A la resta de classes que ens toquen intentarem tenir una visió útil d’una de les eines de la biologia, la biotecnologia. Aquesta disciplina tracta de l’estudi i la manipulació de la informació genètica per tal de modificar la funció cel·lular.Per exemple amb les eines de la biotecnologia podem fer:

1. animals transgènics: tomàquets resistents a plagues i a herbicides, ratolins diabètics per estudiar aquesta malaltia, i un gran llistat cada vegada més llarg i sorprenent i que genera un fort debat
2. cèl·lules transgèniques, és a dir cèl·lules que se’ls hi ha introduït gens o se’ls hi han modificat per tal que funcionin diferent o no funcionin a fi de poder estudiar els seus mecanismes. En l’estudi del càncer i de moltes altres malalties són àmpliament utilitzades.
3. Es pot modificar bacteris o cèl·lules perquè produeixin substàncies d’interès, reprogramar diferents tipus de cèl·lules perquè esdevinguin cèl·lules embrionàries amb la possibilitat de generar òrgans.
4. la llista és innombrable de les possibilitats de poder modificar la informació genètica per tal d’obtenir beneficis per la humanitat, curar malalties ha estat des de sempre l’origen de molts dels descobriments que han incrementat les eines de la biotecnologia

En aquest sentit és necessari primer conèixer com funcionen les biomolècules i com estan fetes, disciplines com la biologia cel·lular, la bioquímica, la biologia molecular, la genètica s’encarreguen d’aquestes qüestions.

CAS PRÀCTIC. ES POT CURAR LA DIABETES?

La nostra feina serà la de veure un cas pràctic. Per exemple ja que hem estudiat una mica d’immunologia, hem estudiat la meiosi, procés biològic de cabdal importància per la biodiversitat i l’evolució de les espècies i l’hem vista en el context de l’aparell reproductor que hem tractat també a fons, juntament amb els sistema endocrí i ho hem relacionat moltes vegades amb una malaltia autoimmunitària com la Diabetes Mellitus de tipus II o insulino-dependent. Seria bo si poguéssim veure alguna manera de poder curar aquesta malaltia amb el que sabem.

Anem per passos.

PAS 1. CONÈIXER LES BASES, OBTENIR INFORMACIÓ.

Com ja sabem la insulina és una hormona proteica formada per 51 aminoàcids, secretada pel pàncrees, un òrgan endocrí que intervé en el metabolisme dels glúcids. La insulina secretada pel pàncrees permet l’entrada de glucosa a totes les cèl·lules del cos. Com també sabem la glucosa és la moneda d’intercanvi que usen tots els organismes i totes les cèl·lules per obtenir energia.

➡ Activitat.

Descarregat informe-gen-insulina.pdf i lliura’l el divendres 23 de maig a la segona segona hora de Biologia humana.

PAS 2.LLEGIR EL MISSATGE

Ara si fóssim una cèl·lula beta dins dels Illots de Langerhans del pancrees, les cèl·lules que produeixen la insulina, hauríem de transcriure la informació del DNA per traduir-la a proteïna, és a dir a insulina. Això seria equivalent a llegir un text, els nostres ulls llegeixen les lletres, i el cervell emmagatzema el contingut de les lletres, el missatge, abans que processi el contingut total d’una frase, per exemple. En el cas de la informació genètica, el missatge que es va “llegint” s’emmagatzema en forma de mRNA (messenger RNA – RNA missatger), abans de ser traduït.

En aquesta figura podeu veure com es transcriu el mRNA a partir del DNA

En aquest video podem veure el procés virtualment. Podem veure que intervenen moltes altres molècules a més de la RNA polimerasa, tota una serie de molècules que ajuden, faciliten, proporcionen energia per traduir el missatge del DNA.

[kml_flashembed movie="http://es.youtube.com/v/WsofH466lqk" width="425" height="350" wmode="transparent" /]

Si no el pots veure directament, clica al menu que hi ha en el video iu copia la url i enganxa-la en la barra del menu del teu navegador i ja el podràs veure 😆

➡ ACTIVITAT.

