivos o pegajosos. AZ extremos "pegajosos" / corte con enzima de restricción Figura b La unión del ADN que contiene el gen que se desea clonar con el vector de clonación, se realiza por medio de otras enzimas, denominadas ADN-ligasas (figura c), que unen ambos trozos de ADN. El resultado es una molécula de ADN recombinante, ya que contiene fragmentos de ADN de distinta procedencia. unión con ADN-ligasa Figura « + Bacteriófagos: El proceso es similar, se trata de insertar el gen deseado en un fragmento de ADN vírico (figura d). Posteriormente se ensamblarán las distintas partes del virus (figura e). Así quedará el virus completo (figura f). En el siguiente paso se insertará este ADN por el proceso de la TRANSDUCCIÓN. O Qs = formación de 2 AS, un ADN recombinante Y 3 4 PEA gen que se figura f quiere clonar figura d = (a 0 figura e + Cósmidos: Son plásmidos que contienenel fragmento de ADN deseado que posee un borde cohesivo procedente del genoma del fago lambda (extremo cos) y se empaqueta en el interior de 5SATCIGAT3' TO SA TIC g GATI3 STAGICTAS' TAG ETAS Las enzimas de restricción permiten cortar el genoma de cualquier organismo en pequeños fragmentos llamados fragmentos de restricción. La colección de miles o millones de estos fragmentos se llama biblioteca génica. Actualmente se conocen unas 200 enzimas de restricción, las cuales se nombran de acuerdo al organismo del cual se extraen, como por ejemplo EcoRl y EcoRIl, que se extraen de Escherichia coli o HaellI que se extrae de Haemophilus aegyptius.* Las más conocidas son: ENZIMA DE ORGANISMO DE DONDE RESTRICCIÓN SE EXTRAE EcoRI Escherichia coli EcoRII Escherichia coli HindH Haemophilus influenzae HindHI Haemophilus influenzae HaelHlI Haemophilus aegyptius Hpal! Haemophilus parainfluenzae PstI Providencia stuartii Smal Serratia marcesens Baml Bacillus amyloliquefaciens BglI Bacillus globiggi Las enzimas de restricción trabajan únicamente sobre secuencias específicas de bases nitrogenadas, el lugar donde se produce el corte se denomina sitio de restricción y producen dos tipos de corte: Corte con extremos cohesivos y Corte con extremos romos. (Griffiths et al. 1998). Los extremos cohesivos dejan porciones lineales a ambos lados del fragmento, es decir, quedan pequeñas secuencias de bases sin aparear a cada lado, siendo éstas complementarias entre sí, mientras que los extremos romos son aquellos en los que no queda una porción lineal. ADN dador del gen ende + región de interés resistencia_| ["plásmido Y] EcoRI a un antibiótico EcoRI | ueorr extremos EcoRI hibridización + ADN-ligasa ADN recombinante inserción del ADN Sto) bacteria plaqueada en me- dio con an co bacteria cromosoma bacteriano 1 ¡2 sólo crecen las recombinantes + ia purificación del ADH = o A ninguno de los lados. De acuerdo a la especificidad de las enzimas de restricción, se conocen dos tipos: las enzimas de tipo 1 cortan en un sitio cercano al sitio de restricción, a una distancia que varía aleatoriamente, y por ello no se suelen emplear para DNA recombinante. Las de tipo II reconocen y cortan en la secuencia específica, y son las más empleadas en este tipo de protocolos por su alta precisión. Las enzimas de restricción de tipo III son similares a las de tipo II en cuanto a la precisión del lugar de corte, pero se diferencian de éstas en que sólo cortan entre nucleótidos del mismo tipo, por ejemplo entre dos adeninas. > GH HAME + AA + Hpal Extremo peg; ajoso ta) LEAF (a Gr. 15 la Extremo pegajoso Extremo AT > HTHE CHA] (6) —— Hind MI Extremo pegajoso RESPONDER: 1. Conteste usted las siguientes interrogantes: % Defina los siguientes términos: = CROMOSOMAS: Son estructuras altamente organizadas, formadas por ADN y proteínas, que contiene la mayor parte de la información genética de un ser vivo. = GENES: Unidades de almacenamiento de información genética, segmentos de ADN que contienen la información sobre cómo deben funcionar las células del organismo = GENOTIPO: Información genética que posee un organismo en particular, en forma de ADN. Normalmente el genoma de una especie