Biotecnologia Vegetal Transgenicos

7/25/2019 Biotecnologia Vegetal Transgenicos

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TECNOLOGA DEL ADNRECOMBINANTE

Blga. Maribel Huatuco Lozano


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Aislamiento y manipulacin de fragmentosde ADN de un organismo para introducirloen otro (ADN recombinante)

Nathans D., Arber W., y Smith H.(premio Nobel de Fisiologa y Medicinaen 1978 por el descubrimiento de lasenzimas de restriccin y su aplicacin enGentica Molecular).

TECNOLOGA DEL ADN RECOMBINANTE


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TECNOLOGA DEL ADN RECOMBINANTE


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Preparacin de la secuencia del ADN para su clonacin


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Preparacin de un vector de clonacin

Una pequea secuencia de ADN fcil de aislar, como un plsmido, tambinpuede usarse un csmido, un virus.


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Formacin del ADN Recombinante

Introduccin del ADN recombinante en la clula anfitriona

Propagacin del cultivo


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Deteccin y seleccin de los clones recombinantes


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Plsmidos

1

2

Extremos cohesivos

Plsmido

3

Molcula de ADN recombinante

gen de resistenciaa la ampicilina


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Virus2

1

3


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Molcula A Molcula B

Digestin de ambas molculas con lamisma enzima de restriccin, BamHI

Mezclar

Tratar con ADN-ligasa

ADN recombinante

Extremoscohesivos


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BIOTECNOLOGA VEGETAL

TRANSGNICOS



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PRINCIPALESTCNICAS DE BIOTECNOLOGAVEGETAL

Las tcnicas empleadas en la generacin deplantas transgnicas son diferentes si sepretende expresar genes exgenos en la planta osi, por el contrario, se busca alterar la expresinde genes del organismo.

Para conseguir una transformacin eficiente de

un tejido vegetal es preciso satisfacer lossiguientes requisitos:


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Debe existir un mtodo eficiente de introduccinde ADN en el tejido vegetal.

Debe existir un marcador que permita seleccionareficazmente los tejidos transformados.

Debe ser tcnicamente posible la propagacin y laregeneracin del tejido diana, y posteriormentede plantas frtiles a partir del tejido transgnico.Cultivo in vitro.

Proceso de transformacin simple, eficaz,reproducible, econmico e independiente delgenotipo del organismo utilizado.

Proceso corto en el tiempo para evitar en loposible la variacin somaclonal y la esterilidad.

TCNICAS PRINCIPALES DE BIOTECNOLOGAVEGETAL


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ADN EXGENO

Preparacin del ADN exgenoRequiere los siguientescomponentes: Transgen

Promotor Marcador de seleccin Marcador testigo


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MTODOS DE TRANSFORMACIN

A.- Mtodos de Transformacin BiolgicaTransformacin con Agrobacterium:

Agrobacterium tumefaciens

Agrobacterium rhizogenes


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Otro mtodo que se desarroll, esta basado en una estrategia parael control de plagas.

El objetivo esta en proveer resistencia a las plantas, incorporandogenes de la toxina natural de la bacteriaBacillus Thuringiensis(Bt).

Esta toxina proteica afecta a ciertas larvas que tienen aparatobucal masticador y producen graves daos a los cultivos, causando

su parlisis y muerte.Cuando la planta posee ese gen, produce la toxina y, de esta forma,se protege ante el ataque de los insectos.

Este es el porqu almaz modificadogenticamente se lellama maz Bt.


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B.- Mtodos Fsicos de TransformacinTransformacin de Protoplastos:Los protoplastos son clulas desnudas que han perdido lapared celular. Pueden aislarse generalemnte de cultivos decallos. La entrada de ADN exgeno en el protoplasto puedeconseguirse utilizando diversos mtodos: Electroporacin Tratamiento con Polietilenglicol Transformacin con Liposomas Biolstica Transformacin mediada por lser Femtoinyeccin Abrasin con fibras

MTODOS DE TRANSFORMACIN


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Transformacin de la clula vegetal con elplsmido Ti deA. tumefaciens

TRANSFORMACINBIOLGICA CONAGROBACTERIUM


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tumores

clulavegetal

Proliferacin dehormonas crecimiento.Se forman tumores enlas zonas de la lesin

Plsmido Ti

ncleo

cromosoma

cromosoma

Agrobacterium

inductor de tumorescontiene oncogenes(genes onc)

Ingenierogentico natural

tras sutitucin degenes onc porgenes de inters

Agrobacterium tumefaciens es patgena de plantas. Produce tumores



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Transformacin de la clula vegetal con elplsmido Ti deA. rhizogenes

A. rhizogenes es un patgeno vegetal que da lugar a una

proliferacin radicular anormal en las plantas

infectadas.


