BIOTECNOLOGIA

1. BIOTECNOLOGIA • Conjunt de tècniques o processos que fan servir organismes vius (o, part d’organismes vius) per obtenir productes d’interès per a les persones (medicines, aliments...) • Això inclou tots els processos que han estat utilitzats des de l’antiguitat, com els processos de fermentació, que utilitzen llevats o bacteris per a elaborar pa, cervesa... o la millora genètica per millorar les collites o el bestiar.

2. Alguns usos de la biotecnologia • Producció de substàncies terapèutiques. • Producció d’aliments • Eliminació de metalls pesants • Bioremediació • Producció d’energia • ...

3. HISTÒRIA Ja es cultivaven el blat i la civada i es domesticaven animals herbívors com les ovelles, les vaques, les cabres... 10.000 aC

4. 6000 aC: Art de fermentar. Els sumeris i babilonis usaven llevats per fabricar cervesa. • 4000 aC: Els egipcis van descobrir la manera de fermentar pa amb llevat de cervesa. • Segle XIV dC: Destil·lació de begudes alcohòliques. Us de bactèries d’àcid acètic per fabricar vinagre, de bactèries d’àcid làctic per elaborar iogurt...

5. La biotecnologia moderna suposa l’ús més sofisticat dels recursos que els éssers vius posen a la nostra disposició. • L’aplicació que ha tingut més repercussió és l’enginyeria genètica. El naixement d’aquesta tecnologia es produeix a la dècada dels 70. • També són aplicacions de la biotecnologia l’ús d’enzims o bacteris no modificats: fabricació de formatges, iogurts, tractament de residus...

6. L’ENGINYERIA GENÈTICA L’enginyeria genètica és el conjunt de tècniques i processos que s’utilitzen per manipular l’ADN d’un organisme. TIPUS DE MODIFICACIONS • Afegir un o més gens (incorporar una característica biològica) • Modificar un gen (alterar una característica biològica) • Eliminar un gen (suprimir una característica biològica)

7. Un organisme transgènic és aquell al qual s’ha modificat el genoma amb gens procedents d’altres organismes. • L’ADN sintetitzat de manera artificial amb la unió d’ADN d’orígens diferents s’anomena ADN recombinant.

8. EL PROCEDIMENT • Els procediments d’enginyeria genètica comencen amb l’aïllament i replicació d’un gen (clonació), o més, que codifica unes proteïnes determinades. • Un cop obtingut el gen que codifica la proteïna que es vol produir s’uneix a altres molècules petites d´ADN anomenades vectors, per formar un ADN híbrid oADN recombinant. Els vectors principals són els plasmidis i l´ADN de certs virus, com els bacteriòfags. • Els vectors s’introdueixen a la cèl·lula hoste, generalment un bacteri o un llevat, i es multipliquen amb la cèl·lula. I així s’obté una població de cèl·lules que fabriquen la proteïna del gen que s’ha introduït en el seu interior.

11. UTILITAT DELS BACTERISGENÈTICAMENT MODIFICATS • Producció de fàrmacs, com antibiòtics, vacunes, insulina, anticancerígens, etc. • Producció de plàstics i materials biodegradables • Bioremediació (reparació de desastres ecològics, detoxidicació de productes químics, depuració d’aigües residuals, etc. • Producció de ferments i additius alimentaris, com enzims per fer formatge o vitamina C • Bacteris fermentadors per accelerar i/o millorar les qualitats organolèptiques del pa, la cervesa, el vi, els derivats làctics, etc.

12. TRANSGÈNESI EN PLANTES

13. UTILITAT TRANSGÈNESI EN PLANTES • Resistència a herbicides • Resistència a plagues • Resistència a malalties • Canvis en la maduració, floració, etc. • Canvis en la composició alimentària • Obtenció de substàncies farmacològiques • Resistència a condicions ambientals (salinitat, temperatura, humitat/pluviositat) • Canvis ornamentals

14. L’enginyeria genètica ja s’ha aplicat a nombroses plantes, com l’arròs, el cotó, el blat de moro, la soja, el tabac, el tomàquet, la patata, la remolatxa,… i se n’han produït varietats amb noves característiques. Entre aquestes característiques, podem destacar les següents: • Protecciócontra certes plagues (insectes, malalties o virus). S’insereix un gen bacterià a aquestes plantes per a que fabriquin elles mateixes proteïnes o substàncies que les protegeixen de l’àtac de les plagues, i són inofensives per a altres animals i les persones. • Resistència a herbicides (productes que es fan servir per a eliminar les males herbes). El conreu no es veu afectat, ja que l’herbicida només matarà a les males herbes que creixenentre el cultiu que ens interessa.

15. Producció d’aliments amb millors característiques: • Arròs daurat, que té un contingut alt de vitamina A. Aquest arròs modificat podria ajudar a prevenir la deficiència de vitamina A en poblacions en que l’arròs és la font d’alimentació principal. • Retard en la maduració dels fruits. Un exemple d’això són els tomàquets que tardaven a madurar unes quantes setmanes després d’haver estat recollits. Tomàquets transgènics que podrien contribuir a la prevenció del càncer (JOHN INNES CENTRE NORWICH – Regne Unit) Augment de la mida dels fruits

16. TRANSGÈNESI EN ANIMALS

17. UTILITAT DE LA TRANSGÈNESIS EN ANIMALS • Models animals de malalties humanes (ratolins knockout) • Canvis en el creixement i millora en les característiques nutritives • Obtenció de substàncies farmacològiques – Utilitzar animals per obtenir proteïnes terapèutiques (granges farmacèutiques o moleculars) • Resistència a malalties

18. PRIMER MAMÍFER TRASGÈNIC • 1980 – S’injecta DNA de ratolí a un zigot de la mateixa espècie, s’inicia la manipulació genètica dels mamífers. • 1981 – Es demostra la integració i la transmissió estable de gens injectats en zigots de ratolí. S’obtenen els primers ratolins transgènics. • 1982 – S’obtenen ratolins transgènics gegants al injectar el gen de l’hormona de creixement de rata a un zigot de ratolí. • 1983 – S’injecta el gen de l’hormona de creixement humana en cèl·lules ou de ratolí. També s’obtenen ratolins gegants.

19. EXEMPLES • Ovelles transgèniques portadores del gen humà que codifica el factor IX de coagulació de la sang (antihemofílic) • Porcs transgènics per tal que la seva carn sigui rica en substàncies que protegeixen el cor i pobre en les que són perjudicials. • Vaques transgèniques que produeixen llet amb característiques humanes