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LOS BIOCATALIZADORES
Catalizadores Las células poseen
compuestos químicos que controlan las reacciones que ocurren en su interior.
La sustancia que controla la velocidad a la que ocurre una reacción química sin que la célula sufra daño alguno ni se destruya se conoce como un catalizador.
Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores en las células.
Enzimas Hacen posibles las
reacciones, disminuyendo la cantidad de energía de activación que se necesita.
Controlan la velocidad a la que ocurre la reacción, para que la energía se libere lentamente.
Permiten que las reacciones ocurran a unas temperaturas que no hagan daño al organismo.
¿Cuántas enzimas habrán en un organismo?
Enzimas y sustratos
La sustancia sobre la cual actúa una enzima se conoce como sustrato. El sustrato se convierte en uno o más productos nuevos.
Las enzimas son reutilizables y cada una puede catalizar de 100 a 30,000,000 de reacciones por min.
Pero, una enzima particular actúa solo sobre un sustrato específico. Cada enzima particular puede controlar solo un tipo de reacción.
Enzimas y coenzimas
Una enzima recibe el nombre del sustrato sobre el cual actúa. A una parte del nombre del sustrato
se le añade el sufijo –asa. ¿Cuál será el sustrato de una proteasa?
En algunas reacciones, pequeñas moléculas, llamadas coenzimas, se unen a las enzimas para controlar las reacciones. Las coenzimas no son proteínas
pero no sufren cambios durante las reacciones.
Algunas vitaminas son coenzimas. B1, B2, B6, K.
Una reacción no ocurrirá si la coenzima no está presente.
Los modelos de enzimas La forma y la estructura de una enzima determinan la
reacción que puede catalizar. La enzima se une al sustrato (S) mediante un área especial,
el sitio activo, para formar un complejo enzima-sustrato o E-S.
En el sitio activo, la enzima y el sustrato se ajustan perfectamente.
Modelo del ajuste inducido.
Modelo de la llave y la cerradura.
Los modelos de enzimas
Las células regulan la cantidad y la actividad de sus enzimas
Inhibición por retroalimentación
Los factores que afectan la actividad enzimática
La temperatura (desnaturalización) (Ej: albúmina)
Los factores que afectan la actividad enzimática
El pH (desnaturalización) (Ej: pepsina)
La concentración del sustrato
Sustancias químicas (inhibidores)
BIOTECNOLOGIA
El genoma es...
El conjunto completo de genes de un organismo, donde se guarda toda la información genetica.
Los genes son secuencias de ADN.
Estas secuencias, de longitud variable, contienen las instrucciones para fabricar proteínas, los ladrillos de la vida.
•GRUPOS DE TRES BASES = UN AMINOÁCIDO.GRUPOS DE TRES BASES = UN AMINOÁCIDO.
•UNA SECUENCIA DE AMINOÁCIDOS ES UNA SECUENCIA DE AMINOÁCIDOS ES UNA PROTEÍNA.UNA PROTEÍNA.
•SI LA SECUENCIA ESTÁ MAL ESCRITA,SI LA SECUENCIA ESTÁ MAL ESCRITA, LA PROTEÍNA NO SE FABRICALA PROTEÍNA NO SE FABRICA O SE FABRICA DEFECTUOSA.O SE FABRICA DEFECTUOSA.
ATG CTA AAA AGT TTT ATA AAAATG CTA AAA AGT TTT ATA AAA
05000
100001500020000250003000035000
1 5 9 13 17 21 25
Nº de Genes
Nº de genes mapeados entre 1972-1998.
70 80 90 98
Herramientas de la revolución.Ingenieria Genetica.
ADN recombinante Terapia genica. Organismos
transgenicos. Lineas de
organismos geneticamente identicos.
ADN recombinante.
Segmentos de genes de diversas fuentes se recombinan in vitro y se transfieren a celulas, donde el ADN pueda expresarse.
Bacteria Célula con gen de interés.
ADN recombinante
Células se clonan y se eligen para su aplicación posterior.
