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Biodiseño Laura Moreno Enrique Estrada Verónica Martínez Carlos Puente


Metodolo

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ogía

BIO 3


Metodología Selección del sistema biológico

Seleccionar organism Especificar organism Definir objetivos de in Investigación extensa Análisis de atributos e Cierre de investigaci

Determinar criterios

Identificar posibles á Identificar las necesid Lluvia de ideas de ne Selección de la nece

Observación y conceptualización

Traducir

Confirmación de la n Lluvia de ideas para

Selección de la idea Fusión de idas (en ca

Modelación CAD Render

Interpretación y aplicación

Evaluación

NA -Presentación4final


mo animal/vegetal/mineral/sustancia mo seleccionado nvestigación sa del organismo encontrados ción

áreas de diseño en donde se puedan implementar los atributos idades posibles a estudiar ecesidades esidad

necesidad a diseño

a aso de ser necesario

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Objetivo

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Por medio de la selección de un organismo ya sea animal, vegetal o mineral se estudiarán sus atributos y características para aplicarlo a una necesidad. Se buscará en distintas áreas, en donde estos atributos pueden ser utilizados para el beneficio ecológico de la sociedad.

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Organismos investigados

El cuerpo está embutido en una armadura de placas. La parte posterior del cuerpo es prensil para proporcionar anclaje. El cuidado de las crías por parte del macho con bolsa de incubación. Camuflaje e ojos independiente.

Rinoceronte Negro

(Hippocampus)

Caballo de Mar

Seleccionar organismo animal/vegetal/mineral/sustancia

Excelente sentido del oído y olfato. Forman 2 cuernos, protección de crías y peleas. Desarrollan un dedo más prominente para balance y apoyo. Regulan su temperatura con baños de lodo.

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(Condylura cristata)

Topo de Nariz Estrellada

Medusa de Mar Con un cuerpo gelatinoso, su movilidad se basa en contracciones en donde su cuerpo toma agua y luego es expulsado. Pueden ser gruesas o delgadas y estรกn formados por un 95% de agua.

Miden hasta 20 cm y pesan 55 g, poseen 44 dientes. Sus 22 tentรกculos son mรณviles y flexibles al final del hocico. Son sensibles al tacto, lo usan para capturar gusanos e insectos en la oscuridad.

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Organismo seleccionado

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La medusa

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La medusa Investigación extensa del organismo

Carecen de cerebro, de esqueleto, de extremidades e incluso de corazón. Pasean sus cuerpos gelatinosos por los océanos cazando a sus presas gracias a sus arpones, movimiento rítmico y silencioso. Las medusas se encuentran en todos los mares, pero con más abundancia en los mares cálidos.

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Morfología Investigación extensa del organismo

Umbrela

Brazo orales

Tentáculos urticantes

El cuerpo de la medusa es transparente porque su cuerpo está formado por un 95% de agua, hecho que les proporciona un camuflaje perfecto El cuerpo de la medusa  consta de tres partes principales: -la umbrela -los brazos orales (que rodean la boca) -los tentáculos urticantes.

Son animales de simetría radial. Presentan una cavidad interna, donde se realiza la digestión, denominada cavidad gastrovascular y que tiene una sola abertura que realiza las funciones de boca y ano. De la parte central de la medusa cuelga una especia de mango; en su extremo se encuentra la boca y el mango en sí constituye el esófago

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Morfología Investigación extensa del organismo

•Forma de simetría radial. •Una cavidad interna, donde se realiza la digestión, denominada cavidad gastrovascular. •Tiene una sola abertura que realiza las función de ingesta y desechos.

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De sus bordes, nacen multitud de tentáculos, largos y delgados, que crean trampas mortales para los peces, pues gracias a las células venenosas, inmovilizan a todo pequeño animal que las toque y, en los peces de mayor tamaño (entre los que sin duda nos encontramos los humanos), provoca un molesto escozor.

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Desarrollo Investigación extensa del organismo

El proceso de desarrollo de las medusas es complejo. Del huevo, sale una larva muy pequeña plánula. A los pocos días, la plánula desciende al fondo del mar y se establece en una roca. Recibe entonces el nombre de pólipo, y tiene la forma de un sapo con la boca rodeada de tentáculos. Más adelante, entre la boca y el pie, aparecen unas hendiduras que rodean al pólipo como si fueron anillos. Estos anillos, van cobrando profundidad hasta que el animal queda dividido en varias rodajas independientes, pero todavía unidos entre si. Las rodajas van adoptando el aspecto típico de sombrero de la medusa, al mismo tiempo que en los bordes aparecen las largas cintas de los tentáculos.

