Clase#1 introducción a la biotecnología animal

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Published on February 26, 2014

Author: drdearmas

Source: slideshare.net

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Esta selección de Slides son parte del Curso de Biotecnología Animal de la Escuela de Zootecnia en la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad de Panamá

Biotecnología Animal ZOOT - 435 Módulo # 1 Prof.: Dr. Reinaldo de Armas PhD.

Estimados Estudiantes hoy le damos la bienvenida a nuestro curso de Biotecnología Animal, que es uno de los últimos que reciben en su formación académica como Futuros Ingenieros Agrónomos Zootecnistas. Estamos seguros que al culminar este curso se sentirán con gran ímpetu para enfrentar su vida laboral de forma exitosa, empleando los conocimientos adquiridos de frente a un mundo donde la Biotecnología tiene una velocidad de desarrollo incontenible. ¡Felicidades futuros Ingenieros!

Introducción:  Biotecnología es un término que se aplica a varias técnicas destinadas a utilizar la capacidad de los seres vivos para proporcionar productos o servicios. Fue utilizado por primera vez antes del siglo XX para actividades tan tradicionales como la manufactura de derivados lácteos, de pan y de vino. Actualmente ninguna de ellas sería considerada biotecnología en la aceptación moderna del término. Tampoco lo serían la alteración genética mediante reproducción selectiva, ni la clonación de plantas por injerto, ni la utilización de productos microbianos en la fermentación.

 Lo nuevo en la biotecnología moderna no es el principio de utilizar varios organismos, sino las técnicas para hacerlo. La ingeniería genética, no es más que una herramienta biotecnológica, que nos permite por primera vez transferir las propiedades de un sólo gen de un organismo a otro. La biotecnología es tan sólo el capítulo actual de una historia que empezó hace mucho tiempo ! “Así que entremos en materia”

Objetivos del Curso: Que podamos ser capaces de: • Aplicar los mecanismos de control del funcionamiento celular basados en la biología molecular. • Conocer los principios de modificación genética de los organismos vivos y su aplicación en la producción animal. • Manejar los procesos fisiológicos y ambientales empleando técnicas biotecnológicas • Conocer los principios para la producción de productos biológicos por vías ADN recombinante. • Emplear las técnicas de Biotecnología en la reproducción. • Conocer las técnicas básicas empleadas en las áreas de biología molecular y biotecnología. • Integrar los conocimientos biotecnológicos actuales en las distintas ramas de la ciencia animal.

Clase # 1: Introducción a la Biotecnología Animal  Uno de los objetivos principales de la Biotecnología moderna es lograr que una célula viva, tejidos, Clase # 1: Introducción a la Biotecnología Animal órganos o individuos realicen una tarea específica y útil de manera principales de y controlable.  Uno de los objetivos predecible la biotecnología moderna es lograr que una célula viva realice una tarea específica y útil de manera predecible y controlable.

La estructura genética de una célula viva determina, por medio de las instrucciones incluidas en un conjunto de mensajes químicos denominados genes, qué tareas específicas realizará. Los genes se transmiten de una generación a la siguiente, de modo que por hijos heredan  La estructura genética de una célula viva determina, los medio de las instrucciones incluidas en un conjunto de mensajes químicos denominados una serie de rasgos individuales de sus genes, qué tareas específicas realizará. Los genes se transmiten de una padres. generación a la siguiente, de modo que los rasgos individuales de sus padres. hijos heredan una serie de

Cuando los científicos comprendieron el código del ADN, comenzaron a buscar formas de cambiar las instrucciones de los genes para conocerlos mejor y eventualmente aplicar estos conocimientos. Gracias a esto, fue posible, por ejemplo, agregar nuevas instrucciones por medio de las cuales las células producirían algunas sustancias químicas, realizarían procesos útiles o imprimirían a un organismo las características deseadas. El resultado de esto ha sido la ingeniería genética moderna: la ciencia de la manipulación y transferencia de instrucciones químicas de una célula a otra.

