INGENIERIA GENETICA BIOTECNOLOGIA
Microbiología Procesos
Agroindustriales
Departamento de Microbiología
FMVZ
Dra. Virginia Bolaños de Corzo
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Historia
 1919: Karl Ereky, ingeniero húngaro, utiliza por
primera vez la palabra biotecnología.
 1953 James Watson y Francis Crick describen la
estructura doble hélice de la molécula de ADN.
 1965: El biólogo norteamericano R. W. Holley
«leyó» por primera vez la información total de
un gen de la levadura compuesta por 77 bases,
lo que le valió el Premio Nobel.
 1970: el científico estadounidense Har Gobind
Khorana consiguió reconstruir en el laboratorio
todo un gen.
 1973: Se desarrolla la tecnología de
recombinación del ADN por Stanley Cohen, de la
Universidad de Stanford, y Herbert W. Boyer, de
la Universidad de California, San Francisco.
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Historia
 1976: Har Gobind Khorana sintetiza una molécula de
ácido nucleico compuesta por 206 bases.
 1976: Robert Swanson y Dr. Herbert Boyer crean
Genentech, la primera compañía de biotecnología.
 1982: Se produce insulina para humanos, la primera
droga derivada de la biotecnología.
 1983: Se aprueban los alimentos trasgénicos
producidos por Calgene. Es la primera vez que se
autorizan alimentos transgénicos en Estados Unidos.
 2003 Cincuenta años después del descubrimiento de
la estructura del ADN, se completa la secuencia del
genoma humano.
 2004: La ONU y el Gobierno de Chile organizan el
Primer Foro Global de Biotecnología, en la Ciudad de
Concepción, Chile (2 al 5 de marzo)
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Ingeniería Genética
 Es la tecnología de la manipulación
y transferencia del ADN de unos
organismos a otros, que posibilita
la creación de nuevas especies, la
corrección de defectos genéticos y
la fabricación de numerosos
compuestos.
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Ingeniería Genética
 En 1973 los investigadores Stanley
Cohen y Herbert Boyer producen el
primer organismo recombinando
partes de su ADN en lo que se
considera el comienzo de la ingeniería
genética.
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Ingeniería Genética
 La Ingeniería Genética se basa en la
clonación molecular.
 Un fragmento de DNA se recombina
con un vector y se introduce en un
hospedador adecuado.
 Los vectores de clonación mas
utilizados son los plasmidos y los
bacteriófagos.
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Ingeniería Genética
 Las técnicas de la I. G. se basan
en descubrimientos fundamentales
en los campos de la genética
molecular y la bioquímica.
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Avances esenciales para el
desarrollo de la I. G.
 Conocimiento de los mecanismos de
recombinación genética bacteriana:
Conjugación, Transducción y
Transformación.
 Química y enzimología del RNA.
 Trascripción inversa: descubrimiento
de la enzima trasncriptasa inversa en
retrovirus.
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Avances esenciales para el
desarrollo de la I. G.
Química del DNA: desarrollo de
procedimientos para aislar, secuenciar
y sintetizar DNA.
 Enzimologia del DNA: descubrimiento
de endonucleasas de restricción, DNA
ligasas y DNA polimerasas.
 Replicacion del DNA: Reacción en
cadena de la polimerasa.
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Avances esenciales para el
desarrollo de la I. G.
 Química de las proteínas: desarrollo
de métodos para aislar, purificar,
secuenciar
las proteínas.
 Código Genético. Esclarecimiento del
código genético.
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Clonación Molecular
 Aislamiento e incorporación de un
fragmento de DNA dentro de un
vector en el que puede replicarse.
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Proceso de Clonación
 Hospedadores:
Si el objetivo es obtener grandes
cantidades de DNA clonado el
organismo utilizado deberá reunir las
características siguientes:
 Crecimiento rápido, crecer en un medio
de cultivo sencillo, ausencia de potencial
patógeno, capacidad para absorber el
DNA, estabilidad en el cultivo.
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Hospedadores
 Que se posea la información genética,
como las herramientas necesarias
para la manipulación genética.
Ej.
E coli ha sido un organismo modelo
muy útil, y de el se ha obtenido gran
cantidad de información, no solo de la
estructura del gen sino también de su
función y regulación
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Hospedadores
Células Procarióticas:
 Escherichia coli.
 Bacillus subtilis.
 Saccharomyces cereviseae
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Hospedadores
 Células eucarióticas como:
 Células vegetales.
 Células animales.
 Células humanas.
 Virus: viruela, adenovirus
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Vectores
Vectores de clonación: se produce
el producto clonado.
