Índice

Índice de autores

Prólogo

1. Biotecnología y biotecnología farmacéutica: recorrido histórico.

Características y tipos de biofármacos

1.1. Introducción a la “Biotecnología” y a la “Biotecnología Farmacéutica”

1.2. Historia de la Biotecnología

1.2.1. La Biotecnología primitiva

1.2.2. La Biotecnología clásica

1.2.3. La Biotecnología molecular

1.3. Origen de los biofármacos

  1.4. Definición y características de los biofármacos

1.5. Relevancia económica y aplicaciones clínicas de los biofármacos

1.6. Biofármacos: las proteínas terapéuticas

1.6.1. Ventajas de las proteínas recombinantes

1.6.2. Tipos de proteínas terapéuticas

1.6.3. Los anticuerpos monoclonales

1.6.4. Plataformas de producción de proteínas terapéuticas

1.7. Biofármacos basados en ácido nucleicos: Terapia génica

1.7.3. Oligodeoxinucleótidos antisentido (ASOS)

1.7.4. siRNA (RNAs de interferencia pequeños)

1.8. Biosimilares

1.9. El futuro próximo

Bibliografía

Preguntas de repaso

2. Técnicas básicas de manipulación de DNA in vitro

2.1. Introducción a la tecnología del DNA recombinante (rDNA)

  2.2. Métodos de obtención y purificación de DNA

2.2.1. Origen del DNA

2.2.2.  Sistemas de purificación de DNA

2.3. Enzimas utilizadas en tecnología de DNA recombinante

2.3.1. Endonucleasas de restricción

2.3.2. DNA ligasas

2.3.3. Otras enzimas de interés

2.4. Concepto de vector genético

2.4.1. Plásmidos

2.4.2. Fagos y cósmidos

2.4.3. Vectores virales

2.4.4.  Cromosomas artificiales

2.4.5. Clonación en levaduras

2.5. Introducción de DNA en células

2.5.1. Introducción de DNA en células microbianas

2.5.2. Incorporación del DNA en vegetales y células de mamífero

2.6. Selección de clones recombinantes

2.7. Construcción de genotecas de DNA

2.7.1. Bibliotecas de DNA genómico

2.7.2. Bibliotecas de cDNA

2.7.3. Sistemas de rastreo de genotecas

2.8. Consideraciones finales y expectativas de futuro para la tecnología del DNA recombinante

Bibliografía

Preguntas de repaso

3. Utilidades de la PCR en Biotecnología microbiana

3.1. Historia

3.2. Fundamento

3.3. Diseño de la PCR

3.4. Diseño de cebadores

3.4.1. Orientación

3.4.2. Secuencia

3.4.3. Longitud

3.4.4. Temperaturas de hibridación Haltan

3.4.5. Estructuras secundarias y complementariedad

3.5. Condiciones del ensayo

3.6. Tipos de polimerasas

3.7. Contaminaciones

3.8. Utilidades

3.8.1. Marcaje de sondas de DNA

3.8.2. Clonación

3.8.3. Mutagénesis

3.8.4. PCR especiales

3.8.5. Diagnóstico

3.9. Conclusiones

Bibliografía

Preguntas de repaso

4. Tecnologías de secuenciación masiva de DNA

4.1. Introducción

4.2. Tecnologías de secuenciación masiva de DNA

4.2.1. Antecedentes: Secuenciación Sanger de DNA

4.2.2. Características principales de la secuenciación masiva

4.2.3. Diversas aproximaciones técnicas: Diferentes plataformas

4.2.4. Preparación del DNA molde

4.2.5. Secuenciación

4.2.6. Generación de datos

4.3. Aplicaciones de las Técnicas de secuenciación masiva de DNA en Genómica Funcional

4.3.1. Fundamento y aplicaciones del “RNA-Seq”

4.3.2. Caracterización de regiones de interacción DNA-Proteína: ChIP-Seq

4.3.3. Metagenómica: Análisis del microbioma

Bibliografía

Preguntas de repaso

5. El sistema CRISPR como herramienta en biotecnología

5.1. Introducción a metodología CRISPR

5.2. Breve historia del CRISPR

5.3. Funcionamiento básico CRISPR

5.4. Aplicaciones en biotecnología

5.4.1. Edición genómica

5.4.2. Manipulación genética

5.4.3. Expresión génica y epigenética

5.4.4. Motores génicos

5.4.5. Visualización de locus in vivo