Aquí, se separan y aparecen otras tantas medusas que flotan entre dos aguas y, con rítmicas contracciones, se desplazan de un lado a otro en busca de los peces que constituyen su alimento. Se propulsan gracias a movimientos rítmicos de su umbrella, aunque se mueven principalmente arrastradas por las corrientes marinas. Otro dato curioso es el hecho de que, a l c o m e r, l a s m e d u s a s v a n incrementando su tamaño, sin embargo si el alimento le escasea, pueden encogerse de nuevo. Habitualmente comen zooplancton y pequeños crustáceos, así como pequeños peces o incluso otras medusas.

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Clases Investigación extensa del organismo

Medusas, clase Hidrozoos Suelen ser de pequeño tamaño y pueden ser coloniales o solitarios. En esta clase se incluyen las medusas con grandes y abundantes células con veneno para su defensa que pueden ser mortales para las personas. Forman colonias de individuos especializados en distintas funciones: unos sirven como órgano de flotación, otros para la nutrición, de defensa, o como función sensitiva.

Medusas, clase Escifozoos medusas marinas Grande, algunas especies presentan luminiscenciaque puede resultar realmente impactante en una inmersión nocturna. Sus tentáculos urticantes extendidos pueden llegar a medir 10 metros.

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 Medusas, clase Cubozoos Pueblan las aguas de mares tropicales y subtropicales. Tienen la umbrela en forma de cubo, con cuatro costados. Suelen ser muy urticantes y pueden causar la muerte a una persona en pocos minutos si no es tratada con un antídoto.

Medusas, clase Antozoos Suelen ser especies de bellos colores. Algunos individuos viven de forma aislada como los tomates marinos (Actinia equina), algunas anĂŠmonas o los ceriantos, (Cerianthus membranaceus), y otros forman colonias como los corales o las gorgonias (Paramuricea sp.)

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Atributos encontrados Análisis de atributos encontrados

Primitiva Caza ciegamente /su porcentaje de éxito es igual al de otras especies marinas. Rítmicos Velocidad moderada , constante y consume poca energía Inmortales La especie Tunopsis Numólul llega a su estado de madurez, vuelve a rejuvenecer para alcanzar un segundo estado de madurez Su porcentaje de éxito es igual Ahorro de Energía Tiene una proteína verde fluorescente GFP que puede ser inyectada Carecen de cerebro, de esqueleto, de extremidades e incluso de corazón. 95% de agua (construcción gelatinosa) Fotoluminiscencia (Rosa, Violeta y Azul) Expulsa agua para moverse Agujas venenosas se liberan a contacto Tentáculos con células urticales onematocitos, para capturar presas. Algunas ya muertas pueden intoxicar por semanas. Son animales de simetría radial.

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Atributos extendidos SOBRE EL AHORRO DE ENERGÍA Hay equilibrio entre los compuestos de protoplasma líquido en la medusa y el ambiente líquido.

Contraen su cuerpo y expulsan el agua hacia el sentido opuesto de su movimiento, pero suelen flotar la mayoría del tiempo.

Algunas pueden perseguir a su presa, con sus tentáculos atrapan el alimento que flota alrededor.

Comen huevecillos de peces, peces jóvenes y adultos. Cuando algo o alguien toca los tentáculos lanzan filamentos punzantes que inyectan un veneno paralizante. Pueden ingerir por su boca o por los tentáculos.

Son clave de estudio en la robótica ya que posee un mecanismo que ha sido perfeccionado por cientos de años, lo que le permite una eficiencia energética en el desplazamiento.

En la universidad Nacional de Chonnam en la República de Corea, desarrollaron un robot que mita el movimiento.

Posee un sistema electro-muscular artificial, se retrae y se extiende para dar un alto impulso con el mínimo de energía.

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Atributos extendidos SOBRE EL SISTEMA NERVIOSO Las neuronas aparecen en los celentéreos, y la medusa posee esto en todo su cuerpo. El celentéreo es la forma simple y menos evolucionada del sistema nervioso, constituye una red nerviosa que conduce los impulsos. La medusa no cuenta con un centro nervioso, en la campana existen estructuras llamadas Ropallos que cumplen la función de equilibrio y fotorrecepción. Los tentáculos cuentan con los receptores táctiles. (Cnidocilios).

SOBRE EL SU INMORTALIDAD Turritopsis Nutricula Mide de 4 a 5mm. Es alta, con paredes finas y uniformes. Su estomago es color rojo, al ser joven cuenta con 8 tentáculos y pueden llegar a tener desde 80 – 90 tentáculos. Se pueden encontrar en todos los océanos. La vida de las medusas varia de horas hasta meses, pero ésta especia es la única conocida que desarrolla la habilidad de volver a su estado de pólipo. Estudios comprueban que el 100% de los espécimen podían volver a esta fase desde cualquier etapa. La medusa deteriora primeramente la campana, los tentáculos y finalmente, los pólipos de alimentación, estos se multiplican creando estolones, ramas y finalmente pólipos. El ciclo de vida invertido se originó por condiciones adversas en un ambiente cambiante, sin embargo no hay respuesta para esta duda. Es la única capaz de evitar su muerte por medio de la transdiferenciación. La cual puede llevarse acabo por X número de veces.

