Biotecnologia Animal: Estudos e Aplicações

Vista previa del material en texto

0 
 
INDICE 
 
I. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................ 1 
II. OBJETIVOS ......................................................................................................................... 2 
III. MARCO TEORICO .......................................................................................................... 2 
3.1. Biotecnología ................................................................................................................ 2 
3.2. biotecnología animal ..................................................................................................... 2 
3.3. Biotecnologías Reproductivas en aplicación: ................................................................ 4 
3.4. Ventajas y desventajas de la biotecnología animal ....................................................... 4 
3.5. Áreas en la que está influyendo la biotecnología para la reproducción. ....................... 4 
3.6. Aplicación en animales ................................................................................................. 5 
IV. CONCLUSIÓN ............................................................................................................... 11 
V. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................. 12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 
 
 
I. INTRODUCCIÓN 
La biotecnología” trata sobre los diferentes estudios e investigaciones que se han 
realizado a los seres vivos o parte de los mismos, para obtener o modificar 
productos, mejorar plantas o animales o desarrollar microorganismos para 
objetivos específicos, para conseguir productos para el beneficio del ser humano. 
La biotecnología moderna está compuesta por una variedad de técnicas derivadas 
de la investigación en biología celular y molecular, las cuales pueden ser 
utilizadas en cualquier industria que utilice microorganismos o células vegetales o 
animales. 
La biotecnología animal ha experimentado un gran desarrollo en las últimas 
décadas. Las aplicaciones iniciales se dirigieron principalmente a sistemas 
diagnósticos, nuevas vacunas, fertilización de embriones in vitro, uso de 
hormonas de crecimiento, etc. Los animales transgénicos como el "ratón 
oncogénico" han sido muy útiles en trabajos de laboratorio para estudios de 
enfermedades humanas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
 
II. OBJETIVOS 
 Conocer acerca de la biotecnología animal, su importancia, objetivos, 
ventajas y desventajas de los animales transgénicos. 
III. MARCO TEORICO 
3.1.Biotecnología 
La biotecnología ha evolucionado de una manera tan significativa que, gracias a 
los diversos estudios realizados en los seres vivos, destacando a los animales ha 
hecho posible su desarrollo durante estos años (Garcia, Quintero , & Lopez, 
199). 
3.2.biotecnología animal 
La biotecnología Animal consiste en el conjunto de tecnologías que exploran el 
potencial de las células animales mediante la alteración selectiva y programada 
con el objetivo de obtener una mejor respuesta en todos los niveles de 
rendimiento. Sub aplicaciones tienen especial incidencia en áreas como la 
Biomedicina y la Veterinaria (Ferero, 2004). 
La biotecnología esta conceptualizada como el conjunto de tecnologías 
encargadas de investigar el potencial que poseen las células animales por medio 
de una variación seleccionada y programada con la única finalidad de adquirir 
una mejor respuesta en todos los niveles de rendimiento. Además, la 
biotecnología animal está apoyada por algunas ciencias las cuales son: la 
Biomedicina y la Veterinaria (Bjorn, 2010). 
En la biotecnología animal predomina la investigación acerca de los mamíferos 
hace referencia a la examinación de las células animales para un mejor estudio. 
Así mismo la biotecnología animal ha experimentado muchas cosas entre ellas 
tenemos: diagnósticos, las nuevas vacunas que en algún momento llegarían a ser 
utilizadas para el beneficio y cuidado de los animales. pues sino le brindamos 
ese cuidado se puede originar muchas pérdidas de animales. ya que pueden sufrir 
algún síntoma o cualquier otra cosa. lo cual perjudicaría mucho a la humanidad 
por un tiempo ilimitado (Wall, 2005). 
3 
 
 
 
2.2.1. Importancia de realizar Biotecnología animal 
Se pueden generar animales modificados “animales transgénicos” para muchos 
propósitos, que sirvan de modelos a enfermedades humanas o introducir nuevos 
caracteres a animales importantes en producción como vacas, ovejas, peces y 
ratones 
Métodos genéticos como selección asistida por marcadores que ayudan a 
identificar zonas en el cromosoma con caracteres importantes como el 
crecimiento. 
El objetivo primordial de la biotecnología animal son razas más nutritivas y 
animales que incrementen el crecimiento y desarrollo, así como anticuerpos y 
producción de vacunas. 
Para insertar un gen correctamente en un animal se necesita; un gen 
(denominado el transgen) que se expresa en el momento adecuado y las 
secuencias reguladoras son esenciales. El gen se debe incorporar al en el 
cromosoma para una expresión adecuada (Byoung, 2000). 
2.2.2. Métodos de transferencia de genes en animales 
a. Microinyección 
La inyección del gen de interés en un huevo fertilizado de un animal 
donador. 
Es una técnica que se aplica fácilmente a muchas especies, pero con el 
inconveniente de que el gen se inserta al azar en el genoma y solo el 5% de 
los óvulos producen un animal vivo. 
 