PLASMIDOS CON ADN RECOMBINANTE
Bibliotecas Genómicas
Es el set completo de miles de clones plásmidos recombinantes, cada uno con una copia de un segmento particular del genoma inicial.
Vectores: Plásmidos, bacteriofagos.
Biblioteca de plasmidos
Cómo se hacen los clones de ADN.
EL método de PCR o Polymerase Chain Reaction clona ADN enteramente in vitro.
Se necesita ADN polimerasa, nucleotidos, y primers.Se aplica calor y en 5 min. Se dobla la cantidad de ADN.
3’
5’
5’
3’
Secuencia deseada.
Calor para separar hebras.
Se enfría, ADN polimerasa alarga 3’.
3’
3’
Análisis del genoma
Análisis de las secuencias de ADN.
Estudiar la expresión genética.
Determinar la función genética.
Determinar la función génica
Mutagénesis in vitro: técnica que introduce cambios específicos en la secuencia de un gen clonado.
La mutación puede alterar o destruir la función del producto proteico.
Productos de la tecnología de ADN recombinante.
Insulina Activador
Plasminogénico proteico de tejidos.
Factores coagulantes puros
Hormona de crecimiento
Aplicaciones prácticas de la tecnología ADN.
Diagnosis de enfermedades.
Terapia Génica Humana.
Productos farmaceúticos.
Criminalística. Ambiente. Agricultura.
Sangre acusado.
Sangre ropa acusado.
Sangre víctima
Huellas ADN en electroforesis casocriminal.
Aplicaciones
Se aislan copias del gen y se transfieren a otros organismos:
Para crear plantas con resistencia a pestes.
Para alterar bacterias y limpiar desechos tóxicos.
TERAPIA GÉNICA
Encontrar el gen “roto”.
Encontrar una copia sana del gen que falta y transplantarlo en las células afectadas.
¿Cómo colocar los genes en las celulas que los necesitan?
Se utilizan vectores: Retrovirus. Adenovirus. Injección directa en
liposomas.
Ingeniería Genética
Animales transgénicos
cerdos que producen proteínas humanas que inhiben la respuesta inmune (ideal para transplantes)
Ingeniería Genética
Plantas transgénicas Tomates que
maduran sin llegar a la pudrición.
Plantas resistentes a pestes.
Introducir varios embriones en ratón.
Nacimiento
Ratón transgénico
Organismos transgénicos
Otras tecnologías
Transferencia de núcleos.
Duplicidad de células en sus primeros estadíos de desarrollo.
¿CLONES?
Transferencia de núcleos
célula mamaria Ovocito
Ovocito enucleado
núcleo
Ovocito de 2 con núcleode célula mamaria de 1.
1 2
Individuo idéntico a 1
La transferencia de núcleos...
Permitió saber que la diferenciación celular no modifica la información genética.
(Wilmut et al 1997)
Algunos (de los 30.000) genes localizados hasta hoy.
Cáncer al cólon (2)Hiperactividad (3)Alzheimer (19)
Genes ligados al sexo:SCIDEnf. de Lorenzo (ADL)Retinitis pigmentosa.
Huntington (4)Síndrome Williams (7)Anemia de Fanconi (16)Fibrosis cística (7)
Cáncer a la piel (9)Hemocromatosis (6)Epilepsia mioclonusprogresiva (21)
CROMOSOMA X
DMD Defecto del gen Distrofina causa distrofia muscular de Duchenne, una enfermedad degenerativa fatal del tejido muscular.
ATP7A Enfermedad de Menke. FMR1Síndrome del X frágil. Enfermedad
mental. ALD Adrenoleucodistrofia o Enfermedad de
Lorenzo.
CROMOSOMA Y
SRY Factor determinante de la formación testicular.
BIOLOGIA Y ETICA MODERNA
¿Deberían los científicos patentar la vida?
¿Los beneficios contrapesan los riesgos?
¿Quién decide la utilización de órganos para donarlos?
¿Desearía saber si su hijo por nacer tiene defectos genéticos?
ETICA
Algunas aplicaciones parecen claramente no éticas (armas biológicas).
...y muchas preguntas no tiene una respuesta clara.
