Biotecnologia i Enginyeria Genètica: Aplicacions i Processos
Biotecnologia i enginyeria genètica
La biotecnologia és el conjunt de tècniques i processos de manipulació del material genètic de diferents essers vius per obtenir substàncies d'interès per a l'ésser humà i el medi, amb les següents finalitats:
- Producció de proteïnes.
- Detecció precoç de malalties.
- Millora de la producció animal i vegetal mitjançant plantes i animals transgènics.
- Anàlisi genètica d'individus.
- Lluita contra la contaminació amb bacteris.
- Producció d'energies alternatives.
Enginyeria genètica
L'enginyeria genètica és la tècnica de manipulació de l'ADN que consisteix a introduir gens d'un organisme en el material hereditari d'un altre. Així es pot obtenir organismes modificats genèticament (OMG), éssers amb un genoma modificat per la introducció de gens d'una altra espècie.
Transferència de gens
El procés consta de les següents etapes:
- Localització i extracció del gen.
- Introducció del gen en un vector.
- Introducció del vector a la cèl·lula.
Eines de l'enginyeria genètica
- Enzims de restricció: tallen l'ADN.
- Enzims lligases: units els fragments d'ADN que han estat tallats pels enzims de restricció.
- Vectors: estructures amb capacitat de penetració en la cèl·lula.
Aplicacions
La farmacologia bacteriana
Mitjançant bacteris es produeixen: insulina, factor 6 de coagulació, hormona de creixement, interferó i antibiòtics.
Plantes transgèniques
Les plantes transgèniques poden ser resistents a herbicides, plaguicides i condicions climàtiques desfavorables, es pot alterar el seu desenvolupament i produir substàncies d'interès.
Granja transgènica
Es realitza la microinjecció d'ADN en un òvul fecundat; quan el zigot es duplica ja porta els gens desitjats. Alguns usos són l'augment de la producció animal i la cria de porcs amb òrgans que incorporen proteïnes humanes, o vaques que produeixen llet amb interès farmacèutic.
Clonació
- Clonació reproductiva: s'introdueix el nucli 2n d'una cèl·lula somàtica adulta en un òvul immadur al qual se li ha retirat el nucli. Després s'activa la divisió de l'oòcit i s'implanta a l'úter.
- Clonació terapèutica: procés similar, però en lloc d'implantar-lo a l'úter, es cultiva in vitro per obtenir cèl·lules mare.
Aplicacions de l'anàlisi de l'ADN
- Test de paternitat.
- Anàlisi d'ADN fòssil.
- Identificació d'espècies.
- Parentiu evolutiu.
- Investigació forense.
Fotocòpia d'ADN (PCR)
- S'introdueix a la màquina el fragment d'ADN, nucleòtids, encebadors i l'enzim ADN polimerasa.
- Es calfa a 98 °C per separar les dues cadenes.
- Es refreda a 50 °C per unir els encebadors als extrems de les cadenes.
- Es calfa a 72 °C; la polimerasa s'activa i produeix dues còpies idèntiques per minut.
Projecte Genoma Humà (PGH)
El PGH ha aconseguit seqüenciar totes les lletres del nostre genoma i ha elaborat dos mapes:
- Mapa genètic: mostra la possible relació dels gens presents en cada cromosoma.
- Mapa físic: constitueix la seqüència real de nucleòtids que composa cadascun dels gens.
Aspectes innovadors
- El genoma humà està compost per entre 25.000 i 30.000 gens.
- La similitud entre les persones és del 98,9 %; les diferències són del 0,02 %.
- Els gens que codifiquen proteïnes són l'1,5 %; l'altra part és ADN "escombraries".
Aplicacions del PGH
- Identificar gens responsables de malalties hereditàries, i facilitar el tractament i el diagnòstic.
- Saber si es tindrà una malaltia determinada.
- Millorar el tractament d'un malalt.
- Desenvolupar medicaments específics per a malalties comunes com la diabetis.
- Conèixer el parentiu amb els avantpassats.
- Facilitar la investigació forense, la paleontologia i la historia.