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o Electroporacin

Se basa en la aplicacin de pulsoselctricos cortos y de alto voltajeen la membrana celular, estohace que aparezcan de forma

temporal poros que van apermitir la entrada en el interiorde la clula de macromolculaspresentes en la solucinextracelular. Este proceso

permite a las clulas suspendidasen un tampn con plsmidos deDNA incorporar al interiorcelular el ADN tras laelectroporacin, resultando en

una trasformacin transitoria oestable.

MTODOSFSICOS DE TRANSFORMACIN


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Tratamiento con Polietilenglicol (PEG)

Un agente fusagnico que modifica qumicamentelas membranas al interaccionar con los fosfolpidosque las componen, permite la entrada del ADNexgeno en suspensin presente en el medio. Elmecanismo de la captacin de DNA implica lacontraccin del volumen del protoplasto debido a la

alta presin osmtica originada por el PEG, seguidode la creacin de vesculas endocticas queincorporan el complejo catin/DNA.



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Biolstica

La tcnica consiste en baarpartculas esfricas de oro o tungsteno(aproximadamente de 0,4-1,2micrmetros de dimetro, o deltamao de algunas clulas

bacterianas) con DNA, el cual ha sidoprecipitado con CaCl2, espermidina opolietilenglicol. Las partculasbaadas con DNA son aceleradas aaltas velocidades (300-600 metros /

segundo) con un equipo especialllamado pistola de partculas (o pistolade genes).



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Biolstica

Los proyectiles acelerados van apenetrar la pared celular y lamembrana de la clula, aunquela densidad de partculasutilizadas no va a resultar

significativamente daina parala misma. El alcance de lapenetracin de las partculas enlas clulas vegetales puede sercontrolada variando la intensidaddel estallido, alterando ladistancia que las partculas hande atravesar para alcanzar laclula o utilizando partculas dediferentes tamaos.



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Transformacin con liposomasSe emplean liposomas artificiales en cuyo interiorviaja la suspensin de molculas de ADN.

Transformacin mediada por lserEsta tcnica supone la apertura de microorificios

mediante un haz de lser, por los que se facilitala penetracin de ADN desnudo en el interior dela clula.

Abrasin con fibrasConsiste en la apertura de entradas permanentes enlas paredes y membranas celulares mediante lamezcla a alta velocidad de clulas vegetales y fibrasabrasivas, generalmente de carburo de silicona,recubiertas de ADN.



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FemtoinyeccinLa transferencia del transgn es mediante una

microinyeccin de ADN con una femtojeringa deexpansin con galinstano, que consiste en unmicrocapilar de borosilicato o cuarzo sellado y cuyapunta tiene un dimetro de tan solo 0.1 m.



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ADN ENDGENO

Silenciamiento gnicoSon tcnicas capaces de impedir la expresin de un gen

endgeno.

Pueden destacarse las siguientes:

ARN antisentido.- Consiste en la sntesis de ARNm

complementario al del gen cuya expresin se desea inactivar.

Apartir del ARN antisentido se generan molculas de ARN

bicatenario que son escindidas y actan como ARNm que no

pueden ser traducidos.

Ribozimas.-Por ingeniera gentica se sintetiza ribozimas

especificas capaces de degradar ARNm de cualquier gen que se

desea silenciar en forma especifica.


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Segn la OMS son organismos en loscuales el material gentico a sido alteradode un modo artificial por medio debiotecnologa que permite transferir genesseleccionados de un organismo a otro ,incluso entre especies no relacionadas


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Los alimentos transgnicos sonsemillas, cultivos o ingredientesmodificados por medio de ingeniera

gentica


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En 1990 se inicia la

transformacin delmaz usando elbombardeo

de macropartculasSe crea el primeralgodn tolerante alherbicida Bromoxynil


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1995 la FDA aprueba el primer

producto GM para consumo humano:el tomate de maduracin retardada

FlavrSavr


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Esto tiene como objetivo traducirse en unproducto con un menor precio, mayoresbeneficios (en trminos de durabilidad o

valor nutricional) o ambos.