 
 
 
4 
 
 
Fuente:(Wall, 2005) 
3.3. Biotecnologías Reproductivas en aplicación: 
 Sincronización e inducción de la ovulación 
 Inseminación artificial y congelación de semen 
 Producción de embriones por super ovulación 
 Producción in vitro de embriones 
 Congelación de ovocitos y embriones 
 Micro manipulación de embriones para producir gemelos idénticos y 
quimeras 
 Determinación y selección del sexo de embriones y espermatozoides 
 Clonado de animales por medio de transferencia nuclear 
 Transgénesis. 
3.4.Ventajas y desventajas de la biotecnología animal 
 Ventajas: 
 Expresan la hormona de crecimiento. 
 Aumentan 4 a 11 veces el tamaño. 
 Desventajas 
 Pruebas de toxicidad causan grave daño a los animales. 
 Altera su naturaleza mediante modificaciones genéticas y el riesgo de 
introducir organismos genéticamente modificados. 
 No hacerlos sufrir innecesariamente, puesto que se está trabajando con 
seres vivos con capacidad de sentir. 
3.5. Áreas en la que está influyendo la biotecnología para la reproducción. 
a). Nuevas vacunas 
Para las enfermedades animales, la biotecnología provee de numerosas 
oportunidades para combatirlas y están siendo desarrolladas vacunas contra 
muchas enfermedades bovinas y porcinas. 
La ingeniería genética ha hecho posible producir hormonas de crecimiento para 
bovinos, porcinos y aves. La modificación de los organismos iniciales 
5 
 
proporciona oportunidades para el mejoramiento de las propiedades 
organolépticas y el tiempo de permanencia en estante de productos cárnicos y 
lácticos, así como mejores tasas de fermentación que facilitan la mecanización 
de los procesos (Byoung, 2000). 
3.6.Aplicación en animales 
3.6.1. Inseminación artificial 
La inseminación artificial es la deposición de semen en el aparato reproductor 
de la hembra, sin la intervención de un macho reproductor. El semen puede ser 
usado tanto en fresco como refrigerado o congelado, y puede ser diluido con 
productos comerciales. 
Permite una mayor intensidad en la selección de los machos, puesto que se 
pueden usar pocos toros en una población de vacas, en lugar de usar un toro 
para cada vaca. Esto a su vez resulta beneficioso desde el punto de vista 
económico, ya que no serán requeridas instalaciones o manejo especial para un 
determinado númerode toros o machos reproductores. Además, el número de 
crías puede ser producido de manera rápida, permitiendo la disminución del 
intervalo generacional (Romero, 2009). 
 Permite animales de interés genético ser cruzados más eficientemente, 
permitiendo el esperma diluido de un toro ser inseminado entre 500 y 
1000 vacas. 
 Usado en ternero para incrementar la frecuencia de caracteres de interés. 
 Ha incrementado la diversidad genética de animales en extinción entre 
zoológicos. 
 
3.6.2. Clonación 
Puede definirse como la generación de individuos genéticamente idénticos 
(Clones) por trasplante de núcleos (Yang, 2008). 
Esta técnica permite obtener individuos genéticamente idénticos al animal 
deseado. 
 Las células se pueden separar después de fertilizar (entre 8 y 19 células), 
y los embriones se pueden desarrollar como gemelos. 
6 
 
 
 
 
a) Porque clonar puede producir desarrollos importantes: 
 Se puede estudiar los efectos ambientales en animales idénticos. 
 La genética de las enfermedades puede estudiarse en más detalle. 
 Animales modificados genéticamente y clonados posteriormente 
pueden producir grandes cantidades de proteínas terapéuticas humanas 
en la leche. 
b) Caso Dolly 
Primer mamífero clonado a partir de núcleos de células somáticas no 
embrionarias, se realizó en 1996 en el instituto Roslyn en Escocia y fue la 
primera vez que un animal fue clonado usando células somáticas. 
Desde el nacimiento en 1997 de Dolly (Fig. 3), clonada a partir de una 
célula de glándula mamaria de una oveja adulta (Wilmut, 1997), la 
tecnología SCNT ha permitido la clonación no sólo en todas las especies 
de animales domésticos, sino también en otras como hurones o camellos. 
Figura 3. Oveja Dolly, primer mamífero clonado a partir de una célula 
adulta, Bonnie. Imagen cortesía del Instituto Roslin (Edimburgo, Reino 
Unido). 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: (Wilmut, 1997) 
 