La Biología celular o Bioquímica celular (antiguamente conocida como citología), es una disciplina académica que se encarga del estudio de las células en cuanto a las propiedades, estructura, funciones, orgánulos que contienen, interacción con el ambiente y su ciclo vital. La biología celular se centra en la comprensión del funcionamiento de los sistemas celulares, de cómo estas células se regulan y la comprensión del funcionamiento de sus estructuras. Al mismo tiempo, al comprender su funcionamiento, podremos entender y prevenir padecimientos como el cáncer o la enfermedad de Alzheimer; plantear alternativas terapéuticas para mejorar los procesos de reparación de tejidos y órganos; o bien, combatir organismos que provocan serios tratornos como ocúrre con las bacterias o los virus. Por lo mismo, la investigación en Biología Celular abarca a una gran diversidad de organismos, desde bacterias hasta células especializadas que constituyen a organismos pluricelulares como los humanos, los árboles las aves o los insectos. Una disciplina afín es la biología molecular.

La Biología molecular tiene como objetivo el estudio de los procesos que se desarrollan en los seres vivos desde un punto de vista molecular. La diferencia entre la química orgánica y la biología molecular es que las moléculas de ADN tienen una historia y por ende, en su estructura nos hablan de su historia, del pasado en el que se han constituido, mientras que una molécula orgánica, creada hoy, es sólo testigo de su presente, sin pasado y sin evolución histórica. Esta área está relacionada con otros campos de la Biología y la Química, particularmente Ingeniería genética y Bioquímica. La biología molecular concierne principalmente al entendimiento de las interacciones de los diferentes sistemas de la célula, lo que incluye muchísimas relaciones, entre ellas las del ADN con el ARN, la síntesis de proteínas, el metabolismo, y el cómo todas esas interacciones son reguladas para lograr un correcto funcionamiento de la célula..

La Ingeniería Genética no es más que un conjunto de técnicas que permiten manipular el material hereditario modificando, introduciendo o eliminando uno o más genes. Es el área de la biológica molecular que trabaja sobre la manipulación de los genes (ADN), y en la actualidad es utilizada por la Biotecnología para desarrollar mejoras (de calidad y cantidad) en los alimentos, se pueden corregir mutaciones, obtener microorganismos productores de sustancias útiles para el hombre, como la insulina o ciertos antibióticos.

La ingeniería genética implica tomar genes de su ubicación normal en un organismo y transferirlos a otro sitio, o ubicarlos nuevamente en el organismo original en combinaciones diferentes. Hasta el momento se ha utilizado la ingeniería genética para producir, por ejemplo: •Vacunas mejoradas para animales contra enfermedades contagiosas. •Productos sustitutos para humanos tales como la insulina, factores activadores o represores y hormona del crecimiento obtenidos en forma pura y en cantidades comerciales a partir de plantas o animales. •Antibióticos existentes, por métodos más económicos. •Nuevas clases de antibióticos que no existirían de otro modo. •Plantas resistentes a ciertos insectos, agroquímicos o enfermedades. •Plantas con cualidades nutricionales mejoradas. •Incremento en la productividad y calidad del ganado.

Cuando hablamos de Biotecnologías de la Reproducción, debemos hacer una diferenciación entre las trabajan a nivel de los genes del animal y las que no alteran el genoma. Las técnicas génicas o transgénicas se ocupan de los genes en particular y aunque utilizan en su ejecución técnicas reproductivas no son incluidas dentro de las que son aplicadas de forma masiva o práctica. Sin embargo se justifica su existencia y su desarrollo científico, por las necesidades que aún presenta tanto la producción de alimentos de origen animal, como de proteínas y enzimas de importancia biomédica. Es así, que la inyección de ADN en pronúcleos de cigotos bovinos u ovinos es posible gracias a la maduración y fecundación in vitro, técnica establecidas en la producción in vitro de embriones. En la actualidad, la baja eficiencia de la transgénesis para producir terneros, se ha podido compensar satisfactoriamente cuando el animal obtenido es reproducido en forma idéntica, a través de la clonación. De esta manera permite llevar a la práctica el concepto de Gene farming o granja biológica productora de proteínas.

Biotecnologías Reproductivas en aplicación: • • • • • • Sincronización e inducción de la ovulación Inseminación artificial y congelación de semen Producción de embriones por superovulación Producción in vitro de embriones Congelación de ovocitos y embriones Micromanipulación de embriones para producir gemelos idénticos y quimeras • Determinación y selección del sexo de embriones y espermatozoides • Clonado de animales por medio de transferencia nuclear • Transgénesis.