Vectores de expresión: que
permiten que el gen clonado se
mantenga estable y se exprese en
un organismo o tejido.
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Clon
 Aislamiento del clon que contenga el
gen de interés.
 Selección de genes en genotecas
(bibliotecas de genes).
 Que el hospedador no posea la
característica que deseamos
reproducir. Ej. una proteína.
 Esta debe expresarse, es decir se
sintetiza.
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 Gen indicador:
son genes incorporados en vectores.
Pueden utilizarse para señalar la
presencia o ausencia de un elemento
genético completo, o para determinar
su ubicación.
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 Que la propiedad se pueda detectar. Se
necesitan procedimientos especiales para
detectar el gen foráneo
Ej.:
Clonación de luciferasa en E coli, que hace que
las colonias con este clon fluorescan en la
oscuridad.
 Otra formas de detectarla es la producción de
anticuerpos específicos contra esa proteína.
 Sondas de ácidos nucleicos.
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Aplicaciones Practicas de la
Ingeniería Genética.
 Muchos productos originados por
ingeniería genética se comercializan
en la actualidad como proteínas,
enzimas, hormonas, agentes
anticancerígenos , moduladores
inmunológicos, vacunas.
 Antiguamente eran excesivamente
caras de producir por que se
encontraban en tejidos humanos en
muy poca cantidad.
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Aplicaciones Practicas de la
Ingeniería Genética.
 Producción de proteínas y enzimas.
Eritropoyetina.
Activador tisular del plasminogeno.

Hormonas.
Factor de crecimiento epidérmico.
Hormona estimulante del folículo.
Insulina.
Relaxina, Somatotropina (bovina)
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Vacunas
 Las vacunas son suspensiones de
microorganismos inactivados o
modificados o de fracciones
especificas del M.O.
 Por técnicas de DNA recombinante
se pueden modificar patógenos.
 Es posible añadir genes a un virus
que conferirá una inmunidad
especifica.
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 Vacunas.
Hepatitis B.
Sarampión.
Rabia.
Influenza aviar
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Vacunas
 Ej. Vacuna polivalente en poxvirus,
que protege además contra
enfermedad de Newcastle e influenza
aviar.
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Ventajas de vacunas






Son mas seguras.
Son mas reproducibles
Altas dosis sin riesgo.
Se fabrican mas rápido.
Mas baratas.
Otros usos: cebos portadores de
vacunas: animales salvajes.
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Organismos modificados
genéticamente
 Un organismo modificado
genéticamente (OMG) es aquel
cuyo material genético ha sido
diseñado o alterado deliberadamente.
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Organismos modificados
genéticamente
 Hay ejemplos diversos, desde cepas
comerciales de levaduras,
modificadas por irradiación desde los
años 50, animales (como ratas) de
laboratorio transgénicas o
microorganismos de laboratorio
alterados para la investigación
genética.
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Animales transgenicos
 Se utilizan técnicas de microinyección
para administrar genes clonados a
huevos fertilizados.
Para mejorar la productividad o la
resistencia a enfermedades.
Producir proteínas humanas: enzimas
de coagulación sanguínea.
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Biotecnología
 "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.
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Biotecnologia Vegetal
 La ingeniería genética se emplea para
crear plantas resistentes a
enfermedades, para mejorar la
calidad del producto, para utilizar las
plantas como fuente de proteína
recombinantes o para la producción
de vacunas. Virus del mosaico del
tabaco cuya cubierta tiene antígenos
de Plasmodium vivax.
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Biotecnología Vegetal
 En estudio se encuentra producir una
vacuna en un producto vegetal
comestible, vacunas comestibles,
Interesantes para inmunizar frente a
enfermedades causadas por bacterias
entericas como el cólera y la diarrea.
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Organismos Geneticamente
Modificados (GM)
 La Organización Mundial de la Salud dice al
respecto: "Los diferentes organismos GM
incluyen genes diferentes insertados en
formas diferentes. Esto significa que cada
alimento GM y su inocuidad deben ser
evaluados individualmente, y que no es
posible hacer afirmaciones generales sobre
la inocuidad de todos los alimentos GM.
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 Los alimentos GM actualmente disponibles
en el mercado internacional han pasado las
evaluaciones de riesgo y no es probable
que presenten riesgos para la salud
humana. Además, no se han demostrado
efectos sobre la salud humana como
resultado del consumo de dichos alimentos
por la población general en los países
donde fueron aprobados.
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
El uso continuo de evaluaciones de
riesgo en base a los principios del
Codex y, donde corresponda,
incluyendo el monitoreo post
comercialización, debe formar la base
para evaluar la inocuidad de los
alimentos GM."
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