21.04.2013 Views

Biologia i Geologia 4 ESO - escola Santa Clara

Biologia i Geologia 4 ESO - escola Santa Clara

Biologia i Geologia 4 ESO - escola Santa Clara

SHOW MORE
SHOW LESS

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>

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!