5.5. Perspectivas

Bibliografía

Preguntas de repaso

6. Manipulación in silico de secuencias de ácidos nucleicos y proteínas

6.1. Conceptos básicos y formatos

6.2. Manipulación de secuencias de ácidos nucleicos y proteínas

6.3. Análisis de propiedades de secuencias

  6.4. Identificación de señales sencillas en secuencias

6.5. Búsqueda de genes en ADN

6.5.1. Métodos directos o basados en homología

6.5.2. Métodos indirectos o basados en principios básicos

6.5.3. Métodos combinados

6.6. Ensamblaje de secuencias

Bibliografía

Preguntas de repaso

7. Bases de datos y comparación de secuencias

7.1. Bases de datos

7.1.1.  Bases de datos bibliográficas

7.1.2. Bases de datos de secuencias

7.2. Alineamientos

7.2.1. Matriz de puntos (dot matrix)

7.2.2. Algoritmos de programación dinámica

7.2.3. Métodos heurísticos (BLAST)

7.3. Identificación de motivos conservados en proteínas

Bibliografía

Preguntas de repaso

8. Sistemas de producción a gran escala

Fermentadores y condiciones de cultivo

8.1. Introducción

8.2. Factores y parámetros críticos que afectan al crecimiento y producción del producto de interés

8.3. Procesos de fermentación

8.3.1. Fermentación discontinua (batch)

8.3.2. Fermentación alimentada (fed batch)

8.3.3. Fermentación continua

8.4. Tipos y tamaños de fermentadores

8.5. Partes de un fermentador agitado

8.6. Diseño y fabricación de fermentadores

8.6.1. Etapas en el diseño y fabricación de fermentadores

8.6.2. Factores de diseño de un fermentador

Bibliografía

Preguntas de repaso

9. Expresión heteróloga de proteínas en microorganismos procarióticos y eucarióticos.

9.1. Introducción

9.2. Sistemas microbianos para la expresión de proteínas heterólogas

9.2.1. Bacterias

9.2.2.  Levaduras y hongos filamentosos

9.3. Problemas que plantea la expresión heteróloga en microorganismos

9.3.1. Presencia de intrones

9.3.2. Diferencias en el código genético y uso de codones

9.3.3.  Modificaciones postraduccionales

9.3.4. Estabilidad de la proteína

9.4. Optimización de la expresión heteróloga en microorganismos

9.4.1. Elección del vector

9.4.2. Elección del promotor y terminador de la transcripción

9.4.3. Fusiones génicas

9.4.4. Mejora cualitativa de la proteína

9.4.5. Optimización de las condiciones de cultivo

Bibliografía

Preguntas de repaso

10. Producción microbiana de proteínas recombinantes y metabolitos de uso farmacológico

10.1. Visión general de la producción de proteínas terapéuticas recombinantes

10.2. Proteínas terapéuticas recombinantes producidas en Escherichia coli

10.3. Producción en Escherichia coli de anticuerpos monoclonales y fragmentos de anticuerpos

10.4. Proteínas terapéuticas producidas en levadura

10.5. Producción de VLPs en levaduras como formas de inmunización

10.6. Insulina: tipos y obtención

10.6.1. Perspectiva histórica

10.6.2. Estructura y actividad de la insulina

10.6.3. Análogos de la insulina

10.6.4. Plataformas de producción de insulina

10.7. Producción de metabolitos primarios y secundarios. Ingeniería metabólica

10.7.1. Mejora de la síntesis de antibióticos y antiparasitarios mediante ingeniería metabólica

10.7.2. Producción de metabolitos primarios por microorganismos recombinantes

10.7.3. Utilización de la ingeniería metabólica para la identificación de nuevos metabolitos

Bibliografía

Preguntas de repaso

11. Descubrimiento y desarrollo de moléculas con actividad farmacológica

11.1. Introducción

11.1.1. Un poco de historia

11.1.2. Para empezar, la enfermedad

11.1.3. Buscando un nuevo fármaco

11.1.4. ¿Cuánto cuesta?

