Biologia i Geologia 4 ESO - escola Santa Clara
Biologia i Geologia 4 ESO - escola Santa Clara
Biologia i Geologia 4 ESO - escola Santa Clara
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Biologia</strong> i<br />
<strong>Geologia</strong> 4 <strong>ESO</strong><br />
<strong>escola</strong> SANTA CLARA<br />
TIC
2 La informació genètica<br />
1- Els àcids nuclèics<br />
2- La replicació de l’ADN<br />
3- L’ADN, portador de la informació genètica<br />
4- El concepte de gen<br />
5- Les mutacions<br />
6- L’expressió de la informació genètica<br />
7- La biotecnologia<br />
8- L’enginyeria genètica<br />
9- Aplicacions de l’enginyeria genètica<br />
10- Els aliments transgènics<br />
11- La clonació<br />
12- Implicacions dels avenços en biotecnologia<br />
13- El Projecte Genoma Humà
Introducció<br />
Un matí de març, dos joves científics, el físic Francis Crick i el biòleg James Watson,<br />
van anunciar que havien aconseguit revelar l’estructura de l’ADN. Aquest<br />
descobriment, que va revolucionar el món de la biologia, va ser anunciat el 1953,<br />
però ja feia uns quants anys que havia començat. El 1951 Watson es va instal·lar a<br />
Cambridge per compartir amb Crick l’aventura de determinar l’estructura de l’ADN.<br />
En aquell moment, l’única tecnologia disponible per visualitzar l’estructura de grans<br />
molècules era la difracció de raigs X, que consistia en alguna cosa semblant a<br />
radiografiar una molècula.<br />
Paral·lelament, la fisicoquímica Rosalind Franklin i el biofísic Maurice Wilkins feien<br />
estudis cristal·logràfics de difracció de raigs X sobre molècules d’ADN. El 1952<br />
Rosalind Franklin va aconseguir una fotografia de difracció per raigs X que va revelar<br />
l’estructura helicoïdal de la molècula d’ADN.<br />
Wilkins, sense el consentiment de Franklin, va posar a l’abast de Watson i Crick la<br />
fotografia. Aquesta imatge va constituir una de les dades definitives que els va dur a<br />
pensar que l’estructura de l’ADN estava formada per una doble hèlix, i no pas triple<br />
com es pensava.<br />
Rosalind Franklin va morir el 1958, als 37 anys, víctima d’un càncer. Al cap de quatre<br />
anys, Watson, Crick i Wilkins van rebre el premi Nobel de Medicina i Fisiologia per les<br />
seves aportacions al descobriment de l’estructura de l’ADN. La inestimable aportació<br />
de R. Franklin a aquest descobriment no va ser reconeguda ni en vida ni de manera<br />
pòstuma, tot i que a poc a poc la història comença a reconèixer la seva tasca.<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
Qüestions prèvies<br />
· En quin lloc de les cèl·lules eucariotes es troba l’ADN?<br />
En les cèl·lules eucariotes podem trobar ADN al nucli, i als mitocondris i cloroplasts<br />
(només en cèl·lules vegetals). En les cèl·lules procariotes, l’ADN (organitzat en un<br />
únic cromosoma bacterià) és al citoplasma, en una regió anomenada nucleoide i en<br />
algunes també se’n pot trobar als plasmidis..<br />
· Què són els gens? On es localitzen?<br />
Des del punt de vista estructural, un gen és un fragment d’ADN que conté la<br />
informació genètica per a un caràcter determinat. Des del punt de vista de la funció,<br />
un gen és un fragment de l’ADN que duu la informació per fabricar una proteïna,<br />
necessària perquè s’expressi un caràcter determinat en un individu. Els gens estan<br />
localitzats als cromosomes.<br />
· Com s’hereta la informació genètica?<br />
La informació genètica s’hereta de cèl·lula a cèl·lula perquè l’ADN es duplica abans<br />
que una cèl·lula es divideixi amb l’objectiu que cada cèl·lula filla rebi la mateixa<br />
informació que la cèl·lula mare. En la reproducció sexual dels organismes, la<br />
informació genètica s’hereta mitjançant els gàmetes<br />
o cèl·lules sexuals que aporten cadascun la meitat d’ADN o informació genètica de<br />
pares a fills.<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
Qüestions prèvies<br />
· Què és una proteïna? Com s’anomenen les unitats que les constitueixen?<br />
Les proteïnes són macromolècules formades per unitats molt més petites<br />
(monòmers), anomenades aminoàcids. Les proteïnes tenen una extraordinària<br />
