Transgénicos

Schunk Horacio Javier

•La ingeniería genética ha ido aportando sus avances tecnológicos y científicos a distintas áreas, como la farmacéutica, el sector agropecuario y el sector alimentario entre otros.

•“Alimento transgénico” se diferencia de otro “no modificado” en que al primero se le han modificado ciertos genes.

•La obtención de estos nuevos alimentos, se realiza generalmente mediante la inserción de una cantidad proporcionalmente mínima de ADN en comparación con el genoma total del alimento

Introducción

Las características propias de cada ser vivo están determinadas por su información genética

La unidad básica de los seres vivos.Contienen un núcleo en el cual se diferencian los cromosomas

Estructura del núcleo.Formada por una larga molécula de ADN fuertemente enrollada

Molécula que contiene la información genética.Es la suma de tramos, parte de los cuales se identifican como genes

Tramo de ADN que determina, por medio de un complejo código, las características de cada organismo.

En todas las células los genes están compuestos por una molécula llamada ADN (ácido desoxirribonucleico). Existe una segunda clase de ácido nucleico, denominado ácido ribonucleico (ARN) cuya función más importante consiste en la conversión de la información contenida en el ADN

Un transgénico (u Organismo Modificado Genéticamente, OMG): organismo al que se le incluye en su genoma gene/s de su misma u otra especie

Los genes deben llevar su propio promotor para garantizar su expresión y el lugar específico de ella.

Para conocer que células han sido modificadas (transformadas) se suele agregar un gen  marcador selectivo. (GPF-geen fluorescence protein- resistencia a antibióticos,..)

DISEÑO DE GENES PARA LA TRANSFERENCIA (PLÁSMIDOS VECTORES)

Planta de tabaco con el GFP

Factor IX (hemofilia BHumano)

Promotor de la b-lactoglobin de oveja( expresión en glándula mamaria)

Molécula A Molécula B

Digestión de ambas moléculas con la misma enzima de restricción, BamHI

Mezclar

Tratar con ADN-ligasa

ADN recombinante

Extremos cohesivos

MÉTODOS deObtención

Modificación de células madreClonación

MICRO INYECCIÓNInyectar un huevo fertilizado (esperma)con moléculas del ADN vector

óvulo

Inyección delvector

Individuo “heterocigoto”.Por cruzamientos se obtendrán homocigotos transgénicos

Transgénesis en animales (por microinyección de zigotos)

Gen humano

Secuencia promotora para la síntesis de una proteína de la leche

Gen híbrido

ratahumano

Desarrollo de una cerda transgénica

Ovulos de cerda fecundados

cubrir pequeñas partículas de tungsteno (1 micrón) con el plásmido

plásmido micropartículas

percutorCartucho de polvora

Proyec til

válvula

Micropartículas

Callos, células hembriones,…

TRANSFORMACIÓN POR ACELERADOR DE PARTÍCULAS (Bombardeo-Gene Gun)

Disparar las partículassobre los tejidos.

Introducción en un embrión en desarrollo

Nacimiento de quimeras.

cruzamientos

No transgénico

UTILIZACIÓN DE CÉLULAS MADRE

Modificación de células madre

100% transgénico

UTILIZACIÓN DE LA CLONACIÓN

descendiente100% transgénico

Células modificadas

Introducción del núcleo de las células modificadas en un óvulo anucleoado

Estimulación “in vitro” del desarrollo del óvulo

implantación en madre

ADN T

Genes vir

Por medio de bacterias

Se infectan hojas con la bacteria

Se fragmenta la hoja y se transfiera a placas de cultivo

Medio de cultivo con hormonas del crecimiento y kanamicina

Gen Bt

Gen Kan-RGen Bt

terminadores

Ti recombinante

Plásmido Ti

sin T-DNA

Plantas en crecimiento portadoras de los genes Bt y Kan-R

PLASMIDO RI (Agrobacterium ryzobium) produce multiples raices

Clases de Alimentos transgénicos

ORIGEN EJEMPLOVEGETAL: plantas transgénicas resistentes al ataque de viroides, bacterias, virus, hongos e insectos.

Maíz transgénico que resiste al ataque. del taladro y sintetiza proteínas

ANIMAL: seres animales que portan copias del gen de la hormona de crecimiento, resultan leches enriquecidas en fármacos y ganan tamaño.

Salmones y mamíferos donde sus leches tiene bajo contenido de lactosa.

FERMENTADO:por medio de ingeniería modificadas con genes exógenos, recortando tiempos de maduración del nuevo alimento.

Bacterias lácticas y levaduras de uso agroalimentario.

Mejora genética de los alimentos

• Aumentar el rendimientoMejorar la productividad, aumentando la capacidad productiva potencial

de los individuos.Mejorar la resistencia, obteniendo genotipos resistentes a plagas,

enfermedades y condiciones ambientales adversas (sequías, alta salinidad).Retardar la maduración de frutos.Mejora de calidad, atendiendo, por ejemplo, al valor nutritivo de los

productos vegetales obtenidos.