11.2. La diana terapéutica

11.2.1.  Identificación de nuevas dianas terapéuticas

11.2.2. Validación de dianas

11.3. Colecciones de compuestos

11.3.1. ¿Moléculas sintéticas o naturales?

11.3.2. Síntesis combinatoria

11.3.3. Diseño racional

11.3.4. Screening virtual

11.3.5. Diseño de fármacos basado en fragmentos.(fragments-based drug design o FBDD)

11.3.6. Fármacos basados en RNA mensajero

11.4. Screening de las colecciones de compuestos

11.4.1. Screening in vitro

11.4.2. Screening in vivo: estrategias emergentes alternativas o complementarias al HTS

11.5. Hits y leads
11.5.1. Del hit al lead

11.5.2. Optimización de leads

11.6. Del candidato a fármaco al medicamento

11.6.1. Introducción

11.6.2. Estudios preclínicos

11.6.3. Desarrollo de la formulación

11.6.4. Ensayos clínicos

11.6.5. Registro

11.6.6. Farmacovigilancia (Fase IV de los ensayos clínicos)

Bibliografía

Preguntas de repaso

12. Bases moleculares de la biocatálisis aplicada y biotransformaciones. Preparación y optimización de un biocatalizador dentro del marco de la biotecnología farmacéutica

12.1. La biocatálisis dentro del marco de la biotecnología farmacéutica

12.1.1. Introducción

12.1.2. Ventajas e inconvenientes de la biocatálisis

12.1.3. Selectividad en los procesos catalizados por un biocatalizador

12.1.4. Tipos de biocatalizadores

12.1.5. Etapas en el escalado industrial de un proceso biocatalizado por enzimas

12.1.6. Biocatálisis y química sostenible (química verde)

12.2. Producción de biocatalizadores para uso biotecnológico

12.2.1. Búsqueda de nuevas enzimas naturales a través de screening de nuevos organismos productores de enzimas y metagenómica

12.2.2. Obtención de enzimas mediante mutagénesis y evolución dirigida de enzimas

12.2.3. Diseño de novo, enzimas a la carta

12.3. Inmovilización de enzimas

12.3.1. Ventajas e inconvenientes en la inmovilización de enzimas

12.3.2. Métodos de inmovilización de enzimas

12.3.3. Elección del método de inmovilización de enzimas

12.4. Ingeniería del medio de reacción

12.4.1. Enzimas en medios no convencionales

12.4.2. Enzimas en disolventes neotéricos

Bibliografía

Preguntas de repaso

13. Ejemplos de utilización de biocatalizadores en procesos de preparación de moléculas bioactivas de interés farmacológico

13.1. Introducción.

13.2. Empleo de biocatalizadores en procesos de preparación de moléculas bioactivas de interés farmacológico

13.2.1. Oxidorreductasas (EC 1)

13.2.2. Transferasas (EC 2)

13.2.3. Hidrolasas (EC 3)

Bibliografía

Preguntas de repaso

14. Biotecnología Vegetal. Cultivos vegetales in vitro. Obtención de productos de interés farmacéutico

14.1. Biotecnología Vegetal: cultivos vegetales in vitro

14.2. Producción de metabolitos secundarios

14.3. Metabolitos secundarios de interés farmacéutico en cultivos in vitro

14.4. Ventajas del cultivo in vitro frente a los sistemas tradicionales de producción

Bibliografía

Preguntas de repaso

15. Biotecnología Vegetal. Optimización de la producción de metabolitos secundarios de interés farmacéutico en cultivos in vitro