diversitat d’estructures i funcions, i això els permet dur a terme moltes funcions en<br />
els éssers vius, per exemple: proporcionar la matèria amb què es formen les<br />
cèl·lules o transportar l’oxigen a la sang, intervenir en la defensa contra infeccions.<br />
· Què significa clonar?<br />
Clonar un organisme, una cèl·lula o una molècula significa fer una o diverses còpies<br />
idèntiques a l’original..<br />
· Què en saps, del Projecte Genoma Humà?<br />
El Projecte Genoma Humà (PGH) neix a la dècada de 1980, amb l’objectiu de<br />
conèixer l’ordre en què es disposaven els nucleòtids en les cadenes d’ADN dels<br />
cromosomes humans.<br />
Busca la resposta<br />
Com es manifesta en un caràcter la informació que conté l’ADN?<br />
La informació que conté l’ADN es manifesta per mitjà de les proteïnes.<br />
Perquè una proteïna se sintetitzi, la informació genètica que conté l’ADN ha<br />
de ser descodificada. La molècula intermediària és l’ARN.<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
1- Els àcids nuclèics<br />
Els àcids nucleics emmagatzemen i transmeten la informació genètica. Són<br />
macromolècules formades per la unió d’unitats més petites anomenades nucleòtids.<br />
Els nucleòtids<br />
· Grup fosfat: compost per fòsfor i oxigen (PO 4 ).<br />
· Glúcid: amb cinc àtoms de carboni pot ser ribosa o desoxiribosa.<br />
· Base nitrogenada: poden ser l’adenina (A), la guanina (G), la citosina (C) i la<br />
timina (T) si és ADN o l’uracil (U) si és ARN.<br />
Els nucleòtids s’uneixen entre sí formant llargues cadenes de polinucleòtids. Els<br />
grups fosfat es van unint amb les pentoses.<br />
En cada cadena, el grup fosfat i el glúcid són sempre iguals, però la seqüència de les<br />
bases nitrogenades va variant.<br />
Tipus d’àcids nucleics<br />
Hi ha l’àcid desoxiribonucleic (ADN) i l’àcid ribonucleic (ARN). Tots dos estan<br />
presents a les cèl·lules dels organismes.<br />
· ADN: grup fosfat + desoxiribosa + adenina, guanina, citosina o timina.<br />
· ARN: grup fosfat + ribosa + adenina, guanina, citosina o uracil.<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
Els àcids nucleics<br />
Grup fosfat<br />
Nucleòtid<br />
Glúcid<br />
Base nitrogenada<br />
Nucleòtid<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
Els àcids nucleics<br />
ARN<br />
(Àcid ribonucleic)<br />
A – Adenina<br />
G – Guanina<br />
C – Citosina<br />
U – Uracil<br />
ADN<br />
(Àcid desoxiribonucleic)<br />
A – Adenina<br />
G – Guanina<br />
C – Citosina<br />
T – Timina<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
1- Els àcids nuclèics<br />
L’àcid desoxiribonucleic (ADN)<br />
L’ADN conté tota la informació genètica necessària perquè un ésser viu funcioni.<br />
Als eucariotes l’ADN es troba al nucli en forma de cromatina o cromosomes. També hi<br />
ha petites porcions als mitocondris i els cloroplasts.<br />
L’estructura va ser establerta el 1953 per F. Watson i J. Crick, amb dades de M.<br />
Wilkins i R. Franklin.<br />
- Cada molècula d’ADN està formada per dues cadenes llargues de nucleòtids,<br />
enrotllades al voltant d’un eix formant una doble hèlix. Els grups fosfat i les<br />
pentoses es situen a l’exterior i les bases nitrogenades a l’interior.<br />
- Les dues cadenes són antiparal·leles, és a dir amb sentits oposats.<br />
- Les cadenes es troben unides amb enllaços d’hidrogen que s’estableixen entre<br />
bases nitrogenades complementàries (A-T/U i G-C).<br />
L’àcid ribonucleic (ARN)<br />
L’ARN participa en l’expressió de la informació que conté l’ADN per mitjà de la síntesi<br />
de proteïnes, que regulen la majoria de processos vitals dels organismes.<br />
· ARN missatger: copia la informació de l’ADN i la transporta fins als ribosomes.<br />
· ARN ribosòmic: s’associa a proteïnes i forma els ribosomes.<br />
· ARN transferidor: s’uneix amb aminoàcids i els transporta als ribosomes.<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
Els àcids nucleics<br />
Doble hèlix<br />
Cadena de pentoses i<br />
fosfats<br />
Cadenes antiparal·leles<br />
ADN<br />
Ponts d’hidrogen<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