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Atributos extendidos SOBRE LA TRANSDIFERENCIACIÓN

La transdiferenciación en biología tiene lugar cuando una célula que no es una célula madre se transforma en otro tipo diferente de célula. La transdiferenciación tiene lugar en la naturaleza en unos pocos casos específicos. Por ejemplo, en salamandras y pollos cuando pierden el cristalino del ojo, células del iris se convierten en células de la cristalina. Sin embargo, tales casos de origen natural, o incluso los creados en el laboratorio son poco frecuentes.

Hay evidencias de transdiferenciación en humanos adultos dadas por la metaplasma de Barrett en que células epiteliales del esófago se convierten en células intestinales caliciformes secretoras de mucina. La metaplasma de Barrett predispone a la persona al adenocarcinoma, con una tasa de mortalidad del 80%.

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Atributos extendidos FLUORESCENCIA Las medusas poseen una proteína bioluminiscente, aequorina que brilla en color azul; pero la medusa brilla en color verde por la presencia de una segunda proteína fluorescente que emitía luz verde. La proteína verde absorbía la luz azul de la aequorina para darle su fantasmal brillo verdoso a las medusas. Esta segunda proteína se llama GFP( Green Fluoresence Protein)Es una proteina es capaz de recibir luz de alta energía. Esta emite fluoresencia en el rango de la luz verde.

a diferencia de otras proteínas bioluminiscentes, la GFP no requiere ningún aditivo para fluorescer. Martin Chalfie (EE UU), el segundo galardonado con el Nobel, demostró que el gen de la GFP, el fragmento de ADN del genoma de la medusa que contiene el código para su biosíntesis, podía ser introducido en otros organismos vivos, conduciendo a la expresión de una proteína que conservaba la fluorescencia.

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Resumen del organismo Análisis de atributos encontrados

•Carecen

de cerebro, de esqueleto, de extremidades e incluso de corazón. •9 5 % d e a g u a ( c o n s t r u c c i ó n gelatinosa) •Fotoluminiscencia (Rosa, Violeta y Azul) •Expulsa agua para moverse •Agujas venenosas se liberan a contacto •Tentáculos con células urticales onematocitos, para capturar

presas. Algunas ya muertas pueden intoxicar por semanas. •Son animales de simetría radial.

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Necesidades encontradas Análisis de atributos encontrados

Búsqueda de personas, bloques de células (enfermas, virales, bacteriales) Revitalización por proteína, piel. Revtilalización por mucosa pura con proteína, comida de alto grado proteínico. Ahorro de energía por movimiento contínuo. Ambiente controlado para el cuidado de algunas especies de medusa. Las medusas tienen sobrepoblación por lo que no hay peligro de extinsión. Terminales con nervios o activos por contacto. Ahorro de energía de luz.

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Necesidad // Organismo Análisis de atributos encontrados

Necesidad

Organismo

Localización de Personas o un bloque de células en específico.

Las medusas poseen una proteína bioluminiscente, aequorina que brilla en color azul; pero la medusa brilla en color verde por la presencia de una segunda proteína fluorescente que emitía luz verde.

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Lluvia de ideas


Búsqueda de personas extraviadas. Cremas o vitaminas para la revitalización de la piel. Vitaminas para la revitalización de ojos (corneas) o estómagos no muy fuertes. Bomba de aire / agua de ahorro de energía para hacer un mecanismo continuo. Hay millones de medusas, no hay peligro de extinción en casos específicos se pueden rescatar bajo un ambiente controlado para que vivan por cientos de años. Nanotecnología para cuando hay un contacto brusco con la tela, pequeños picos sobresalgan y creen tensión / arrastre / que no resbale en una superficie. Lámpara con ahorro de energía.

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Al entrar en contacto con el aire, la proteina comenzará a brillar más. Entre más rápido, más brilla.

Relleno de agua con la proteína, en el movimiento se enciende.

Al agitarse, la proteína se acciona .

Lámpara sin necesidad de pilas o recarga.

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Bocetos


Seleccionar necesidad

Localización de Personas o un bloque de células en específico. 42


Introducción de la necesidad

Miles de personas desaparecen al año por diversas causas, muchas son un misterio, sin embargo una gran cantidad se extravían en bosques, montañas, y diversos ambientes. Al investigar sobre la desaparición de personas, encontramos que las personas no contaban con el tiempo suficiente para sobrevivir y fueron encontradas muy tarde.