incluye numerosas variaciones o polimorfismos en muchos de sus genes. El genotipo, junto con factores ambientales que actúan sobre el ADN, determina las características del organismo, es decir, su fenotipo. = FENOTIPO: Las características físicas observables de un organismo, producto de la expresión o manifestación E de la información genética contenida en el genotipo, en += Y concordancia con las condiciones a del ambiente determinado en el que hace vida el organismo. Genet Vedioanbiera Sono Los resultados del cruzamiento son la F2 (segunda generación) y se expresa de la siguiente forma: GENOTIPO Proporción genotípica 14 AA :2/4Aa :14aa 114 AA :1/2Aa :14aa 25% AA : 50% Aa : 25% aa Probabilidad genotípica Probabilidad porcentual genotípica Relación genotípica 1AA :2Aa : laa FENOTIPO Proporción fenotípica 3/4 altas : 1/4 enanas Probabilidad fenotípica 3/4 altas : 1/4 enanas Probabilidad porcentual fenotípica 75% altas : 25% enanas Relación fenotípica 3 altas : lenana % Mencione la SEGUNDA LEY DE MENDEL y de un ejemplo LEY LA DISTRIBUCION INDEPENDIENTE DE LOS CARACTERES? También llamada distribución de la libre combinación de factores hereditarios. Mendel planteo que cuando dos o más factores hereditarios se agregan simultáneamente la distribución de cualquier de ellos es independiente de los demás. Actualmente se sostiene que durante la formación de la célula sexual, en cada gameto se incluye solamente un gen de cada par. En el guisante Mendel encontró que la semilla amarilla (A) era dominante a la semilla verde (a) y que la forma lisa de la semilla era dominante (B) sobre la rugosa (b). Cuando se cruza una planta de semillas amarillas y redondas (AABB) con una planta de semillas verdes y rugosas (aabb) se obtiene plantas de semillas amarillas y redondas (AaBb). P: plantas de semillas amarillas y lisas x plantas de semillas verdes y rugosas AABB aabb Fl: plantas de semillas amarillas y lisas AaBb EJEMPLO: Primero, hay que tener en cuenta que se trata de dos caracteres: el color de la semilla, y la forma de la semilla. Segundo, para el color de la semilla tenemos el alelo dominante A (amarillo) y el alelo recesivo a (verde), para la forma, el alelo dominante B (lisa) y el alelo b (rugosa). Tercero, debido a la independencia de los pares de alelos, o sea del que determina el color con respecto al que determina la forma, se tiene los siguientes gametos: Semilla amarilla Semilla verde y lisa y rugosa a BAS Masculino Femenino Generación P: AABB Cada gameto posee un gen para el color y otro para la forma. Además los gametos del primer progenitor son (AB) y los gametos del segundo progenitor son (ab). Los resultados de la fecundación siempre darán AaBb. ¿Cómo se clasifican los cromosomas por la posición de su centrómero? ¿Qué son los genes letales, ejemplo? CLASIFICACIÓN DE CROMOSOMAS SEGÚN SU CÉNTROMERO + Metacéntricos: el centrómero se localiza a mitad del cromosoma y los dos brazos presentan igual longitud. + Submetacéntricos: la longitud de un brazo del cromosoma es algo mayor que la del otro. * Acrocéntricos: un brazo es muy corto (p) y el otro largo (q). + Telocéntricos: sólo se aprecia un brazo del cromosoma al estar el centrómero en el extremo (este tipo de cromosomas no se encuentran en el cariotipo humano). GENES LETALES”: Los alelos letales son alelos mutantes que causan la muerte de los individuos. El alelo que causa la muerte de un organismo es llamado alelo letal y el gen involucrado es llamado gen esencial. Genes esenciales son genes que al mutar pueden resultar en un fenotipo letal. Alelo letal dominante es aquel que causa la muerte en heterocigosis. Alelo letal recesivo es aquel que causa la muerte en homocigosis. Un ejemplo de un gen esencial, es el gen para el color amarillo del cuerpo en ratones. El color amarillo es una característica codificada por AY. Ratones genotípicamente AY AY no son viables y mueren antes del nacimiento. Ratones AY A son amarillos y ratones A A son no amarillos. Entonces, cuando ratones amarillos son cruzados con ratones no amarillo, la progenie muestra la