Els àcids nucleics<br />
ARN missatger<br />
ARNm<br />
ARN<br />
ARN ribosòmic<br />
ARNr<br />
ARN de transferència<br />
ARNt<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
2- La replicació de l’ADN<br />
L’ADN té la capacitat de replicar-se fent còpies idèntiques de si mateix.<br />
La replicació té lloc al final de la interfase seguint el següent procés:<br />
1. Trencament dels enllaços d’hidrogen que uneixen les bases nitrogenades. Els dos<br />
filaments comencen a desenrotllar-se.<br />
2. Cada cadena inicial fa de motlle per a la síntesi d’una nova cadena<br />
complementària. Al separar-se uns enzims especials van unint els nous nucleòtids<br />
complementaris.<br />
3. A mesura que es van formant les noves cadenes s’estableixen nous ponts<br />
d’hidrogen entre les bases i els filaments es van enrotllant. El resultat són dues<br />
cadenes d’ADN iguals entre si i a la molècula original.<br />
La replicació de l’ADN és un procés semiconservatiu perquè cada nova hèlix conté<br />
una cadena nova i una altra de les originals.<br />
Durant la replicació hi pot haver errors de lectura i col·locació de nucleòtids. La<br />
cèl·lula disposa d’enzims de reparació que detecten els nucleòtids aparellats<br />
incorrectament, els retiren i els substitueixen pels correctes.<br />
Les dues cadenes d’ADN formades constitueixen cadascuna de les cromàtides que<br />
formaran un cromosoma.<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
La replicació de l’ADN<br />
Trencament d’enllaços d’hidrogen Síntesi de noves cadenes<br />
complementàries<br />
Es formen nous enllaços<br />
d’hidrogen i els filaments<br />
s’enrotllen<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
3- L’ADN, portador de la informació genètica<br />
Els cromosomes estan formats per ADN i proteïnes i, per això, inicialment es va<br />
creure que la informació genètica estava continguda en aquestes proteïnes. Més tard<br />
en F. Griffith i O. Avery van aportar proves per demostrar que l’ADN era la molècula<br />
portadora de la informació genètica.<br />
L’experiment de Griffith<br />
El bacteri Streptococcus pneumoniae és molt patogen per als ratolins. Presenta dues<br />
soques diferents anomenades S que provocava la malaltia i la mort del ratolí i R, que<br />
no era virulenta pels animals.<br />
La diferència entre totes dues era que els bacteris S presentaven un embolcall que no<br />
tenien els bacteris R. Quan va inocular bacteris S morts en ratolins, va comprovar<br />
que no els causaven la mort, però si barrejava bacteris S morts amb bacteris R vius,<br />
molts ratolins morien.<br />
Va concloure que en els bacteris S morts hi havia alguna cosa, que va anomenar<br />
factor transformant, que es transmetia als bacteris R vius i els transformava en S.<br />
L’explicació d’Avery<br />
Va descobrir que la substància que transformava els bacteris inofensius en virulents<br />
era l’ADN, que determinava la producció de la càpsula bacteriana.<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
L’experiment de Griffith<br />
Soca S<br />
vius<br />
Soca R<br />
vius<br />
Soca S<br />
morts<br />
Barreja de S<br />
morts i R vius<br />
Soca S<br />
vius<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
4- El concepte de gen<br />
Cada ésser viu presenta uns trets característics que els diferencien dels altres<br />
anomenats caràcter.<br />
Molts d’aquests caràcters són heretats dels progenitors i alguns, a més, tenen una<br />
clara influència ambiental.<br />
Un gen és un fragment d’ADN que conté la informació genètica per a un caràcter<br />
determinat.<br />
Experiment de Beadle i Tatum<br />
En G. Beadle i E. Tatum van enunciar la hipòtesi un gen – un enzim en la que<br />
establien que cada gen conté la informació per sintetitzar un enzim, i aquest és el que<br />
determina el caràcter.<br />
Actualment se sap que un gen és un fragment de l’ADN que duu la informació per<br />
sintetitzar una proteïna necessària perquè s’expressi un caràcter determinat en un<br />
individu.<br />
L’estructura del genoma<br />
No tot l’ADN conté gens que codifiquen per a proteïnes, n’hi ha que regulen l’activitat<br />
