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Análisis de Patógenos por Extracción de ADN: Un Estudio de Caso con E.coli, Apuntes de Química Aplicada

Etapa 3 - Fundamentación científica y ponencia argumentativa de la unidad 2

Tipo: Apuntes

2018/2019

Subido el 02/05/2019

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Biotecnología
Etapa 3 - Fundamentación científica y ponencia argumentativa de la unidad 2
Luisa Karina Sánchez
C.C 1.110.478.947
Tutor:
Iván Andrés González
Código: 305689_23
Universidad Nacional Abierta y a Distancia
Biotecnología
Noviembre de 2018
Ibagué
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¡Descarga Análisis de Patógenos por Extracción de ADN: Un Estudio de Caso con E.coli y más Apuntes en PDF de Química Aplicada solo en Docsity!

Biotecnología Etapa 3 - Fundamentación científica y ponencia argumentativa de la unidad 2 Luisa Karina Sánchez C.C 1.110.478. Tutor: Iván Andrés González Código: 305689_ Universidad Nacional Abierta y a Distancia Biotecnología Noviembre de 2018 Ibagué

Actividad 1

1. Realice el laboratorio virtual N.4 y realice un informe de laboratorio donde se identifique (introducción, metodología, procedimiento y responda las preguntas que se encuentran en el ítem de resultados). Laboratorio N°4: Introducción: La extracción de ADN consta de una etapa de lisis, que consiste en romper lasestr ucturas que confinan el citoplasma y liberar al medio su contenido y otra de purificación, que implica la retirada de la solución final de la mayoría de elemen tos que pueden interferir en la PCR. De los tres pasos críticos que componen el an álisis de patógenos por la extracción de ADN es quizás el más desconocido y sobr e el que más control podemos ejercer. En la práctica virtual de laboratorio N° 4, se evidencia el proceso con el cual se logra la extracción de ADN de un cultivo de E.coli, viéndose así paso a paso la manera de extraerlo correctamente. El ADN es el material genético que nos identifica, las cadenas de ADN son únicas e irrepetibles, su función y uso generalmente radica para determinar algunas enfermedades hereditarias, el parentesco con otras personas y actualmente también es usado para la modificación de esas cadenas de ADN para trasmitir cualidades de una especie a otra (Genética). Metodología: a. Preparar un cultivo de E. Coli en un caldo nutritivo y dejarlo madurar por lo menos durante 4 días. b. Añadir 10 mg de lisozima a 5 ml de suspensión bacteriana y agitarla durante 2 minutos. c. Incubar la mezcla durante 30 minutos a 37 ºC d. Añadir a la suspensión bacteriana 5 ml de detergente doméstico. e. Llevar la mezcla a baño maría a 60ºC durante 2 minutos. f. Enfriar la mezcla en agua fría. g. Lentamente y con mucho cuidado verter etanol frio sobre la superficie de la mezcla de manera que forme una capa. h. Los ácidos nucleicos precipitarán en la capa superior de etanol de la cual se extraerán utilizando una pipeta. i. Se puede añadir unas gotas de azul de metileno con el fin de teñir el ADN y volverlo más visible. Procedimiento: Extracción ADN Bacteriano

Paso 4: Paso 5: Paso 6:

Preguntas: a. ¿Por qué se puede suponer que las bacterias contienen ADN? ¿Dónde se encuentra ese ADN? R: Las bacterias son organismos relativamente sencillos, al tratarse de organismos procariotas, tienen características básicas correspondientes como la carencia de un núcleo delimitado por una membrana, aunque presentan un nucleoide, una estructura elemental que contiene una gran molécula circular de ADN. El ADN se encuentra en el núcleo de las células mayoritariamente. b. ¿Cuál es la función del detergente en la experiencia? Explique la fundamentación química. R: El detergente disuelve los lípidos (moléculas grasas) y las proteínas de la membrana celular, rompiendo las uniones que mantienen la integridad de la misma. De esta forma se libera el contenido celular. Luego, el detergente forma complejos con los lípidos y las proteínas, permitiendo que los mismos sean separados del ADN por filtración c. ¿Cuál es la función de la lisozima en la experiencia? Explique la fundamentación química. R: Actúa como barrera, la acción de la lisozima destruye el péptido glicano d las bacterias e inhibe el crecimiento del E.coli. d. ¿Cuál es la función del alcohol en la experiencia? R: Una vez extraído el ADN, se debe proteger el mismo de enzimas que puedan disminuirlo es por ello que para aislarlo hay que precipitarlo en alcohol. El alcohol permite visualizar de mejor manera el ADN y sepáralo de otros componentes celulares, los cuales son dejados en solución acuosa. e. Al final de la experiencia se obtiene un mucus blanco y fibroso que sería el ADN. ¿Es posible que la molécula del ADN se visualice a simple vista? ¿por qué?