• Extender el área de explotación, adoptando las variedades de las especies ya cultivadas a nuevas zonas geográficas con características climáticas o edafológicas extremas, como ocurrió con el trigo en los países nórdicos europeos.• Domesticar nuevas especies, transformando las especies silvestres en cultivadas con utilidad y rentabilidad para el hombre. • Plantas hipoalergénicas.• Árboles con mayor contenido celulósico

País CultivoUSA Soja, maiz,algodón,canolaArgentina Soja maiz,algodónCanada soja, maiz,canolaChina algodónSudafri maiz,algodónAustrali algodónMexico algodónBulgaria maizRumaniasoja, patataEspaña maizAlemania maizFrancia maizUruguay maiz

ESPECIES VEGETALES TRANSGÉNICAS

-resistencia a plagas de insectos-resistencia a herbicidas-fijación N en no leguminosas-aumento valor nutritivo-maduración controlada

ALGUNOS TIPOS DE PLANTAS TRANSGENICAS COMERCIALIZADAS

RESISTENCIA (Bt) A INSECTOSOrigen Genes Tóxico paraBacillus Cry(A)a,b y c, Cry1B y D, CryA1C Ledidópterosthuringiensis. CryII, CryV Lepidópteros y coleopteros

CryIII Coleoóteros CryIV Dípteros

Efectos de la infestación por insectos en copos de algodón Bt (derecha) y no Bt (izquierda). Fuente: USDA

Maíz híbrido Bt (izquierda) y un híbrido sensible al barrenador europeo del maíz (derecha). (Monsanto)

Patatas y tomates transgenicos (Bt)

SS SS SS RS SS SS

SS SSSS RS SS SS

SS SSSS RS SS SS

Susceptibilidad y ResistenciaLa mayoría de las larvas son homocigotas para el gen de la sensibilidad (SS) y no se desarrollaran en maiz transgénico. Sin embargo un % de ellas serán heterocigotas (RS) para el gen de la resistencia e infectarán y se desarrollarán en el maiz transgénico

RSRS

RS SS RR

Maiz Bt sin “refugio”

RS

Tolerancia a GlifosatoObjetivo: Transformar plantas sensibles en

altamente tolerantes, para su aplicación directa

5-enolpiruvil-sikimato-3fosfato sintetasa

Glifosato (Roud up) Tabaco, algodónGlifosinato (Basta) Maíz, Soja

-plantas con gen ESPS mutante que produce enzima herbicida resistente

Otras posibilidades:-introducir gen capaz de degradar herbicida (fosfonotricina acteil transferasa (gen bar de Striptomyces hygroscopicus) inhibe acción de glufosinato que a su vez inhibe síntesis de glutamina)

-amplificar expresión del gen normal.

TOLERANCIA A HERBICIDAS

ALGUNOS TIPOS DE PLANTAS TRANSGENICAS COMERCIALIZADAS

TOLERANCIA A HERBICIDASOrigen Genes Tolerancia a Agrobacterium sp cepa CP4 CP4 EPSPS glifosatoStreptomyces hygroscopius Bar PPT (Phosphinothricin)

Bt + HERBICIDAS

soja infestada por malezas (izquierda) y soja Roundup Ready® (Monsanto)

RESISTENCIA A LAS HELADAS Proteína codificada por pez antártico Zoarces americanus que impide congelación de su plasma

ArbolesAlamo, eucalipto, abeto, frutales-resistencia insectos-resistencia herbicidas-menos lignina

!!!!Tabaco sin nicotina!!!!!

Resistencia a enfermedades calidad de las uvas para vino y de mesa

Te y café-Maduración simultánea de los granos -!!descafeinados!! en forma natural

                                                                      

TRANSGÉNICOS: la otra forma de mejorar

fecundación

Introducción del ADN foráneo

opAFP GHcDNA opAFP3’

Elección de mosaicos en línea germinal

Salmón patentado “Adquadventage” h. crecimiento+ p. anticongelante

Especie Gen introducido Efecto deseado y comentarios País

S.AtlánticoAFP AFP Salmón GH

Tolerancia a bajas temperaturas Crecimiento potenciado y eficiencia en función del alimento

USA, Canadá

Salmón plateado (Coho)

GH + AFP de salmón real

Después de 1 año, aumento del crecimiento de entre 10 y 30 veces

Canadá

Tilapia AFP Salmón GHCrecimiento potenciado y eficiencia en función del alimento; herencia estable

Canadá, U.K.

Tilapia GH de tilapia +Crecimiento y herencia estable Cuba

Salmónlisosoma arco iris y gen pleurocidina de lenguado

Resistencia a enfermedades, aún en etapa de desarrollo

USA, Canadá

Róbalo listado (Striped Bass)

Genes provenientes de insectos

Resistencia a las enfermedades, primeras etapas de investigación

USA

Siluro o Coto punteado

GHPotenciación del crecimiento del 33% en condiciones de cría piscícola

USA

Carpa GH de salmón y humanos

Potenciación del crecimiento del 150% en condiciones de cría piscícola; mayor resistencia a las enfermedades; tolerancia a bajos niveles de oxígeno

China, USA

Oreja de mar GH de salmón plateado + varios promotores

Crecimiento potenciado USA

OstrasGH de salmón plateado + varios promotores

Crecimiento potenciado USA

RIESGOS ASOCIADOS A LA UTILIZACIÓN DE PLANTAS TRANSGÉNICAS

• Fuga de genes > intraespecífica

posible reducción de la biodiversidad> interespecífica

riesgo de crear nuevas resistencias en malas hierbas

• Transferencia de genes a bacterias del intestino humano

• Toxicidad por nuevas (o más abundantes) sustancias presentes en alimentos transgénicos

• Alergenicidad de los alimentos transgénicos

• Transferencia de genes a bacterias del suelo o a nuevas especies no transgénicas cultivadas en la misma superficie a través de los residuos o exudados de plantas transgénicas

• Nuevas resistencias en bacterias, insectos y otros organismos que utilicen como alimentos las plantas transgénicas

• Nuevas especies de virus (recombinación, heteroencapsidación)

Gracias por la atención

FIN

Horacio Javier Schunk