d’altres gens i fragments amb funcions desconegudes.<br />
El genoma és el conjunt complet de gens d’un organisme.<br />
· Procariotes: el genoma es troba en un únic cromosoma circular i petits plasmidis.<br />
· Eucariotes: es troba a la cromatina però també als cloroplasts i als mitocondris.<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
El concepte de gen<br />
Gen<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
El concepte de gen<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
5- Les mutacions<br />
Individu<br />
Cèl·lules<br />
Extensió<br />
El material genètic es transmet de generació en generació sense canvis però a<br />
vegades aquest material pot canviar produint-se mutacions.<br />
Una mutació és un canvi aleatori que es produeix en l’ADN d’un organisme.<br />
Constitueixen una font de variabilitat genètica i un motor per a l’evolució de les<br />
espècies.<br />
La gran majoria són espontànies però es poden induir artificialment per mitjà<br />
d’agents mutàgens físics (radiacions), químics (fàrmacs) o biològics (virus).<br />
Tipus de mutacions<br />
· Perjudicials: implica un desavantatge per la supervivència i fins i tot la mort.<br />
· Beneficioses: augmenten la probabilitat de supervivència i aporten variabilitat.<br />
· Neutres: no afecten la supervivència ni positivament ni negativament.<br />
· Somàtiques: afecten les cèl·lules somàtiques, poden produir càncer i no són<br />
hereditàries.<br />
· Germinals: afecten els gàmetes i l’individu no les manifesta però es poden<br />
transmetre a la descendència.<br />
· Gèniques: provoquen canvis en la seqüència de nucleòtids d’un gen determinat.<br />
· Cromosòmiques: causen canvis en l’estructura interna dels cromosomes.<br />
· Genòmiques: provoquen una variació respecte el nombre total de cromosomes.<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
6- L’expressió de la informació genètica<br />
Les proteïnes són grans molècules formades per monòmers anomenats aminoàcids.<br />
La combinació de 20 aminoàcids diferents dóna lloc als polipèptids (< 100 Aa) o a<br />
les proteïnes (> 100 Aa).<br />
Els àcids nucleics i les proteïnes es basen en dos llenguatges diferents: la informació<br />
genètica de l’ADN utilitza un codi de quatre lletres (A, T, G i C) agrupades de tres en<br />
tres (triplets) mentre que les proteïnes fan servir 20 aminoàcids diferents.<br />
Per poder sintetitzar les proteïnes, la informació genètica que conté l’ADN en forma<br />
de triplets s’ha de descodificar a través de molècules d’ARN.<br />
La descodificació de la informació de l’ADN es duu a terme en dues fases:<br />
· Transcripció: consisteix a copiar la informació genètica de l’ADN a una molècula<br />
d’ARN. El procés té lloc al nucli quan la doble hèlix s’obre i una de les cadenes fa de<br />
motlle per sintetitzar una molècula d’ARNm (missatger). En la transcripció es fan<br />
servir les bases complementàries substituint la timina (T) per uracil (U).<br />
· Traducció: consisteix a traduir el missatge que conté l’ARNm al codi de les<br />
proteïnes. L’ARN transporta la informació del nucli fins al citoplasma on els<br />
ribosomes (ARNr) “llegeixen” els triplets de nucleòtids. Cada triplet s’anomena codó<br />
i codifica per a la unió d’un aminoàcid concret.<br />
L’ARNt (transferència) és l’encarregat de portar l’aminoàcid fins al ribosoma per<br />
unir-lo a la cadena proteica.<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
Expressió de la informació genètica<br />
Transcripció ><br />
Traducció ><br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
Transcripció<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
Traducció<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
Traducció<br />
Proteïnes<br />
Síntesi de<br />
proteïnes<br />
ARNt<br />
ARNr<br />
ARNm<br />
Aminoàcids<br />
Nucli<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
6- L’expressió de la informació genètica<br />
El codi genètic<br />
Durant la traducció, el ribosoma tradueix el codi dels codons en la seqüència<br />
d’aminoàcids que determina la proteïna.<br />
Cada molècula d’ARNt porta en un dels extrems un aminoàcid determinat i a l’altre<br />
