TALLER: “USOS DE LA BIOTECNOLOGÍA”
Ponentes: M. en C. Claudia Moctezuma González, Pavel Jiménez, David S. Moreno, y Erick G. Valdés.
PARTE 1.
Como parte del día 4 de actividades de “La Semana Web”, se llevó a cabo el taller: “Usos de la Biotecnología” liderado por la M. en C. Claudia Moctezuma González, experta en Biología molecular y genética y su grupo de trabajo, M. en C. David Silverio Moreno Gutiérrez, Biol. Erick Gustavo Valdés Galindo y Erick Pavel Jiménez Nieto.
El taller dio inicio con una pregunta por parte de la M. en C. Moctezuma para todos los alumnos ¿Qué palabras vienen a tu mente cuando escuchas BIOTECNOLOGÍA?, de manera inmediata se recibieron múltiples respuestas.
Con mucho entusiasmo por las respuestas de los alumnos, continuó la exposición con la definición oficial de la palabra BIOTECNOLOGÍA qué, en palabras de la M. en C. Claudia Moctezuma, tiene que ver con los procesos biológicos y obtención de algún beneficio a partir de éstos proceso. Para poder hablar de biotecnología se necesita hablar de biología, de cómo funciona la naturaleza.
Los alumnos compartieron su opinión referente a lo que ellos creen que se aplica la biotecnología (vacunas, antibióticos, industria alimentaria, bioplásticos, pesticidas, productos de limpieza, cosméticos, pruebas diagnósticas etc.).
Se explicó que los principales productos biotecnológicos son 4 biomoléculas como bloques de construcción, carbohidratos, lípidos, proteínas y el material genético, y hablando de éste último, se señaló la importancia para la comprensión de enfermedades y seguimiento de genes insertados, proteínas bajo diseño que se aplican para los tratamientos para distintos tipos de cáncer, enfermedades cardiovasculares, enfermedades autoinmunes, rechazos en trasplantes, y reactivos sofisticados para pruebas diagnósticas (diabetes, VIH, la hepatitis B y C, el virus del papiloma humano y la sífilis) entre otras.
Se habló también de la importancia de las proteínas recombinantes como herramienta de defensa contra enfermedades. Estas proteínas se obtienen a partir de una especie o una línea celular distinta a la célula original. La proteína se obtiene por la expresión de un gen clonado en esa línea celular que nos interesa. La utilización de proteínas recombinantes como productos terapéuticos, como vacunas y como herramientas en ensayos de diagnóstico, está siendo cada vez más extendida.
La primera proteína recombinante que se produjo y se comercializó fue la insulina humana, sin embargo, estas proteínas han supuesto un gran avance también en el campo de las vacunas y están siendo de gran ayuda en la lucha contra las enfermedades víricas.
Se comentó acerca del sistema de expresión de las proteínas recombinantes, conformado por un organismo hospedero y un vector de expresión que contiene los elementos necesarios para realizar los procesos de transcripción y traducción del gen de interés en dicho organismo hospedero.
El Biol. Erick Gustavo Valdés Galindo continuó con el tema de la producción de las proteínas recombinantes, explicando que cada persona puede producir sus proteínas de manera muy sencilla con los materiales necesarios. Aclaró que se debe tener muy clara la definición de proteína.
Las proteínas son moléculas formadas por aminoácidos que están unidos por un tipo de enlaces conocidos como enlaces peptídicos. Escuchamos acerca de su funcionamiento, ya que desempeñan un papel fundamental en el organismo. Son esenciales para el crecimiento, ayudan a transportar determinados gases a través de la sangre, como el oxígeno y el dióxido de carbono. Otras funciones más específicas son, por ejemplo, las de los anticuerpos, colágeno, entre muchas otras.
También se habló de las diferentes clases de proteínas: enzimas, proteínas estructurales, proteínas de almacenamiento, de transporte, reguladores de movimiento y de transporte. Si falta una proteína (carencia proteica) se produce disminución de masa muscular, deficiencia en el crecimiento, metabolismo lento, bajo rendimiento físico e intelectual, daño en el desarrollo y, la más común, el desarrollo de la diabetes.
Posteriormente se realizó una actividad con los alumnos, que consistió en preparar una bacteria recombinante, para lo que se les compartieron un par de ligas para realizar la simulación.
Etapas 1. Clonación, 2. Producción, 3. Purificación y evaluación de la funcionalidad.
Casi para finalizar nos compartieron una imagen de cómo se ven las proteínas
Producción de proteínas en la industria a gran escala como el caso de las vacunas
Como actividad final, y antes de concluir la sesión, además de contestar todas las preguntas, se les compartió a los alumnos una liga para realizar una simulación para producir su propia vacuna.
PARTE 2.