Al saber sobre la sobrevivencia, las oportunidades incrementan pero cuando están perdidos entre kilómetros de agua, bosque frondoso y terrenos rocosos, la búsqueda se dificulta. Muchos son encontrados por barcos pero se han contado historias donde aviones o botes pasan de largo y no los logran divisar.

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Objetivo de la necesidad

•Al

encontrar que el problema en muchos casos, son que las personas no son escuchadas ya sea por la distancia, nos concentramos en el segundo sentido, la vista. •Durante la noche, una persona extraviada pierde la esperanza de ser encontrada ya que el rescate se dificulta sin luz alguna.

•Las

medusas, se encuentran en un ambiente difícil y por medio de su proteína que les da la habilidad de la fluorescencia, son divisadas desde metros en el fondo marino. •Combinando ambas necesidades, se investigó sobre la factibilidad de inyectar o crear un aditamento para esta proteína en personas extraviadas.

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Descripción de diseño

• Diseñar el empaque y la píldora que

contenga proteína GFP o proteína verde fluorescente. • En donde la persona que se encuentre extraviada, podrá tomar la píldora en el momento que sea necesario para facilitar su búsqueda. • Ayudará de manera aérea ya sea en el océano, para barcos o aviones que puedan llegar a pasar cerca del ambiente donde se encuentra sin necesidad de aparatos o herramientas de detección de calor que no muchos tienen instalados. • De acuerdo con la investigación de la Clínica de Mayo, se aplicó a gatos transgénicos para la incorporación de proteínas protectoras para personas que tienen el virus de la inmunodeficiencia felina.

•El

GFP es obtenido de medusas, y hace que los gatos emitan una f l u o re s c e n c i a v e rd e b a j o r a y o s ultravioleta, por este método, se comprueba si el gen de resistencia al virus de inmunodeficiencia ha sido trasplantado y es seguro para las personas. •Tomando este principios, podemos considerar que la proteína puede ser agregada a un humano para facilitar la búsqueda con luz. Aunque el procedimiento con los gatos, requiere luz negra podemos combinar los impulsos eléctricos con impulsos humanos que al tener contacto se libere la proteína y se dirija a un bloque de células en específico, como las células en la cabeza, cutáneas entre otros dependiendo del caso.

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Propuesta FINAL 51


LUMINAD

Empaque de Emergencia. Contiene 4 p铆ldoras para su ingesti贸n oral Debido a la movilidad, es llevado en el cuello. Es de f谩cil acceso. No es t贸xico. Puede ser avistado por aire, tierra o mar. Su efecto se prolonga por 12 horas.

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LUMINAD

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LUMINAD


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Conclusión

Para este proyecto aplicamos una metodología diferente a la que usa regularmente, ya que en este método se aplica se investigan atributos y características que se encuentran en la naturaleza para después aplicarlos a un problema que concierne a los seres humos.

Fue un poco más dificil llegar a un resultado, sin embargo, por contradictorio que suene, la solución en sí era más fácil y completa de encontrar; la parte clave del proyecto fue traducir ese elemento de la naturaleza que nos interesó a un producto que aplique para los seres humanos.

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Bilbiografía Especifico

Aguamalas. Muy  Interesante.  2009.   Consultado  en  Octubre  de  2011.   Obtenido   de:   <hEp://www.muyinteresante.es/rcs/minisites/2009/medusas/ aguamalas.html> Bioluminiscencia:   de   la   Naturaleza   a   la   Biotecnología.   Enero   18   2011.   Consultado  el  11  de  Octubre  de  2011.  Obtenido  de:   <   hEp://tallcute.wordpress.com/2008/01/15/colores-­‐vivos-­‐de-­‐la-­‐naturaleza-­‐a-­‐ la-­‐biotecnologia/> La  medusa  y  su  proteína  verde.  Consultado  el  8  de   Octubre   de  2011  Obtenido   de:   <hEp://www.elpais.com/arNculo/futuro/medusa/proteina/verde/ elpepusocfut/20081015elpepifut_3/Tes> Las  Medusas.  Consultado  en  Octubre  de  2011.  Obtenido  de:   <hEp://www.elportaldelosbarcos.es/portal/pagina_submenu.php? opcion=934&id_menus=33&id_submenu=934> Medusas:  vida  y  Apos  de  medusas.  Consultado  en  Octubre  2011.  Obtenido  de:   <hEp://www.mundo-­‐geo.es/naturaleza/animales/medusas-­‐vida-­‐y-­‐Npos-­‐de-­‐ medusas> Una  historia   de  espías,  medusas  y  bichos  que  brillan  con  luz   propia.  Octubre  27   2011.   Consultado   el   08   de   Octubre   de   2011:   Obtenido   de:   <   hEp:// www.medicinabuenosaires.com/revistas/vol69-­‐09/3/v69_n3_p370_374.pdf  >

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