extrem, un triplet de nucleòtids anomenat anticodó que encaixa amb el codó<br />
(triplet) que porta l’ARNm.<br />
La correspondència entre els codons de l’ARNm i els aminoàcids que formen les<br />
proteïnes rep el nom de codi genètic.<br />
El codi genètic és universal, ja que és el mateix per a tots els éssers vius. Per<br />
exemple, el codó GCC codifica sempre per a l’aminoàcid alanina.<br />
Hi ha 64 codons possibles amb les característiques següents:<br />
· Diversos codons codifiquen per al mateix aminoàcid.<br />
· Alguns codons (UAA, UAG i UGA), no codifiquen per a cap aminoàcid però<br />
serveixen per establir el final del procés de traducció.<br />
· El codó AUG actua com a senyal d’inici perquè comenci la traducció però un cop<br />
començada codifica per a l’aminoàcid metionina.<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
El codi genètic<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
El codi genètic<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
El codi genètic<br />
ARNm<br />
ARNt<br />
aminoàcid<br />
codó anticodó<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
El codi genètic<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
El codi genètic<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
7- La biotecnologia<br />
La biotecnologia és la utilització d’éssers vius, o d’una part, amb l’objectiu d’obtenir<br />
productes d’interès per a les persones.<br />
Des de fa segles s’utilitza per seleccionar el millor bestiar o les millors llavors, o bé<br />
per elaborar productes com el formatge, el iogurt o la cervesa.<br />
Actualment s’utilitzen avançades tècniques de manipulació de l’ADN pel tractament de<br />
malalties genètiques, modificar productes, transferir gens entre organismes,<br />
desenvolupar microorganismes específics, etc.<br />
Alguns usos actuals de la biotecnologia<br />
· Producció de substàncies terapèutiques: molts medicaments s’obtenen a partir<br />
de microorganismes modificats genèticament per produir substàncies útils per<br />
l’home.<br />
· Producció d’aliments: es pot augmentar la productivitat de les collites, obtenir<br />
plantes resistents a les plagues, la sequera o el fred.<br />
· Eliminació de metalls pesants: s’han desenvolupat bacteris capaços d’eliminarlos<br />
per mitjà de reaccions químiques. També es poden fer servir plantes.<br />
· Bioremediació: utilització de fongs i bacteris per eliminar substàncies contaminants<br />
del medi com els pesticides o el petroli.<br />
· Producció d’energia: es pot obtenir gas metà a partir de la fermentació de residus<br />
orgànics i els llots de les aigües residuals. També es pot obtenir energia de la<br />
fermentació del sucre en forma de bioalcohol.<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
8- L’enginyeria genètica<br />
L’enginyeria genètica és la manipulació de l’ADN d’un organisme per aconseguir un<br />
objectiu pràctic.<br />
Es fa mitjançant la transferència d’un o més gens d’un organisme a un altre. Un<br />
organisme transgènic és un organisme que té el seu genoma modificat amb gens<br />
procedents d’un altre organisme. L’ADN sintetitzat de manera artificial s’anomena<br />
ADN recombinant.<br />
· Enzims de restricció: proteïnes bacterianes que tallen trossos de l’ADN.<br />
· Vector de transferència: els virus i els plasmidis bacterians s’utilitzen com agents<br />
transferidors de segments d’ADN d’un organisme a un altre.<br />
· Ligases d’ADN: són enzims encarregats d’unir diferents fragments d’ADN.<br />
Com es duu a terme un projecte d’enginyeria genètica<br />
1. Localització i aïllament del gen: s’utilitzen els enzims de restricció per tallar<br />
l’ADN en petits fragments, inclòs el gen que es vol transferir.<br />
2. Selecció del vector: s’ha de triar acuradament amb els mateixos enzims.<br />
3. Unió del gen i el vector: les ligases uneixen el fragment d’ADN del gen triat amb<br />
la molècula d’ADN del vector per formar una molècula d’ADN recombinant.<br />
4. Inserció del vector a la cèl·lula hoste: l’ADN recombinant s’introdueix a la<br />
cèl·lula hoste.<br />
