En forma global la clonación es fundamental en el campo agropecuario debido a que permite generar mejores condiciones en organismos animales y vegetales. Según la finalidad la clonación puede ser: 1. De organismos Î Plantas ó Animales completos; 2. De células Î aisladas ó formando tejidos u órganos; 3. De moléculas Î sean estas genes ó fragmentos de DNA ó RNA. En este sentido, dependiendo del proceso experimental, la clonación se puede dividir en: -Acelular: Clonación de moléculas sin intervención de células, es decir amplificación in Vitro por Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) y – Celular Amplificación de ácidos nucleídos mediante su introducción, por vectores, en una célula anfitriona en cultivo. En este caso, se emplea tecnología de DNA recombinante. La importancia de la clonación acelular se enfoca en el campo biotecnológico como proceso de multiplicación de moléculas de DNA ó RNA por PCR.
Unos vectores muy conocidos son los bacteriófagos estos se emplean actualmente como vectores de clonación en el campo de la ingeniería genética y su estudio tiene implicaciones importantes en la biomedicina, la genética y biotecnología, en concreto en la comprensión de las infecciones virales, defectos genéticos, problemas de desarrollo, causas del cáncer y la resistencia de las bacterias a los antibióticos.
La utilidad de los vectores en el campo agropecuario radica en que son elementos requeridos para la clonación celular de moléculas de DNA con lo que se permite cumplir con dos objetivos: Amplificación y Expresión.
Con la amplificación se permite: Secuenciar
Estudiar la estructura de ácidos nucleídos de células animales, vegetales, hongos y bacterias
El estudio de homología entre especies importantes en agricultura y en el sector pecuario
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Diagnóstico mediante la identificación de mutaciones que causan enfermedad en los organismos animales y vegetales.
Con la Expresión se permite:
Estudiar los procesos de trascripción y traducción, también la forma en que se regulan, estudiando por ejemplo secuencias promotoras.
Estudiar la producción de proteína ó RNA (forma normal ó alterada) para su identificación, para estudiar su función y propiedades, para aplicación comercial en diagnóstico, terapéutica, nutrición, industria entre otras.
Desde hace más de tres décadas son muchos los avances realizados mediante la biotecnología. Sucesos como la producción de penicilina a partir del hongo Penicillium, que inicialmente se produjo de forma artesanal para posteriormente ser desarrollada a gran escala. Paralelamente a esta producción masiva de penicilina, se utilizaban otros microorganismos para obtener una gran variedad de antibióticos, como la estreptomicina. Actualmente, la biotecnología es una herramienta importante para la obtención de nuevos antibióticos que permitan actuar frente a las bacterias patógenas resistentes a los mismos. Con la ingeniería genética se ha logrado producir antibióticos sintéticos y obtener distintos tipos de drogas. Igualmente insulina humana, necesaria para el tratamiento de la diabetes, a partir del gen que sintetiza esta hormona, esto ha marcado diferencias en el sentido de que es idéntica a la humana a diferencia de las hormonas producidas por cerdos y vacas. Otro ejemplo, es la producción de la hormona del crecimiento humano a partir de bacterias que tienen en su genoma un inserto del gen humano. La manipulación genética a partir de microorganismos también ha permitido generar: - Interferón utilizado para el tratamiento de ciertos cánceres y algunos tipos de hepatitis. -Eritropoyetina para suministrar a pacientes sometidos a diálisis que pierden eritrocitos los cuales se recuperan con la utilización de la eritropoyetina logrando estabilidad en los pacientes. – Vacunas construidas mediante bacterias inocuas, a las que previamente se les ha introducido genes que determinan la producción de ciertos antígenos, permitiendo producir anticuerpos para contrarrestar la infección en el individuo vacunado, este modelo ha permitido producir por ingeniería genética la vacuna contra la hepatitis B y la rabia.