Las técnicas de Ingeniería genética se basan en el ADN recombinante, formado por moléculas de ADN que se originan en dos o más organismos (o virus) diferentes. En general, tienen un denominador común: en todas se manipula el material genético (ADN) de dos o más especies diferentes. Estas técnicas, desarrolladas hace menos de treinta años, revolucionaron todas las áreas de investigación y de aplicación tecnológicas. Tuvieron una enorme influencia en el diagnóstico y en el tratamiento de distintas enfermedades, así como en el agro y en la industria, pues con ellas desarrollaron microorganismos, plantas y animales de crecimiento más rápido, de mejor rendimiento nutritivo, etc. Se utilizaron, por ejemplo, para la fabricación de antibióticos y para lograr una mayor resistencia a los herbicidas. Las principales “herramientas moleculares” que se emplean para obtener ADN re- combinante son, además de la secuenciación del ADN y de la clonación ya estudiadas, las enzimas de restricción y la reacción en cadena de la polimerasa.

  • Las enzimas de restricción actúan a la manera de “tijeras” moleculares, y segmentan el ADN en puntos específicos de la cadena, es decir, son capaces de fragmentar el genoma. Una de las utilidades de dichas enzimas es que permiten localizar los genes responsables de las distintas enfermedades hereditarias que afectan al hombre. Por medio de ellas, se obtienen fragmentos de ADN, los cuales pueden insertarse en el interior del ADN de vectores (“vehículos moleculares”) presentes en las bacterias: los plásmidos. Esta nueva molécula de ADN es el ADN recombinante. Así, resulta posible, por ejemplo, introducir en un plásmido bacteriano el gen que codifica la producción de la insulina humana.
  • La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es un método que permite obtener, en poco tiempo, muchísimas copias de un fragmento de ADN particular. Fue desarrollado en 1983 por el bioquímico norteamericano Kary Mullís, a quien diez años después se lo distinguió con el Premio Nobel por esta invención. Para realizar la PCR, sólo hace falta conocer una parte de la secuencia del fragmento que se desea amplificar. La sensibilidad del método es tal que una pequeñísima fuente de ADN, como la contenida en una gota de sangre o esperma o en la raíz de un cabello, basta para realizar el análisis. Las aplicaciones de estas dos técnicas son innumerables: pueden utilizarse para diagnosticar enfermedades genéticas, detectar infecciones virales y bacterianas o determinar la identidad del sospechoso de un crimen, además de ser herramientas fundamentales en los laboratorios de investigación. 3. A partir de la lectura de los artículos “La ingeniería Genética y la Nueva Biotecnología ” y “ La ingeniería Genética y la Biotecnología ”, que se encuentra en el entorno de conocimiento de la Unidad 2. Realice esquemas donde se identifiquen las técnicas y herramientas que se utilizan en la ingeniería genética. (En los esquemas se debe presentar la definición y procedimiento). R:

5. Lea el artículo “ Alimentos transgénicos, la realidad no siempre supera la ficción , que se encuentra en el entorno de contenido de la Unidad 2. A partir de aquí construya un mapa conceptual en donde se encuentre: Concepto de alimento transgénico, Formas de obtención de un alimento transgénico, historia de los alimentos transgénicos. R: ALIMENTO TRANSGÉNICO Que han sido producidos a partir de un organismo modificado mediante ingeniería genética y al que se le han incorporado genes de otro organismo para producir las características deseadas. Son aquellos OBTENCIÓN HISTORIA Son obtenidos a partir de una técnica que utiliza:  células vivas  cultivo de tejidos o  Moléculas derivadas de un organismo, como, por ejemplo, los enzimas. Todo esto nos vale para obtener, modificar o mejorar un producto, o desarrollar un microorganismo para utilizarlo con un propósito específico. Acá la importancia de la ingeniería genética, la cual consigue ampliar esos límites y romper las barreras interespecíficas, consiguiendo mezclar material genético de especies totalmente dispares tales como por ejemplo una planta y un hongo. En este proceso un organismo recibe genes, no presentes en su material genético, de otro organismo, obteniendo así granes efectos beneficiosos. En este principio y esta técnica se basan los que actualmente conocemos como alimentos transgénicos. Siglo 19: Gregor Mendel, que era monje botánico, llevó a cabo un experimento en el que se cruzaron algunas especies diferentes de guisantes para demostrar que ciertos rasgos de una especie se heredan en este proceso. (hibridación o cruzamiento es la reproducción de diferentes variedades de plantas o animales, pero siempre de la misma especie). Un hecho importante a destacar de los elementos transgénicos sobre este tipo de hibridación entre especies es la esterilidad del individuo o elemento resultante. Observamos así que en la naturaleza el intercambio genético entre especies está normalmente muy obstaculizado por distintas barreras, con lo que podemos concluir en la imposibilidad natural en el cruzamiento de organismos de familias distintas. La Revolución verde y el paso a la ingeniería genética: La producción de semillas híbridas en conjunto a la utilización de fertilizantes provocaron grandes aumentos en el periodo comprendido entre 1950 y 1984. Este periodo también fue llamado posteriormente “la revolución verde”. Después de que el avance de 1983 fue confirmado, llevó a los científicos unos diez años en lograr crear el primer alimento genéticamente modificado para uso comercial. Este producto transgénico fue un tomate creado por una compañía con sede en California y que su nombre es Calegne. La nueva especie de tomate, que fue nombrado FlavrSavr por la empresa, se puso a disposición comercialmente en

A pesar de que los consumidores mostraron un gran interés en el mismo, la compañía detuvo su producción en 1997 debido al hecho de que su vida útil hace que sea menos rentable para la empresa. No obstante, gracias a esos avances, hoy en dia, un agricultor los puede plantar con innumerables características curiosas: pueden ser resistentes a numerosas plagas, con menos agua en su interior (lo cual quiere decir que se conservarán en buen estado durante más tiempo), gigantes, diminutos, especialmente sabrosos, con un aspecto asombrosamente saludable.

6. A partir del mismo artículo anterior, analice la situación de los alimentos transgénicos con respecto a Criterios científicos, riesgos para la salud, riegos para el medio ambiente, en una tabla apunte los puntos a favor y en contra que determina el autor del artículo y obtenga conclusiones de cada uno de los criterios evaluados. R: Favor Contra Resistencia a los pesticidas. A corto, medio y largo plazo, incremento de la contaminación química. Mayor aprovechamiento del suelo. Cambios en el uso de los recursos alimenticios, que implicaran nuevas preferencias. Disminución en los costos de la agricultura. Contaminación genética por polinización cruzada. Mas nutritivos, podemos consumir alimentos con más proteínas, vitaminas, minerales y menos contenidos grasos. Hay ejemplos de arroz con dosis más altas de vitaminas y con mayor concentración de hierro. Incremento de la contaminación en los alimentos por un mayor uso de productos químicos. Algunas compañías aseguran que la tecnología genética en los alimentos tiene un beneficios directo en el medio ambiente y en el consumidor final, en varios aspectos. Tener en cuenta que si bien el uso de la ingeniería genética en la agricultura puede aumentar la producción, también puede a la vez reducir el empleo. Actividad 2. Ponencia científica: ¿ Qué tan ventajosos resultan en realidad estos tipos de alimentos o es simplemente una cuestión de marketing de las grandes empresas de alimentos? No podemos negar que el consumidor se siente en muchas ocasiones confundido, engañado por la Industria Alimentaria. Sobre todo, ahora que se preocupa más por su salud. La biotecnología ofrece un número importante de recursos a la industria alimentaria, que comprenden desde la producción de materias primas y su transformación, hasta el control de la seguridad alimentaria. Ahora bien, aunque el empleo de la biotecnología moderna en el ámbito de la salud (terapia génica, nanotecnología, etc.) es valorado positivamente por la mayoría de los encuestados, los consumidores son reacios a aceptar los alimentos modificados genéticamente. En este sentido, existen numerosos grupos detractores de esta tecnología, cuya oposición se basa en la existencia de posibles peligros a largo plazo para la salud de los consumidores y para el medio ambiente. Por otra parte,

