Tema 1B. Ingeniería Genética.

Organismos modificados genéticamente → OMG

  • Organismos transgénicos: Aquellos a los que se les ha introducido un gen proveniente de otra especie mediante técnicas de ingeniería genética. Este transgén confiere una nueva característica al organismo.

  • Organismos editados genéticamente: Organismos en los que se han modificado genes (o alterado la regulación de genes) sin la incorporación de material genético de otra especie, usando herramientas como CRISPR-Cas9, o mutagénesis dirigida.


No son OMGs:

  • Selección artificial y domesticación mediante cruces dirigidos

  • Hibridación de especies estrechamente relacionadas o de variedades (con diferente ploidía, por ejemplo) de la misma especie o especies emparentadas

  • Mutagénesis inducida: tratamiento con un agente mutagénico (rayos X o γ, ultravioleta, químicos) y posterior evaluación y selección de mutantes


Producción de biofármacos

Biofármaco: Medicamento que se produce en un organismo modificado genéticamente utilizando la biotecnología.

Proceso

  1. Generar un plásmido recombinante que exprese la proteína de interés

  2. Introducir el plásmido en las células hospedadoras

  3. Electroporación (pulsos eléctricos)

  • Microinyección

  • Virus

  • Nanovesículas

  1. Identificar células clonales que expresan altas cantidades de la proteína

  2. Seleccionarlas y escalar la producción


Biorremediación

Proceso biotecnológico que utiliza organismos vivos (como bacterias, hongos o plantas) para eliminar, degradar o neutralizar contaminantes en el ambiente, ya sea en el suelo, agua o aire.


Silenciamiento de genes

Silenciamiento selectivo de genes, sin introducción de mutaciones, basado en la vía de silenciamiento inducida por ARN de interferencia.

Le metes ARN de interferencia y dejan de expresarse.

  • miRNA: Estructura de horquilla, apareamiento imperfecto con ARNm diana, inhibición de la transcripción. Las palindrómicas forman horquillas

  • siRNA: Apareamiento perfecto con ARNm diana, degradación de ARNm. Se une, se inhibe y se degrada.


Mutagénesis dirigida

Técnica de ingeniería genética que permite introducir cambios específicos en la secuencia de ADN de un organismo de manera controlada. Métodos:


Restricción


PCR dirigida

CRISPR-Cas9

Proceso

  1. Síntesis de un ARN guía (sgRNA):

  • Región espaciadora o de reconocimiento (∼20 nt): complementaria a la secuencia diana del ADN.

  • Región de andamiaje: unión a la proteína Cas9.

  1. Formación del complejo efector: La proteína Cas9 se asocia con una molécula de ARN guía (sgRNA), formando un complejo efector que busca la secuencia complementaria a la de reconocimiento en el genoma.

  2. Reconocimiento de la secuencia objetivo: El complejo efector se une a la secuencia diana en el ADN, gracias a la interacción con un motivo PAM (motivo adyacente de proto espaciador, protospacer adjacent motif). Los PAM son motivos muy cortos y frecuentes en el genoma.

  3. Corte del ADN: La Cas9 desenrolla el ADN y permite que el sgRNA se empareje con la secuencia complementaria del ADN. La proteína Cas9 corta ambas cadenas de ADN en la posición específica.

  4. Reparación del ADN:

  • Reparación no homóloga (NHEJ): Une los extremos del ADN de forma directa, introduce pequeñas deleciones o inserciones → Inactivación de genes

  • Reparación homologa (HDR): Reparación del corte con una plantilla de ADN donante → Reemplazo de secuencias específicas


Efectos

  • Knock-down: le metes un ADN de interferencia y deja de funcionar.

  • Knock-out: rotura de doble cadena y reparación por la vía de recombinación no homóloga (NHEJ) → introducción de pequeñas deleciones → deja de funcionar.

  • Knock-in: rotura de doble cadena y reparación por la vía de recombinación homóloga (HDR) usando un molde → introducción de cambios en la secuencia.

Sirven para saber la función de los genes.


Organismos transgénicos

En las plantas se una el plásmido Ti.


Xenotrasplantes

Xenotrasplantes: trasplante de órganos o tejidos de una especie a otra.


Complementación de Blastocistos

Complementación de Blastocistos: introducción de células madre de una especie en el blastocisto de otra especie → desarrollo de órganos derivados de las células madre del donante dentro del animal huésped.