A nivel ambiental también se han logrado avances que han permitido proteger y restaurar el ambiente a través de sistemas biológicos que reducen la contaminación acuática, área y terrestre utilizando microorganismos o plantas capaces de degradar compuestos. En el sector agrícola la biotecnología ha permitido desarrollar cultivos y plantas con mayor contenido nutritivo, resistentes a la sequía y a las plagas. El desarrollo de plantas transgénicas resistentes a las polillas ha beneficiado al sector productivo al evitar grandes pérdidas en las
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cosechas a nivel mundial. Gracias a la inserción de un gen transportado por el Bacillus thuringiensis que induce la producción de una sustancia tóxica que actúa como insecticida para estos lepidópteros. Por biotecnología también se han creado plantas resistentes a virus, hongos y gusanos, plantas tolerantes a los herbicidas. Igualmente, se puede mejorar la calidad de los productos al incrementar los niveles de algunas proteínas.
En el campo animal se han realizado modificaciones genéticas en embriones fecundados que permiten mejorar algunas características como mejorar la producción de leche, incrementar la tasa de crecimiento, tratar diversas enfermedades con fármacos obtenidos utilizando ingeniería genética como es el caso del enfisema pulmonar que se trata con alfa-1- antitripsina obtenida por biotecnología. En la actualidad, se han introducido diversos genes en ovejas y cerdos que les confieren resistencia a diversas enfermedades.
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Actividades de Autoevaluación de la UNIDAD 3
En esta sección usted evaluará diversos aspectos de la actividad académica desarrollada en la unidad. Esta actividad tiene una valoración cualitativa de acuerdo a la siguiente escala: No satisfactorio, Satisfactorio, Supera lo esperado. En cada punto además de asignar la categoría correspondiente, dará una breve explicación de su respuesta.
Autoevaluación de su trabajo individual. Usted describirá de manera cualitativa cual fue su rol como estudiante y su desempeño en el desarrollo, entrega y responsabilidad en las actividades de trabajo individual y colaborativo.
Evaluación del desempeño de los compañeros de grupo de trabajo colaborativo. Debe indicar si hubo participación de sus compañeros, si el grado de compromiso en el desarrollo de trabajos colaborativos fue satisfactorio, no satisfactorio o supera lo esperado de cada uno de ellos justificando su apreciación
Evaluación del material usado en la actividad de la unidad: Debe indicar y justificar si el material empleado para el desarrollo de esta unidad fue satisfactorio, no satisfactorio o supera lo esperado.
Desempeño del rol del tutor. Debe dar su autoevaluación del tutor respecto a compromiso, responsabilidad, calidad, pertenencia, atención al estudiante, retroalimentación de trabajos y relaciones interpersonales.
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Fuentes Documentales de la Unidad 3
Audesirk, Teresa, et al. Biología, La Vida en la Tierra. Sexta Edición. Prentice Hall. México. 889 páginas. 2003
Alberts, Biología Molecular de la célula. Tercera Edición. Omega.1387 páginas.1994
Avers, Charlotee. Biología celular. Segunda Edición. Grupo Editorial Iberoamérica. México. 748 páginas. 1991.
Cooper’s, Geoffreys M. La célula. Tercera Edición. Editorial Marban. 2006 Curtis, H. & Barnes, S. Biología. Editorial Médica Panamericana. Argentina.1199 páginas. 1993.
Griffiths A, Miller, Jeffrey. Genética. Mc Graw Hill. N.Y. 2001
Karp, Gerald. Biología celular y molecular. McGraw-Hill Interamericana. México. 746 páginas. 2001
Madigan M, Martinko, J, Parker J. Brock. Biología de los microorganismos. Prentice Hall. U.S.A. 2001
Paniagua, Ricardo. Biología celular. McGraw-Hill Interamericana. México. 361 páginas. 1999.
Purves,W. Y Otros. Life. The Sciencie of Biology. Sinauer Associates, Inc. U.S.A. 1.044 páginas. 2001.
Smith, C.A and Wood, E.J. Biología Celular. Addison-Wesley Iberoamericana. U.S.A 2001.