15.1. Producción industrial de metabolitos secundarios: procedimientos

15.1.1. Obtención de explantos y selección de líneas celulares productivas

15.1.2. Optimización de las condiciones de cultivo para la producción de metabolitos secundarios

15.1.3. Adición de precursores

15.1.4. Tipos de cultivos para la producción industrial de metabolitos secundarios

15.1.5. Elicitación

15.1.6. Biotransformaciones o bioconversiones

15.1.7. Sistemas de producción a gran escala de metabolitos secundarios: biorreactores

15.1.8. Transformaciones genéticas

15.2. Perspectivas de la Biotecnología Vegetal en el ámbito de la salud

Bibliografía

Preguntas de repaso

16. Aspectos básicos de la manipulación in vitro de células de mamífero

16.1. Cultivo celular: definición, ventajas e inconvenientes de los cultivos celulares y sus aplicaciones

16.1.1.  Definición de cultivo celular

16.1.2. Ventajas e inconvenientes de los cultivos celulares

16.1.3. Aplicaciones de los cultivos celulares

16.2. Elementos necesarios para un laboratorio de cultivos de células de mamífero

16.3. Contaminaciones

16.3.1. Agentes químicos

16.3.2. Agentes biológicos

16.4. Ambiente estéril

16.4.1. Utilización de material aséptico

16.4.2. Evitar la posibilidad de accidentes

16.5. Ambiente de cultivo

16.5.1. Fase gaseosa

16.5.2. Propiedades físicas

16.5.3. Medios de cultivo y suplementos

16.5.4. Sustratos

16.6. Tipos de cultivo

16.6.1. Tipos de cultivos celulares

16.7. Cultivos bidimensionales y tridimensionales

Bibliografía

Preguntas de repaso

17. Aplicaciones biotecnológicas del cultivo in vitro de células de mamífero

17.1. Obtención de productos de interés farmacológico e industrial

17.2. Ejemplo de aplicación biotecnológica: producción de α-1,4-Glucosidasa (Myozyme) para el tratamiento de la enfermedad de Pompe

17.3. Ingeniería tisular. Bioingeniería de órganos

17.4. Búsqueda de dianas y nuevos fármacos

17.4.1. Ejemplo de proceso de búsqueda de nuevos fármacos: fármacos antitumorales de origen marino desarrollados por PharmaMar

17.4.2. Ensayos de toxicidad de fármacos y otros compuestos en cultivos de células de mamífero

17.5. Terapia génica celular

17.5.1. Reprogramación celular a partir de células somáticas: células iPS

17.5.2. Retos de la terapia celular y de los modelos de enfermedad

Bibliografía

Incluye bibliografías

1. Biotecnología y biotecnología farmacéutica: recorrido histórico. 2. Técnicas básicas de manipulación de DNA in vitro. 3. Utilidades de la PCR en Biotecnología microbiana. 4. Tecnologías de secuenciación masiva de DNA. 5. El sistema CRISPR como herramienta en biotecnología. 6. Manipulación in silico de secuencias de ácidos nucleicos y proteínas.
7. Bases de datos y comparación de secuencias. 8. Sistemas de producción a gran escala. 9. Expresión heteróloga de proteínas en microorganismos procarióticos y eucarióticos. 10. Producción microbiana de proteínas recombinantes y metabolitos de uso farmacológico. 11. Descubrimiento y desarrollo de moléculas con actividad farmacológica.
12. Bases moleculares de la biocatálisis aplicada y biotransformaciones. Preparación y optimización de un biocatalizador dentro del marco de la biotecnología farmacéutica. 13. Ejemplos de utilización de biocatalizadores en procesos de preparación de moléculas bioactivas de interés farmacológico 14. Biotecnología Vegetal. Cultivos vegetales in vitro. Obtención de productos de interés farmacéutico. 15. Biotecnología Vegetal. Optimización de la producción de metabolitos secundarios de interés farmacéutico en cultivos in vitro. 16. Aspectos básicos de la manipulación in vitro de células de mamífero. 17. Aplicaciones biotecnológicas del cultivo in vitro de células de mamífero.

Unicoc Psicología Básica 109222

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