7 
 
 
 
 
c) El método usado fue: 
1) A células de ovulo en metafase se les elimino el núcleo 
2) Una célula mamaria de oveja en cultivo se le elimino los nutrientes 
para que entre en el ciclo estacionario. 
3) Las dos células se fusionaron por choque eléctrico (electro fusión) 
4) Las células que se desarrollaron en cultivo para formar un embrión se 
introdujeron en una madre preparada hormonalmente para 
implantación 
5) El embrión se desarrolló totalmente y el genotipado de DNA confirmo 
que Dolly era un clon. 
Figura: Clonación a partir de una célula de glándula mamario por 
transferencia de núcleo aun ovulo enucleado. 
Fuente: (Wilmut, 1997), 
Se toma el núcleo de alguna célula del cuerpo del animal que se quiere 
clonar (animal A). Ese núcleo tiene toda la información genética que 
determina las características de ese individuo. Este núcleo se introduce en 
un óvulo de otro individuo al que previamente se le quitó el núcleo (animal 
B). De esta forma, se obtiene una célula que se asemeja a un cigoto. Este 
cigoto realiza in vitro las primeras divisiones mitóticas hasta convertirse en 
embrión de unas pocas células y entonces es implantado en el útero de una 
8 
 
madre adoptiva (animal C). A partir de ese cigoto se desarrolla un 
individuo exactamente igual a aquel individuo que donó su material 
genético. En total son necesarios 3 animales: el que se quiere clonar que 
aporta el núcleo, una hembra que aporta óvulos y otra adoptiva que llevará 
a cabo la preñez. 
Figura: La producción de vacas clonadas por celda fusión de enucleados 
Huevos de donante con células Eliminado de un embrión 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fuente: (Palomino, 2000) 
3.6.3. Animales transgénicos. 
Son animales que han sido modificados genéticamente, añadiendo genes 
foráneos de manera deliberada, para cambiar alguna característica del animal, 
Vaca premio tiene embrión 
Engendrado por el toro 
premio 
La vaca del donante es la 
fuente de huevos sin fertiliza 
Se eliminan las 
células desde 
embrión 
La fusión celular se 
utiliza para Insertar 
el núcleo de 
embrión en huevo 
Los huevos se congelan 
en líquido Nitrógeno para 
uso posterior El óvulo está 
implantado en madre 
sustituta 
Después de la gestación 
genéticamente 
Los becerros idóneos nacen 
Los núcleos se 
eliminan de los 
huevos donantes 
por microcirugía 
9 
 
con el fin de obtener un producto de interés o para bloquear la 
expresión de algún gen. 
Son una herramienta muy útil para investigar en qué tipos celulares y en qué 
momento del desarrollo se expresan diferentes genes. De igual forma, los 
animales modificados genéticamente pueden ser utilizados para obtener 
modelos de enfermedades humanas, en los que poder analizar, de forma más 
directa y efectiva, los mecanismos moleculares de la enfermedad y el efecto de 
nuevas terapias (Palomno & Gómes, 2000). 
El objetivo de generar animales modificados es muy variable: investigación de 
enfermedades humanas, elaboración de bienes de consumo, fabricación de 
productos terapéuticos (fármacos y trasplantes), mejorar las características de 
los alimentos, mejorar la salud animal. 
i. Pro y contras de los animales transgénicos 
 Mejorar la producción de la leche 
 Salud humana 
 Trasplantes para humanos. 
 Resistentes a las enfermedades en vacas (mastitis). 
 Ganancia del peso corporal 
 Composición de musculo/grasa del animal 
 Daños a la estructura ecológica 
 Bacterias causan daño. 
Un campo de investigación en el que también se están empleando animales 
transgénicos como modelo es el de las enfermedades metabólicas. De este 
modo, se han utilizado cerdos y conejos transgénicos para el estudio del 
arterioesclerosis (Sorensen, 2013) y otros desórdenes del metabolismo 
lipídico. También se ha generado un modelo para el estudio del 
homeostasis de la glucosa y la secreción de insulina: se trata de cerdos 
transgénicos en los que se ha alterado la función de la incretina GIP 
(polipéptido inhibidor gástrico)(Renner, 2010). Recientemente, se ha 
publicado la obtención de cerdos miniatura modificados genéticamente 
para el estudio de trastornos de los ritmos circadianos (Liu, 2013). 
10 
 