PORQUE SE PRODUCEN LOS ALIMENTOS TRANSGNICOS?


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Los cultivos GM tienencomo objetivo principalaumentar el nivel deproteccin de los cultivosmediante la

introduccin deresistencia aenfermedades causadas

por insectos o virus a losvegetales o medianteuna mayor tolerancia alos herbicidas.


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El Herbicida glifosfato esefectivo a muy bajasconcentraciones, no es txicopara humanos y losmicroorganismos del suelo lo

degradan rpidamente.

El gliofosfato mata las plantas

inhibiendo la accin de laenzima de los cloroplastosdenominada EPSP sintetaza


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1Aisl el gen EPSP.Este gen se clon en un vector

2Se transfiri a en la bacteriaAgrobacterium

tumefaciens

3Se infectaron clulas en discos cortados de la planta y

se hizo crecer en presencia de glifosfato, rociandolascon cantidades hasta 4 veces mayores de glifosfato

Para producir una planta resistente a glifosfato:

Las plantas GM que producan

EPSP sintetasa crecieron ydesarrollaron, mientras que lasplantas control se marchitaron


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Muchos cultivos son

deficientes en algunos delos nutrientes requeridosen la dieta humana, y seesta usando labiotecnologa paraproducir cultivos quecumplan con estos

requisitos dietticos.


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Un ejemplo es la produccinde arroz dorado conniveles incrementados de -caroteno, un precursor de la

vitamina A.La deficiencia de vit A se daen muchas reas de Asia y

frica, provocado ceguera ennios.


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Los tres temas principales debatidos sonlas tendencias a provocar una reaccinalrgica (alergenicidad), la transferenciade genes y el cruzamiento lejano(outcrossing).

Al g i id d


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AlergenicidadLos cultivos GM pueden introducirnuevos compuestos que produzcanalergias. Cuando se transfiere a unaplanta ADN de una especie conpropiedades alergnicas, existe riesgo de

que el consumo de la variedad GMprovoque alergias.

Al g i id d


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Lo grave es que tambin pueden

producirse reacciones alrgicas a nuevasprotenas procedentes de una especie queno tenga un historial de efectosalergnicos. Hay que tener en cuenta quese estn introduciendo protenasderivadas de bacterias, virus, insectos,etc, de otras especies que nunca han

formado parte de la alimentacin humana

Alergenicidad


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La transferencia gentica de alimentos

GM a clulas del organismo o a bacteriasdel tracto gastrointestinal causaranpreocupacin si el material genticotransferido afectara en forma adversa a lasalud humana. Esto sera relevante sifueran a transferirse genes de resistenciaa antibiticos usados para crear GM.


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El desplazamiento de genes de vegetalesGM a cultivos convencionales o especiessilvestres relacionadas (outcrossing),ascomo la combinacin de cultivosprovenientes de semillas convencionalescon aquellos desarrollados usandocultivos GM, puede tener un efecto

indirecto sobre la inocuidad y laseguridad de los alimentos.


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Este riesgo es real, como se demostr

cuando aparecieron rastros de un tipo demaz que slo fue aprobado paraalimentacin animal en productos del

maz para consumo humano en losEstados Unidos de Amrica.


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Muchos pases han adoptado estrategiaspara reducir la combinacin, incluyendouna clara separacin delos campos dentrode los cuales se desarrollan cultivos GM y

cultivos convencionales.

Este entrecruzamiento con plantas

silvestres, nos puede resultar con unaperdida de las especies naturales.


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QU TIPO DE REGULACIONES EXISTEN?


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Regulacin Normativa internacional

Principio Precautorio

Declaracin de Ro de Janeiro (1992)

Conservacin y cuidado del medio ambiente

Convenio sobre Diversidad Biolgica

Marco Regulador especfico

Protocolo de Cartagena


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Protocolo de Cartagena

Principio de Precaucin

Bases de legislacin internacional

Etiquetado: puede contener



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Evaluaciones queincluyen laidentificacin de niveles

de nutrientes, antinutrientes y posibles

toxinas y alrgenos en

todo tipo de plantas decultivo.



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La alteracin gentica debe ser necesariay til

Seguros para la salud

Que sus caractersticas se mantengan enel tiempo

Etiquetado identificativo

Iniciativa Europea


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