5. Multiplicació de l’organisme transgènic: reproducció per obtenir còpies.<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
L’enginyeria genètica<br />
Síntesi artificial d’ADN<br />
Vector<br />
Multiplicació<br />
Enzims<br />
restricció<br />
Ligases<br />
Gen<br />
ADN<br />
recombinant<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
9- Aplicacions de l’enginyeria genètica<br />
Mitjançant molècules d’ADN recombinant es poden sintetitzar proteïnes que permeten<br />
obtenir diferents productes:<br />
· Obtenció de fàrmacs: s’utilitza per produir algunes substàncies difícils d’obtenir de<br />
forma natural. A vegades es transfereixen gens humans a bacteris per obtenir grans<br />
quantitats de proteïnes.<br />
- Insulina: necessària per a persones que pateixen diabetis.<br />
- Proteïnes de coagulació: per a persones hemofíliques.<br />
- Vacunes: per estimulació de les defenses contra infeccions determinades.<br />
· Millora de la producció agrícola i animal: es transfereixen gens a plantes o<br />
animals per millorar-ne alguna característica útil per a les persones.<br />
- En plantes es poden inserir gens de resistència a herbicides, al fred, etc.<br />
- Els animals es poden modificar genèticament per aconseguir que creixin<br />
més o que subministrin substàncies com les hormones.<br />
· La teràpia gènica: tractament de malalties provocades per una alteració genètica,<br />
com la diabetis o el Parkinson.<br />
La teràpia gènica permet substituir el gen defectuós per un de sa que produeix amb<br />
normalitat la proteïna alterada que és la responsable de la malaltia.<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
10- Els aliments trangènics<br />
Un organisme transgènic o modificat genèticament és un organisme al qual, per<br />
mitjà de l’enginyeria genètica, s’ha introduït un gen anomenat transgen, procedent<br />
d’un altre organisme, o se li ha modificat un gen propi.<br />
La modificació permet que l’organisme transgènic produeixi alguna proteïna útil o<br />
expressi alguna característica d’interès.<br />
Algunes millores en aliments transgènics<br />
· Endarreriment en la maduració: el producte tarda més a madurar després<br />
d’haver estat collit, i això fa que duri més.<br />
· Producció de substàncies: obtenció de plantes amb propietats especials diferents<br />
de les naturals.<br />
· Millora de la qualitat: es poden millorar qualitats pròpies de l’aliment com<br />
l’aroma, el sabor o la quantitat de substàncies (vitamines, cafeïna, etc).<br />
· Resistència a herbicides i insectes: així s’aconsegueix un rendiment més alt de<br />
les collites.<br />
El conreu d’aliments transgènics, però, causen pèrdua de biodiversitat, generen<br />
resistència als antibiòtics, efectes no desitjats en altres organismes i l’encariment de<br />
les collites.<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
Aliments transgènics<br />
Transgèn<br />
Plasmidi<br />
Organisme<br />
transgènic<br />
Vector<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
11- La clonació<br />
Clonar un organisme, una cèl·lula o una molècula significa fer una o diverses còpies<br />
idèntiques a l’original.<br />
Clonació reproductiva<br />
Per obtenir individus nous idèntics entre si i a l’original. S’utilitza la tècnica de<br />
transferència nuclear que es basa en la utilització de nuclis de cèl·lules<br />
diferenciades o embrionàries en un estat de desenvolupament primerenc.<br />
Només un petit percentatge dels embrions clonats és capaç de desenvolupar-se amb<br />
normalitat i la majoria dels individus adults moren prematurament.<br />
Clonació terapèutica<br />
Té com a objectiu tractar malalties i regenerar teixits. Es fa a partir de cèl·lules mare,<br />
que són cèl·lules no diferenciades que es poden dividir indefinidament per obtenir<br />
diferents tipus de teixits.<br />
Consideracions ètiques a la clonació<br />
- Actualment la llei prohibeix la clonació reproductiva en éssers humans.<br />
- L’obtenció de cèl·lules mare comporta la destrucció d’embrions humans i actualment<br />
la llei només permet l’ús d’embrions procedents de donants en tractament de<br />
fertilitat.<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