1. Per tal de transcriure a RNA (àcid nucleic d’una sola cadena) la informació en forma de DNA del gen de la insulina (àcid nucleic de doble cadena), el cromosoma 11 es desenrotlla al voltant d’aquesta zona, per poder-se situar entre mig una proteïna que s’encarregarà de “llegir”, en aquest cas transcriure a mRNA la informació codificada en el DNA. Com que aquesta proteïna va enganxant nucleòtids un darrera de l’altra, és a dir polimeritza nucleòtids a RNA, se l’anomena RNA polimerasa. Aquesta polimerasa només transcriu en direcció 5′-3′ per tant ha d’utilitzar la cadena 3′-5′ del DNA com a motlle i transcriure l’RNA a partir d’aquest DNA.

Nosaltres per estalviar-nos feina farem una transcripció només dels exons. En la realitat, la RNA polimerasa transcriu els introns i els exons i després una altra proteïna els separa tallant i enganxant l’RNA i separant els introns dels exons, ja que aquests últims seran els que finalment codifiquin per la insulina.

a) vosaltres ara fareu de RNA polimerases i transcriureu la seqüència dels exons i alineareu els transcrits, és a dir enganxareu els productes dels tres exons. Ara ja tindrem la seqüència de l’RNA. Ens podria ser útil.

– Afegeix la seqüència a l’informe. Recorda que el mRNA porta U (uracil) en lloc de T (timina). Com exemple tens el primer exó fet. Pots veure que per fer RNA en direcció 5′-3′ s’ha d’utilitzar la cadena 3′-5′ del DNA obtenint un mRNA 5′-3′ idèntic a la cadena de DNA 5′-3′ però amb uràcils en lloc de timina. Utilitza copiar i enganxar els nucleòtids de la seqüència que hi ha en l’informe per no cometre errors en la transcripció del DNA.

PAS 3. TRADUIR LA IiNFORMACIÓ. LA PROTEÏNA

Un cop tinguis l’mRNA, és a dir els tres exons enganxats un darrera l’altre en direcció 5′-3′ estem en condicions de traduir el missatge que hi havia codificat en el DNA. És com si haguèssim llegit una frase en un llibre, la podem haver llegit en català, en anglès o en swahili, però si no el nostre cervell no coneix el català, l’anglès o el swahili no sabrem el que hi diu. NECESSITEM UN CODI PER TRADUIR EL MISSATGE, per descifrar la informació continguda en un seguit de combinacions de A, U, G i C.

Els traductors de la informació són els ribosomes, minúsculs orgànuls cel·lulars esfèrics que es troben lliures per el nucli de la cèl·lula o adherits al reticle endoplasmàtic, per aixó el reticle pot prendre el nom de rugòs o llis. Els ribosomes utilitzen el següent codi per traduir el missatge contingut en l’mRNA.

➡ ACTIVITAT.

Una vegada tens l’mRNA, separa les lletres en triplets, és a dir de tres en tres, i ves traduint el missatge llegint el codi. La lletra del centre és la primera i vas llegint cap l’exterior. El codi genètic és redundant o sia que cada aminoàcid pot estar codificat per més d’una combinació de tres lletres, per tal de protegir el missatge en cas d’una mutació en que es modifiques un nucleòtid. Normalment tots els mRNA comencen per AUG que codifica per l’aminoàcid metionina (Met o M, en el codi de tres lletres o d’una lletra per els aminoàcids).

– Afegeix a l’informe el resultat de la traducció de l’mRNA, és a dir la proteïna insulina, codificada per un seguit d’aminoàcids en el format d’una lletra.

➡ En aquest video pots veure el procés de traducció. En pots trobar molts a la xarxa. Recorda que si no el pots veure, clica a menu abaix de la pantalla de you tube i enganxa la URL al navegador i fes intro. Per tornar al bloc, clica enrera.

[kml_flashembed movie="http://es.youtube.com/v/5bLEDd-PSTQ" width="425" height="350" wmode="transparent" /]

➡ i en aquest altre video pots veure ambdos processos junts. En pots trobar molts a la xarxa. Si maximitzes la pantalla del youtube, veuràs abaix a l’esquerra un simbol de tres boles unides, clique’l i veuràs molts de videos relacionats.