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Biotecnología para no biotecnologos
Segundo semestre de 2012
AGENDA
� Teorías de la evolución.� Clasificación Dominios
Archeae.Bacteria.Eucarya.
� Aplicaciones biotecnológicas.� Dogma central de la biología molecular
Teorías de la evolución.
Teorías de la evolución.
� La teoría del BIG BANG o gran explosión � La Teoría del Estado Estacionario � La Teoría del Universo Pulsante � Teoría de Darwin - selección natural � Creacionismo y otros conceptos teológicos
de la evolución
� http://www.youtube.com/watch?v=R3-OcZF8-Fc&feature=grec_index� http://www.youtube.com/watch?v=Eguq80W9f88&feature=fvsr
� Origen de la vida� http://www.youtube.com/watch?v=1-FbUNO2UzA
Clasificación de los dominios.
Linneo 1735
2 reinos
Haeckel 1866
3 reinos
Chatton 1937
2 imperios
Copeland 1956
4 reinos
Whittaker 1969
5 reinos
Woese et al. 1977
6 reinos
Woese et al.
1990 3 dominios
Cavalier-Smith 1998]
2 imperios y 6 reinos
Eubacteria Bacteria Prokaryota Monera Monera
Archaebacteria Archaea Bacteria
Protozoa (no tratados) Protista
Protista Protista Chromista Protista
Fungi Fungi Fungi Vegetabilia Plantae
Plantae Plantae Plantae Plantae Animalia Animalia
Eukaryota
Animalia Animalia Animalia
Eukarya
Animalia
Comparación de las secuencias de los genes ribosomales 16S y 18S. Carl R. Woese.
Tienen membranas compuestas de lípidos unidos con glicerol mediante enlaces éster.
FISION BINARIA
TIEMPO DE GENERACIÓN EN CONDICIONES ÓPTIMAS
Organismo Tiempo Generación (min)� Bacillus cereus 28� Escherichia coli 12.5� Staphylococcus aureus 27-30� Mycobacterium tuberculosis 792 – 932
� Poseen genes y rutas, cercanas a las de los eucariotas, (transcripción y traducción).
� Los lípidos se unen al glicerol mediante enlaces éter.Tienen una resistencia química superior.
� Los isoprenoides son los que utilizan para producir fosfolípidos. Estas cadenas ramificadas podrían ayudar - T°.
� Finalmente, en algunas arqueas la bicapalipídica es sustituida por una única monocapa. Fusionan las colas de dos moléculas fosfolipídicas independientes en una única molécula con dos cabezas polares.
� Ej: los lípidos de Ferroplasma.
Halobacteria sp. 5 µm.
� Las arqueas explotan variedad, de compuestos orgánicos comunes como los azúcares, hasta el uso de amoníaco, iones de metales o incluso H como nutrientes.
� Las arqueas (las halobacterias) utilizan la luz solarcomo fuente de energía, y otras especies de arqueas fijan C, sin embargo, no se conoce ninguna especie de arquea que sea capaz de ambas.
� Las arqueas se reproducen asexualmente
se dividen por fisión binaria, fragmentación o gemación;
no forman esporas.
� las arqueas se consideraban extremófilos, se les ha observado en una gran variedad de hábitats.
� Las Archaea se encuentran en el plancton. Un papel importante tanto en el ciclo del C como en el ciclo del N.
� No se conocen ejemplos claros de arqueas patógenas o parásitas, pero suelen ser mutualistas o comensales.
� Ejemplos las arqueas metanógenas que viven en el intestino de humanos y rumiantes, contribuyen a digerir el alimento.
Las arqueas metanógenos son utilizados para producir biogás y como parte del proceso de depuración de aguas.Las enzimas de arqueas extremófilas son capaces de resistir temperaturas elevadas y solventes orgánicos, siendo por ello utilizadas en biotecnología
las metanógenas son arquea que no necesitan oxígeno para vivir, les basta con CO2 e H, y producen gas natural metano al obtener energía para sus procesos
biológicos
Lynn Margullis - 1967
es generar energía para mantener la actividad celular mediante procesos de respiración aerobia.