 
 
 
 
ii. Algunos animales de granja transgénicos 
La primera oveja transgénica fue Tracy y vivió entre 1991 y 1998. Tracy 
producía afa-1-antitripsina en la leche, un medicamento para tratar la 
fibrosis quística, una enfermedad que afecta los pulmones. 
Posteriormente, se conoció a Dolly, que, aunque fue más famosa y 
“mediática”, no era transgénica sino clonada. La siguiente tabla muestra 
algunos ejemplos de animales transgénicos utilizados para la producción 
de proteínas de interés farmacológico (Sorensen, 2013). 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: (Sorensen, 2013) 
iii. Animales transgénicos y clonados 
Cuando se quieren tener muchos animales transgénicos idénticos que 
produzcan la misma proteína recombinante de interés, se recurre a la 
clonación. 
La primera vaca transgénica argentina se llama Pampa Mansa, y fue 
producida en 2002. Pampa Mansa, transgénica y clonada, produce la 
hormona de crecimiento humano para tratar casos de enanismo, y comenzó 
11 
 
a dar leche con buenos niveles de hormona de crecimiento en octubre de 
2003. Los pasos para la obtención de Pampa Mansa se muestran en el 
siguiente esquema (Renner, 2010). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fuente: (Renner, 2010) 
iv. Regulación de animales transgénicos 
Mucha más preocupación publica de animales que de plantas 
transigencias, debido a su efecto potencial en el medio ambiente, el riesgo 
a la salud de consumir alimentos modificados genéticamente 
La crítica tiene preocupación porque la FDA (Administración de 
Alimentos y Medicamentos) quiere regular animales modificados. 
IV. CONCLUSIÓN 
Se dio a conocer la importancia de la biotecnología animal, objetivos, ventajas y 
desventajas de los animalestransgénicos, la capacidad de modificar el genoma de 
los animales de manera precisa es fundamental para el desarrollo de una gran 
variedad de aplicaciones en Biomedicina y en Producción Animal. Aunque las 
tecnologías para la obtención de animales de granja transgénicos han ido 
perfeccionándose a través de los años, el control espacio-temporal preciso de la 
expresión de transgénesis continúa siendo un aspecto a mejorar. 
12 
 
 
V. BIBLIOGRAFÍA 
 
 AlMashhadi, R. S. (2013). Familial hypercholesterolemia and atherosclerosis in 
cloned minipigs created by DNA transposition of a human PCSK9 gain- of-
function mutant. Science Translational Medicine 5: 166ra1. 
 Bjorn, K. (2010). Bitecnologia Básica . Editorial Reserte S.A. 
 Byoung, L. (2000). Fundamentos de la Biotecnología de alimentos. España. 
 Ferero, C. (2004). Biotecnología Animal Estado del arte, riesgos y beneficios. 
 Garcia, M., Quintero , R., & Lopez, A. (199). Biolccnulogia Alimentaria. 
México: Editorial Limusa. S.A. 
 Liu, H. L. (2013). Desarrollo de minipigs transgénicos con expresión de 
critocromo humano antimórfico 1. PLoS One 10: e76098. 
 Palomino, M. (2000). Biotecnología de transplantes y Micromanipulacion de 
Embriones de Boivno y Camelidos de los andes. Editores S.A. 
 Palomno, & Gómes, E. (2000). Biotecnologia del Trasplantes y 
Micromanipulacion de Embriones de Bovinos y Camelidos de los Andes, Cap. II 
(Seleccíon y Mejoramiento Genétio). Editores Importadores S.A. 
 Renner, S. F. (2010). Intolerancia a la glucosa y proliferación reducida de 
células beta pancreáticas en cerdos transgénicos con función de polipéptido 
insulinotrópico dependiente de la glucosa. Diabetes 59: 1228 - 1238. 
 Romero, J. (2009). Biotecnología. 
 Wilmut, I., (1997). Descendencia viable derivada de células de mamíferos 
fetales y adultas. Natural 385: 810 - 813