Continuando con el segundo día del taller “Usos de la Biotecnología”, inicia nuevamente la M. en C. Moctezuma con el tema de Diagnóstico Molecular, explicando el significado:
Diagnóstico: es el proceso a través del cual se encuentra la causa de un fenómeno. Este fenómeno puede tener diferentes orígenes. El diagnóstico molecular es un término general que engloba un conjunto de técnicas de biología molecular empleadas para la identificación y análisis de marcadores biológicos en el genoma y proteoma (el material genético y como se expresan dichos genes como proteínas).
Continuó haciendo un recordatorio del día interior, referente a como se relacionan el material genético y las proteínas. El material genético es que el que da origen a las proteínas convirtiéndose en una.
ADN (Ácido Desoxirribonucleico) + RNa (ácido ribonucleico)= PROTEÍNA (Las proteínas son moléculas formadas por aminoácidos que están unidos por un tipo de enlaces conocidos como enlaces peptídicos).
- ADN.-Moléculas del interior de las células que contienen información genética y la transmiten de una generación a otra. También se llama ácido desoxirribonucleico y DNA.
- CROMOSOMAS.- cada una de las estructuras altamente organizadas, formadas por ADN y proteínas, que contiene la mayor parte de la información genética de un ser vivo
- ARN.-Es una molécula similar a la de ADN. A diferencia del ADN, el ARN es de cadena sencilla.
- PROTEÍNAS.- Las proteínas son moléculas formadas por aminoácidos que están unidos por un tipo de enlaces conocidos como enlaces peptídicos.
Continua el taller con una pregunta para todos los alumnos: si tuvieran un kit para poder hacer diagnósticos ¿para que lo harían, además de detectar enfermedades? Se recibieron múltiples respuestas como: creación de vacunas, detector de priones, detector de células enfermas, prevención de enfermedades y síndromes, alimentos, entre otros. Se concluyó que el uso más importante es para la detección de enfermedades.
Otras aplicaciones del Diagnóstico Molecular : Identificación de OGM (Organismo Genéticamente Modificados), Detección de SNP (Polimorfismos de un solo nucleótido), estos polimorfismos se localizan en cualquier parte de la estructura de los genes y el genoma., Identificación de marcadores asociados al cáncer, identificación de virus, detección de miRNAs e identificación de bacteria entre otros.
Siguiendo con los sistemas de diagnósticos nuevamente los alumnos contestaron la pregunta ¿Qué características crees que deba tener un sistema de diagnóstico? y sus respuestas fueron: eficaz, de calidad, accesible, rápido, exacto, barato, seguro, entre otros.
En esta parte del taller, la M. en C. Moctezuma coincidió y externó su agrado con las respuestas de los alumnos y puntualizó que cuando se trata de enfermedades de agentes patógenos, mientras más rápido se haga la detección de las enfermedades, habrá menos daño que reparar el problema de las enfermedades que son tardíamente diagnosticadas, por ello la importancia de los Sistemas de diagnóstico.
Continuamos con el tema de las características de los diagnósticos, de acuerdo a la molécula que identifican, en este sentido se comenta que existen varios tipos: *Proteínas que reconocen proteínas, Inmunoensayos y Material genético, material genético y nuevas tecnologías.
En la segunda parte del taller, Pavel Jiménez Nieto continúa con el tema: “Biotecnología y diagnóstico”, hablando de un tipo diferente de diagnóstico a los que se han visto, en específico, de cuando el mecanismo de acción que tiene estos sistemas de detección involucra un componente de algún sistema biológico (Anticuerpos, Ensayos de inmunodetección ligado a enzimas (ELISA) y sus componentes) y de cómo se hacen en el laboratorio, dando paso a la proyección de un video demostrativo referente a diagnóstico ELISA.
Con la siguiente pregunta ¿es posible ver el ADN?, se dio paso al tema de las Aplicaciones específicas.
Es este principio que sirve de inspiración para la metodología de PCR (cuantitativa, multiplex) utilizada para identificar ADN específicos. Se dio paso a una actividad intitulada: “vamos a hacer nuestro gel DNA” y se compartió una liga (LABCHANGE) para realizar de una simulación.
Para cerrar el Taller, Pavel compartió un video acerca del sistema de Diagnóstico “CRISPR-CAS” (traducción en español “Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente interespaciadas).
El sistema CRISPR de la bacteria «cosecha» ADN vírico e integra partes de él entre las secuencias repetidas del genoma bacteriano. … Si un virus intenta infectar de nuevo la célula con este ADN, el ARN «reconoce» el genoma del virus y, a continuación, las proteínas Cas lo cortan para que no vuelva a causar daños.
De esta forma, y con varias preguntas y comentarios de los alumnos, concluye el Taller: “Usos de la Biotecnología”, que durante dos días se tocaron temas de mucha relevancia.
La intención del Instituto de Química al realizar estas actividades es que los alumnos de Bachillerato, de alguna forma, puedan encontrar o aclarar el camino que deben tomar hacia su formación profesional.
Nuestro más sincero agradecimiento a la M. en C. Claudia Moctezuma y a su excelente grupo de trabajo David Silverio, Gustavo Erick y Pavel y a todos los alumnos que participaron de forma activa en el taller.