Clorofila: fotosíntesis
Las células cómo funcionanhttp://www.youtube.com/watch?v=IKcK29LwY8g
Comparación
Estructura/Proceso en Eucariotas en Procariotas
Membrana nuclear Presente Ausente
ADN Combinado con proteínas (histonas) Desnudo y circular
Cromosomas Múltiples Único
División celular Mitosis o Meiosis Fisión binaria
Mitocondria Presentes (con ribosomas 70S) Ausente. Los procesos bioquímicos equivalentes tienen lugar en la membrana citoplasmática.
Cloroplasto Presentes en células vegetales (con ribosomas 70S)
Ribosomas 80S (a 60S y 40S sus subunidades) 70S (a 50S y 30S sus subunidades)
Pared celular Presente en vegetales, constituida por celulosa o por quitina en hongos
Presente, constituida por mureína
Nucléolos Presentes Ausentes
Retículo endoplásmico Presente Ausente
Órganos de locomoción
Cilios y flagelos que al corte transversal presentan una distribución característica de microtúbulos: 9 + 2
Flagelos sin estructura 9+2
Es la secuencia cíclica de procesos de una célula eucariota que conserva la capacidad de dividirse. Tiempo de regeneración .
La división celular mitótica produce dos células hijas
genéticamente idénticas a la célula original.
Las fases de la división nuclear son cinco:
� Profase
� Prometafase
� Metafase
� Anafase
� Telofase
http://highered.mcgrawhill.com/olc/dl/120074/bio17.swfhttp://www.stolaf.edu/people/giannini/biological%20anamations.htmlhttp://www.bioygeo.info/AnimacionesBio2.htm#Transcripcionhttp://highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120074/bio19.swfhttp://www.unf.edu.ar/frn/Documents/MatCatedra/Zootecnia/Biologia/procariotas.pdf
�Reducción del número de cromosomas� Segregación al azar de los cromosomas � Recombinación genética por intercambio de segmentos cromosómicos
Los procesos esenciales de la meiosis consisten en:
Comparación Mitosis y Meiosis
http://www.youtube.com/watch?v=tYDgGgSGQuQ&feature=related
DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGIA MOLECULAR
Conformación del DNA
� http://www.youtube.com/watch?v=fC_h0zWM1us&NR=1� http://www.youtube.com/watch?v=itUMP0wtN5c
DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGIA MOLECULAR
http://www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/molgenetics/dna-rna2.swf
Replicación
http://www.youtube.com/watch?v=-EGKrYdQEHQ
http://www.youtube.com/watch?v=P4MLjyZasJo
Traducción
http://www.youtube.com/watch?v=itUMP0wtN5chttp://www.youtube.com/watch?v=FNqmh4PoMPQ
Procesamiento información genética en Procariotas vs Eucariotas.
http://highered.mcgrawhill.com/olc/dl/120077/bio25.swf
Evasión al dogma
� Transcriptasa inversa: Retroviridae y Caulimoviridae,
transcriptasa inversa, que tiene como molde ARN.
� Traducción en sistemas libres de ARN: obtener proteína in vitro y en ausencia de ARN, por lectura directa del ADN mediante ribosomas, en un entorno en presencia del quimioterápiconeomicina.
� Priones:
Los priones son proteínas que tiene alterada su estructura terciaria, teniendo un incorrecto plegamiento.
CÓDIGO GENÉTICO
Mecanismos de reparaciónTIPOS DE MUTACIONESPuntuales y pseudopuntuales cambios de una base� transiciones: Purina por purina y pirimidina por
pirimidina � transversiones: Purina por pirimidina y pirimidina por
purina desfases (cambio en el n°).� deleción � inserción http://www.cienciaybiologia.com/bgeneral/mutacion-reparacion-adn.htmCromosómicas� deleciones � duplicaciones � inversiones � translocaciones
http://www.youtube.com/watch?v=LfUmrX-7WDo
Ejercicio
� Consulta personal:http://learn.genetics.utah.edu/es/units/basics/transcribe/APA format:
Genetic Science Learning Center (1969, December 31) Transcribe y traduce un Gen. Learn.Genetics. Retrieved February 25, 2012, fromhttp://learn.genetics.utah.edu/es/units/basics/transcribe/
5¨ATTACGATCTGCACAAGATCCT3¨
Replique ,Transcriba y traduzca la siguiente secuencia
Conjunto de técnicas que utilizan organismos vivos o sustancias provenientes de estos, para: Elaborar o modificar un producto; mejorar plantas o animales y desarrollar microorganismos de usos específicos
Biodiversidad y recursos genéticos Bioprospección
Productos
Biotecnología