Logros recientes de la biotecnología • En el año 2001, se obtuvo el mapa de los 10.000 genes del genoma humano. • Se desarrolló de una bacteria que produce plásticos con recursos renovables. • Creación de una nueva raza de cerdos mediante ingeniería genética que rinden un 30% más y pueden sacrificarse siete semanas antes que los normales. • Cabras transgénicas que producen un anticuerpo monoclonal anticancerígeno y otras que produce antitrombina un fármaco anticoagulante. • Creación de cerdos transgénicos que producen hemoglobina humana. • Vaca transgénica, que produce la hormona de crecimiento humano. • Desarrollo de una cepa de la bacteria E. Coli que consume residuos agrícolas y urbanos y los convierte en etanol utilizado en mezclas para combustibles. • Vaca transgénica que produce leche que contiene alfa-lactolbumina proteína que proporciona aminoácidos esenciales y la base nutritiva para los niños prematuros que no pueden mamar. • Truchas para aguas frías con un gen "anticongelante" en el código para que puedan sobrevivir en aguas más frías. Los investigadores predicen que para el 2020 el 95% de las partes del cuerpo (pulmón, hígado, riñón, páncreas, etc.) serán reemplazables por órganos obtenidos en el laboratorio por trasplante nuclear.

Asignación #1: Todos los estudiantes matriculados en el Curso de Biotecnología Animal deberán investigar para confeccionar un cuadro sinóptico donde se evidencien los principios que definen lo que conocemos como biotecnologías, biología molecular e ingeniería genética, cite las posibilidades de cada una de ellas y sus logros. El cuadro será elaborado como documento de Word en formato de tabla con letra Arial. Los encabezados serán en negrilla tamaño16 y el desarrollo del contenido en tamaño 12. Se enviará vía e-mail al correo del Profesor responsable del Curso Dr. Reinaldo de Armas (drdearmas@gmail.com). Esta 1ra Asignación de nuestro curso deberá ser entregada el próximo domingo 2 de Marzo antes de las 12 de la noche

Un ejemplo del formato a seguir puede ser el siguiente: Biotecnología Biología Molecular Ingeniería Genética Definición Áreas de Acción Logros Alcanzados (productos o técnicas disponibles) Utilidad en la Producción Animal Le sugerimos las siguientes bibliografías para el desarrollo de la parte investigativa de la Asignación: • • • • • Animaciones de BIOLOGÍA MOLECULAR disponibles en línea en http://www.johnkyrk.com/index.esp.html consultado el 24-2-2014. de Armas, R. Transferencia de embriones en el bovino. Ed. FCA-UP. Chiriquí, Rep. de Panamá. 2007. 198p. Alberts B., Johnson A., Lewis J., Raff M., Roberts K., Walter P. Biología molecular de la célula. Omega. 4ªEd. 2004 Soberón Mainero, F. X. La Ingeniería Genética, la nueva Biotecnología y la era Genómica. Ed. Fondo de Cultura Económica de España, 3ª Ed. S.L., 2012 Villee, C. Biología. Ed. Mc Graw Hill, México D.F. 8va Ed.1996.994 p.

Criterios de Evaluación: Cada una de las Asignaciones a cumplir dentro del cuso de Biotecnología Animal, tendrán una calificación en base 10 y son de entrega obligatoria a su Profesor Facilitador vía e-mail (drdearmas@gmail.com), en la fecha que sean solicitados y serán promediadas para aportarle a cada estudiantes 30 puntos de la nota semestral de esta Asignatura. Se realizarán 2 exámenes parciales teóricos con un valor de 20 puntos cada uno (40 puntos total) y un examen Final Práctico con un valor de 20 puntos y otro teórico con otros 10 puntos todos presenciales en la Sede de la FCA en Chiriquí. La suma de todas las evaluaciones les darán los 100 puntos posibles de alcanzar durante el Curso. Se tomarán en cuenta en la evaluación la puntualidad de entrega de las asignaciones, la originalidad, el uso de recursos de la WEB.2, la organización y capacidad de síntesis. ¡SALUDOS Y COMIENCEN A ACUMULAR PUNTOS! Su Profesor

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