Biotecnologia Aplicada: Clonació de Gens, Bioreactors i Processos

Clonació de Gens: Tecnologia del DNA Recombinant

La clonació de gens és una eina bàsica de la tecnologia del DNA recombinant i implica l'obtenció d'un conjunt de còpies idèntiques d'un gen.

Cinc Etapes de la Clonació Gènica

1. Obtenció del DNA que conté el gen que es vol clonar (trencament del DNA en fragments).
2. Unió del fragment de DNA que conté el gen a un vector de clonació.
3. Introducció del DNA recombinant dins de la cèl·lula receptora.
4. Comprovació que el gen desitjat s'ha inserit en la cèl·lula hoste.
5. Multiplicació de la cèl·lula hoste per produir un clon de cèl·lules portadores del gen clonat.

Aprofitament de l'Activitat Metabòlica

L'objectiu principal és obtenir algun tipus de transformació metabòlica. Això inclou:

• Obtenció d'un metabòlit.
• Eliminació de xenobiòtics.
• Obtenció de biomassa.

El Bioreactor en Biotecnologia

El bioreactor permet l'obtenció de microorganismes o la inoculació d'enzims per obtenir un substrat. Requereix condicions per treballar asèpticament i ofereix un potencial per a l'escalat creixent (capacitat de traspassar a diferents dipòsits amb seguretat).

Característiques Hidrodinàmiques Essencials

1. Flux de fluids.
2. Transferència d'oxigen.
3. Transferència de massa.
4. Transferència d'energia.

Etapes d'Obtenció d'un Producte Microbià

1. Producció (Enzim, Cèl·lula o Cultiu Iniciador):
   • Preparació i esterilització del medi de cultiu.
   • Preparació i esterilització del fermentador.
   • Precultiu i inoculació realitzant l'escalat.
   • Producció, transformació bioquímica o creixement microbià.
   • Addició de medi nou (si escau).
2. Recuperació o Separació:

   Separació dels microorganismes (uorg) i del producte (intracel·lular o extracel·lular).

3. Purificació del Producte:
   • Concentració dels microorganismes (uorg).
   • Ruptura de cèl·lules.
   • Separació per precipitació.
   • Tècniques cromatogràfiques.

Depuració Aeròbia: El Sistema de Biomembrana

Aquest sistema de biodiscs es basa en la formació d'una biomembrana amb dues capes diferenciades:

Capa Externa Blanquinosa (Aeròbia)

Formada per Beggiatoa i heteròtrofs aerobis. Aquests consumeixen productes intermedis i alliberen O₂.

Capa Interna Negrosa (Anaeròbia)

Formada per Desulfovibrio i heteròtrofs fermentadors que produeixen productes intermediaris.

Etapes de Cribatge de Microorganismes d'Ús Comercial

Procés per a l'obtenció de microorganismes (uorg) d'ús comercial en el control de fitopatògens:

1. Avaluació dels cultius dirigits, malalties i mercat.
2. Origen i aïllament del microorganisme (uorg) antagonista candidat.
3. Avaluació preliminar aplicant proves de detecció ràpides.
4. Identificació dels microorganismes (uorg) antagonistes i ús de bases de dades.
5. Bioassajos per determinar l'eficiència del microorganisme (uorg) antagonista.
6. Tests preliminars en la producció de biomassa.
7. Desenvolupament de prova pilot, estimació i registre de costos.
8. Aplicació al camp i escalat en la producció de biomassa.
9. Integració en el sistema de cultiu.