GENETICA Flashcards
Biotecnologia
Toda aplicación tecnologica que use sistemas biologicos y org vivos para la creación o modificación de procesos o productos.
Ventajas de usar mo en biotecnologia
- No se usan animales :)
- Altas tasas de duplicación y se pueden obtener mutantes de interés.
- Crecimiento en fermentadores: facil control de las condiciones de cultivo y recuperación.
- Sencillos de manipular.
- Obtención de grandes cantidades de producto.
Mejoramientos genéticos
Se hacen desde las primeras fermentaciones. Se seleccionan los mas eficientes para optimizar los procesos.
Mejoramiento genético primero mediante genética clasica y por ingeniería genética en la actualidad.
Como “mejorar” una levadura?
- Hibridación: cruzamiento entre dos levaduras haploides con el fin de expresar alguna propiedad determinada. Para eso las celulas parentales deben ser compatibles. No se usa en la industria pues se busca que las levaduras usadas solo presenten reproducción asexual.
- Fusión de protoplastos: Permite hibridizaciones interespecificas
- Citoinducción: Fusión de celulas haploides sin la fusión de sus nucleos para transferir elementos citoplasmáticos de interes (por ej el efecto killer)
Mejoramiento de cepas de uso industrial
- Mutación y selección: se inducen mutaciones (al azar, por ejemplo irradiando el cultivo) y se seleccionan las celulas. Muy engorroso.
INGENIERÍA GENÉTICA:
- Mutagénesis dirigida:
Se introduce el gen que se busca que tenga el mo. Como mutación pero no al azar. Mucho mas trabajoso y requiere mucho conocimiento del genoma del mo pero mas eficiente. - Clonado y expresión de genes heterologos: El objetivo es aislar el gen de un organismo dificil de cultivar, hacer muchas copias, y expresarlo en otro adecuado para el proceso productivo.
Como los mo se reproducen mas rapido se acelera la prod que si se hiciera con tejidos de organismos complejos.
Mejoramiento de penicilina
Al principio (1940) se usaba Penicillium notatum que producía 20 U/mL.
Se hayo la especie Penicillium chrysogenum, mucho mas eficiente. Se fue mutando para aumentar la producción.
1990 la producción era de 85.000 U/mL.
. : Aumento la producción una barbaridad, pero el proceso de mutación y selección es lento, tomo 50 años.
Mutación y selección: Agentes mutagénicos
Introducen cambios en la cadena de ADN.
FISICOS: radiaciones ionizantes o UV
QUIMICOS:
- Analogos de base: Por similitud estructural con las bases nitrogenadas se meten en el ADN
- Modificadores de ADN
-Intercalantes: corren el marco de lectura
Clonado y expresión de genes heterologos: pasos
1) Identificar los genes involucrados en el metabolismo del producto de interes.
2) Aislar el gen
3) Introducirlo y expresarlo en el mo adaptado al proceso productivo
4) Confirmación de que se expresa correctamente
Clonado y expresión de genes heterologos: Identificar los genes involucrados
Conociendo la secuencia de las proteínas se deduce la secuencia del gen y se busca esta secuencia en los cromosomas del organismo productor.
Clonado y expresión de genes heterologos: Aislar el gen
- Usando enzimas de restricción:
Son E que cortan secuencias específicas del ADN. Como ya sabemos que secuencia tiene nuestro gen sabemos que E de restr usar.
En un tubo con el material genetico un tejido del organismo productor agregamos las E, y obtenemos muchos pedazos de codigo genetico mezclados. Se separan por electroforesis en gel. - PCR (reacción en cadena de la polimerasa): Lo que se usa hoy en dia
La polimerasa es la E responsable de la duplicación del ADN, sintetiza una cadena usando otra como molde.
Mandamos a sintetizar primers, que son moleculas de ARN de pocos nucleotidos complementaria a la cadena de ADN que queremos que se forme (con nuestro gen).
Se trabaja con un termociclador que va a replicar solo la parte de ADN que nos interesa gracias al primer que diseñamos, y luego lo separamos de los otros productos por electroforesis en gel.
vacio
vacio
Clonado y expresión de genes heterologos: Aislar el gen
- Usando enzimas de restricción:
Son E que cortan secuencias específicas del ADN. Como ya sabemos que secuencia tiene nuestro gen sabemos que E de restr usar.
En un tubo con el material genetico un tejido del organismo productor agregamos las E, y obtenemos muchos pedazos de codigo genetico mezclados. Se separan por electroforesis en gel. - PCR (reacción en cadena de la polimerasa): Lo que se usa hoy en dia
La polimerasa es la E responsable de la duplicación del ADN, sintetiza una cadena usando otra como molde.
Mandamos a sintetizar primers, que son moleculas de ARN de pocos nucleotidos complementaria a la cadena de ADN que queremos que se forme (con nuestro gen).
Se trabaja con un termociclador que va a replicar solo la parte de ADN que nos interesa gracias al primer que diseñamos, y luego lo separamos de los otros productos por electroforesis en gel.
Clonado y expresión de genes heterologos: Introducir y sobreexpresar el gen
Los mo pueden tomar del medio moleculas de ADN a traves de distintos procesos.
- Plásmidos
- Transformación: La bacteria toma fragmentos de ADN desnudo del ambiente y lo incorpora.
- Transducción: Mediada por virus
- Conjugación: transferencia de material genetico de una bacteria a otra de la misma especie cuando estan en contacto celular.
Clonado y expresión de genes heterologos: Confirmación
Compramos un plasmido, le introducimos nuestro gen de interés aislado Y además un gen de resistencia a un antibiótico y un gen que haga que la bacteria cambie de color cuando se incorpora el gen de interes.
Este plásmido es el que (mediante alguna técnica) vamos a introducir en el mo.
No todos los plásmidos van a incorporar el gen de interés, algunos van a quedar “vacíos” solo con la resistencia a antibiotico.
Una vez que lo introducimos el plasmido en el mo, la forma de verificar cuales lo incorporaron es sembrar en un medio sólido con antibiótico, y las que puedan formar colonias son las que incorporaron el plasmido. Para diferenciar las bacterias con plasmido vacio y con plasmidos con el gen de interés es que se puso el gen que hace que formen colonias de distinto color.