Se utilizan los progresos de la biotecnología agrícola para incrementar la productividad de los cultivos, especialmente mediante la reducción de los costos de producción logrados disminuyendo la necesidad de plaguicidas, sobre todo en las zonas templadas. La aplicación de la biotecnología puede mejorar la calidad de vida, creando cepas de mayor rendimiento, o que pueden crecer en ambientes diversos, lograr una rotación mejor para conservar los recursos naturales o plantas más nutritivas, que se conservan mejor cuando están almacenadas o están siendo transportadas. Se consigue así un abastecimiento continuo de alimentos a bajo costo. Los progresos en tecnología genética pueden ayudar a resolver problemas médicos, agrícolas y ambientales de los países pobres. Hasta aquí, los mayores esfuerzos privados han sido dirigidos a la introducción de características útiles para los productores de países industrializados, porque en ellos las compañías pueden recuperar sus inversiones. Se necesitan nuevas modalidades que movilicen recursos públicos y privados para que no se deje atrás a la gente pobre en la revolución genética. d. Respaldo de la Garantía: Las aplicaciones biotecnológicas en agroalimentación han mejorado la eficiencia de la producción y la seguridad de los alimentos. Considerar que algunos de los resultados obtenidos hasta ahora son prometedores no debería ser nada nuevo. Lo que sí debería tenerse en cuenta es que, de la misma manera que avanza la investigación, deberían estrecharse algunas medidas de control. Para ello, la labor de los responsables de la elaboración de políticas pasar por mantener un enfoque amplio y flexible capaz de adaptarse a la evolución de la investigación y a nuevos retos. Algunos de estos desafíos vienen marcados, por ejemplo, por el uso potencial, en el sector agroalimentario, de animales clonados o de su descendencia, o el uso de pollos modificados genéticamente para la producción en sus huevos de sustancias farmacéuticas. e. Posible Excepciones: Al juzgar los riesgos y beneficios, es importante distinguir entre riesgos inherentes a la biotecnología y riesgos que trascienden la biotecnología. Los primeros incluyen aquellos que tienen que ver con la seguridad en la alimentación y con la conducta del producto en relación con el medio ambiente. En el segundo grupo, los riesgos se derivan del contexto social y político en el cual se utiliza la tecnología, y cómo su uso puede beneficiar o perjudicar los intereses de diferentes grupos sociales. Entre ellos cabe destacar los efectos en la salud humana y los riesgos ambientales. f. Conclusión: La biotecnología ofrece un número importante de recursos a la industria alimentaria, que comprenden desde la producción de materias primas y su transformación, hasta el control de la seguridad alimentaria.

La mayoría de los científicos defienden el uso controlado y regulado de los organismos modificados genéticamente, basándose, fundamentalmente, en razones medioambientales y económicas, aunque hay consumidores que son reacios a aceptar los alimentos modificados genéticamente. BIBLIOGRAFIAS.  Soberón, F. (2005). La ingeniería genética y la nueva Biotecnología. México. D.F. Fondo de cultura. Recuperado de: http://sgpwe.izt.uam.mx/files/users/uami/acym/Soberon_1997_Biotec nologia.pdf.  Balta, A, Baro, J y Blanco, V. (2013). Alimentos transgénicos: La realidad no siempre supera la ficción. Universidad Autónoma de Barcelona. Recuperado de: https://ddd.uab.cat/pub/estudis/2012/103201/transgenicos.pdf.  Ortiz, F. (2012). OVA de Ingeniería Genética. Universidad Nacional Abierta y a Distancia. Recuperado de https://repository.unad.edu.co/handle/10596/  Biotecnología. Steve Prentis. Biblioteca Científica Salvat. Salvat Editores.  Biotecnología y Alimentación. Gloria Morcillo, Estrella Cortés, Jose Luis García. UNED.