La clonació<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
12- Implicacions dels avenços en biotecnologia<br />
La biotecnologia i l’enginyeria genètica permeten el diagnòstic, l’eliminació, la<br />
prevenció i la curació de malalties, la lluita contra la contaminació, l’eliminació de<br />
residus, l’obtenció de nous combustibles, etc.<br />
També comporten riscos ecològics, sanitaris i socials i implicacions ètiques i legals.<br />
Implicacions ecològiques<br />
- Extinció d’espècies i pèrdua de diversitat genètica.<br />
Implicacions sanitàries<br />
- Els nous fàrmacs poden provocar efectes secundaris desconeguts.<br />
- Aparició de nous virus i bacteris que provoquin noves malalties.<br />
Implicacions socials<br />
- El coneixement del genoma humà pot vulnerar el dret a la intimitat de les persones.<br />
Implicacions ètiques<br />
- Cal respectar els principis de llibertat i dignitat de les persones.<br />
- Actualment no es pot fer teràpia gènica en gàmetes per no alterar la descendència.<br />
Implicacions legals<br />
- Possibilitat de patentar plantes i animals transgènics.<br />
- Actualment està prohibit patentar gens humans.<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
13- El Projecte Genoma Humà<br />
El Projecte Genoma Humà (PGH) va néixer el 1980, amb l’objectiu de conèixer<br />
l’ordre en què es disposen els nucleòtids en les cadenes d’ADN dels cromosomes.<br />
És un projecte coordinat internacionalment per aconseguir:<br />
- Identificar tots els gens i localitzar el lloc que ocupen en els cromosomes.<br />
- Seqüenciar cada gen desxifrant la seqüència de nucleòtids que el formen.<br />
- Determinar la funció que duu a terme cadascun dels gens.<br />
El febrer de 2001 es van publicar els primers mapes i interpretacions del genoma.<br />
Paral·lelament s’ha treballat en la seqüenciació del genoma d’ E. coli, S. cerevisae,<br />
D. melanogaster o M. musculus.<br />
Els coneixements actuals<br />
- El genoma humà té uns 25.000 gens.<br />
- La mida del genoma humà és de 2.900 milions de parells de bases nitrogenades.<br />
- Molts dels gens sembla que provenen de microorganismes primitius (bacteris).<br />
- Els éssers humans són genèticament molt semblants (99,99 %). No hi ha races.<br />
- Ara se sap que cada gen està implicat en la síntesi de diverses proteïnes.<br />
- Els gens que codifiquen proteïnes són pocs i estan allunyats entre si. La major part<br />
de l’ADN són interrupcions en la seqüència, seqüències repetides o de funció encara<br />
desconeguda.<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>
Recursos<br />
DNA from the Beginning<br />
Discover the concepts and experiments that define the fields of genetics and molecular biology. This<br />
animated primer features the work of over 100 scientists and researchers.<br />
http://www.dnaftb.org/<br />
DNA Interactive<br />
Celebrate the 50th anniversary of the discovery of the DNA structure and the development of "DNA<br />
science." A large collection of videos and interactive 3-D animations provides an enriching experience.<br />
http://www.dnai.org/<br />
Inside cancer<br />
To understand how modern molecular and cellular genetics are integrated into ideas about cancer<br />
diagnosis, prevention, and treatment.<br />
http://www.insidecancer.org/<br />
Your Genes, Your Health<br />
Clear explanations on the cause, inheritance, and treatment of some genetic disorders. Watch video<br />
interviews with clinicians, researchers, healthcare providers, and patients who talk about the<br />
disorders.<br />
http://www.ygyh.org/<br />
Genes & Genomas<br />
Reportaje sobre el genoma humano: historia, noticias, gráficos, aplicaciones, etc.<br />
http://www.elpais.com/especiales/2000/genoma/noticias/ghumano/cromos.html<br />
National Human Genome Research Institute<br />
With the human genome sequence complete since April 2003, scientists around the world have access<br />
to a database that greatly facilitates and accelerates the pace of biomedical research.<br />
http://www.genome.gov/<br />
<strong>Biologia</strong> i <strong>Geologia</strong> 4t <strong>ESO</strong>