proporción esperada de 1:1 de ratones amarillos versus no amarillos. Cuando los ratones heterocigotos de la generación F1 son cruzados entre sí, esperaríamos una proporción 1/4 homocigoto para el color amarillo, 1/2 heterocigoto para el color amarillo y 1/4 homocigoto para el no amarillo. Pero, los resultados obtenidos indican que dos tercios son amarillos y un tercio no son amarillos, ya que el primer 1/4 muere antes de nacer. El alelo amarillo posee un efecto dominante sobre el alelo no amarillo, pero sucede que cuando el ratón es homocigoto para este alelo ocurre un efecto letal, en otras palabras el alelo amarillo es un alelo letal recesivo. tener que procesarla primero con técnicas de laboratorio. Se suele utilizar para biopsias o raspados de células. PCR múltiple: con este tipo de PCR se consiguen detectar varios trazos de ADN a la vez y con una sola muestra. PCR con transcriptasa inversa: en este caso se utilizan cadenas de ARN para detectar moldes de ADN. Se utiliza la enzima transcriptasa inversa, la misma que utiliza el VIH entre otros virus. PCR en tiempo real o PCR cuantitativa: se añade un componente fluorescente que permite medir la luz. A más luz, más cantidad del ADN detectado. ¿Qué entiende usted por alimentos transgénicos? ¿Son beneficiosos o perjudiciales? Entendemos por alimentos transgénicos a aquellos que han sido producidos a partir de un organismo modificado mediante ingeniería genética y al que se le han incorporado genes de otro organismo para producir las características deseadas. Y como bien sabemos en la actualidad tiene mayor presencia los alimentos procedentes de plantas transgénicas, como por ejemplo el maíz o la soja. Estos alimentos son más ricos en nutrientes, son mejores a la hora de cocinar, las plantas y animales crecen más rápido, se adaptan a cualquier clima, incluso se le pueden incorporar propiedades medicinales. Sin embargo, estas también tienen desventajas. Aunque la pantas transgénicas puede ayudar a la economía de un lugar por su adaptabilidad a cualquier medio, estas contaminan el suelo y pueden hacer que las especies autóctonas se desplacen y terminen extinguiéndose. Pueden producir nuevas alergias a la hora de consumirlos, y resistencia de los insectos ante medicamentos pensados para su contención es por ello que son perjudiciales. ¿Qué es el Proyecto Genoma Humano (PGH)? El proyecto genoma humano tiene una extensión que es el proyecto microbioma humano. El mismo intenta caracterizar las comunidades microbianas encontradas en diversas localizaciones del cuerpo humano para determinar las posibles correlaciones entre los cambios del microbioma y el estado de salud; tuvo como objetivo fundamental de determinar la secuencia de pares de bases químicas que componen el ADN e identificar y cartografiar los aproximadamente 20.000-25.000 genes del genoma humano desde un punto de vista físico y funcional. ¿En qué consiste el proceso de la clonación? Es el proceso mediante el cual, de manera no sexual, se obtienen dos células, moléculas u organismos idénticos ya desarrollados. Un clon es un organismo copia en cuanto a su genética. Consiste de tres conceptos principales: «+ El proceso de clonación parte de un organismo desarrollado ya que se busca hacer una copia exacta de ese organismo. «< Dicha copia se obtiene mediante una forma no sexual, ya que ésta no permite realizar copias idénticas por la diversidad de la naturaleza. Lo que primero se clona son las células, y lo que se necesita es la secuencia de ADN del organismo. Referencias Herráez, A. €: Herráez, A. Biología molecular e ingeniería genética: Conceptos, técnicas y aplicaciones en ciencias de la salud. Mompín Poblet, J. Introducción a la bioingeniería. (Marcombo, 1988). Gómez-Rodríguez, J. A. 8: Huete-Pérez, J. A. Bioprospección de enzimas de restricción en bacterias de suelos y ambientes volcánicos de Nicaragua. Encuentro 70— 87 (2008). doi:10.5377/encuentro.v0i81.3628 Principio de la uniformidad - Las leyes de Mendel - Ibercaja Aula en Red. 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