1) El documento trata sobre la aplicación de la biología celular y la ingeniería genética en la manipulación y modificación de alimentos. 2) Se describen diferentes métodos para introducir material genético en células vegetales y animales, como el uso de plásmidos, Agrobacterium tumefaciens y biobalística. 3) También se mencionan algunos organismos genéticamente modificados usados en la industria alimentaria y sus aplicaciones.

1. Facultad de Ciencias Químicas
QUÍMICA DE ALIMENTOS

2. Aplicación de
la Biología
Celular

3. La manipulación de alimentos consiste en la
manipulación de células de animales y vegetales.
Las características de cualquier ser vivo esta
determinado por los genes contenidos en el
cromosoma de las células.
Los alimentos modificados genéticamente son
alimentos a los que se les han modificado sus
rasgos genéticos hereditarios, añadiéndolos otros
materiales genéticos.

5. Los plásmidos son moléculas de ADN
circulares, originalmente aisladas de
bacterias Estas bacterias se denominan
recombinantes o genéticamente
modificadas.
El plásmido recombinante puede
aislarse de estas colonias y
transferirse a otras células. Por esta
metodología es posible introducir
genes de interés en todo tipo de
células.

6. En resumen la bacteria no es patógena per se
porque no segrega ninguna toxina que disuelva las
paredes celulares. El segmento ADN-T está
delimitado en ambos extremos por unas secuencias
determinadas de nucleótidos que actúan a modo de
señales. La señal "promotor" al principio y la
"terminador" al final.

7. Bacillus thruringiensis es una bacteria
grampositiva del suelo que en los estadios de
esporulación produce unos cristales de
proteínas de propiedades insecticidas. Al
creerse que la bacteria era el causante de la
muerte del insecto, sugirió la idea de recurrir
a B. thuringiensis .
M.D. Chilton en 1983 obtuviera
las primeras plantas transgénicas
de tabaco utilizando
Agrobacterium tumefaciens. Le
siguieron otros experimentos en
diversos laboratorios de Europa y
América con el tomate y la
patata.

8. Transferencia genética con el "cañón de partículas" (Biobalística)
Sanford y E. Wolf tuvieron la idea de bombardear células vegetales con ADN y
como éste es una molécula flexible y frágil decidieron enganchar ADN a
micropartículas metálicas. En presencia de cloruro de calcio y espermidina el ADN
queda adherido a las micropartículas metálicas por interacciones no covalentes.

9. En la industria alimentaria se ha aplicado esta técnica en cultivos de duraznos,
plátanos, melones y papayas para mejorar y realzar su sabor. También es
utilizada en tomates para hacer más lenta su maduración y en algunos granos
para hacer las plantas más resistentes a los herbicidas.

10.  Los organismos que se pueden utilizar como alimento y que han
sido sometidos a ingeniería genética ( por ejemplo, plantas
manipuladas genéticamente que se cosechan).
 Alimentos que contienen un ingrediente o aditivo derivado un
organismo sometido a ingeniería genética.
 Alimentos que se han producido utilizando un producto auxiliar
para el procesamiento ( por ejemplo, enzimas) creado mediante la
ingeniería genética.

11. Producción de nuevas variedades que:
• Sobrevivan a sequías, heladas y otras
condiciones ambientales adversas.
• Resistan a plagas y enfermedades.
• Toleren herbicidas y plaguicidas.
• Tengan menores costes de almacén,
transporte, etc.
• Sean productos auxiliares sustitutos
de los tradicionales.
AGRO – ALIMENTACIÓN

12. Hasta ahora se han secuenciado totalmente
más de 500 genomas distintos y hay muchos
proyectos de secuenciación en marcha.
LOS GENOMAS DE ORGANISMOS VIVOS DE
INTERÉS AGRO - ALIMENTARIO
Algunos de ellos se refieren a animales,
plantas o microorganismos de relevancia
alimentaria.
El arroz, la levadura panadera, la bacteria
Bifidobacterium bifidum (usada en muchos
productos pro bióticos) o patógenos
responsables de toxiinfecciones alimentarias
como Escherichia coli.

13. El conocimiento de los genes que componen el
genoma de estos organismos permite conocer
sus genes clave para así definir estrategias de
mejora por genética clásica o por ingeniería
genética, esto permite descubrir nuevas
funciones fisiológicas con impacto nutricional.

14. Una nueva técnica de secuenciación basada en el
empleo de nanomateriales
Por ejemplo

15. APLICACIÓN EN ALIMENTACIÓN Y
NUTRICIÓN
Por ejemplo

17. BENEFICIOS DE LAS PLANTAS TRANSGÉNICAS
Resistencia a insectos.
La introducción de genes Bt en las plantas hace que éstas sean "naturalmente"
resistentes a las principales plagas que atacan los cultivos y producen grandes
pérdidas en la producción. La ventaja de las proteínas tóxicas Bt (provenientes de
los genes cry) es que atacan solamente a ciertos grupos sensibles.

18. Resistencia a herbicidas.
La construcción de plantas resistentes al efecto de los herbicidas, posibilita
eliminar con facilidad las malezas que crecen en los campos de cultivo. La
selectividad de resistencia hace que sea posible aplicar el herbicida a todo el
campo de cultivo y matar a las malezas pero no a las plantas de interés
económico.

19. Producción de frutos más resistentes.
El primer transgénico que salió al mercado fue el tomate "Flavr–Savr" de Calgene,
el cual posee un gen artificial que genera un RNA de antisentido que inhibe la
producción de la proteína responsable de la senescencia del fruto. Esta tecnología
permite almacenar y tener más tiempo de exposición al ambiente de muchos
frutos sin que se ablanden y se malogren.

20. 1.Uso de un vector vivo
El método se basa en el empleo
de un vector vivo que lleve el
material genético a la célula
blanco. Existen dos formas de
introducir material genético por
esta vía:
a) Mediante virus
genéticamente modificados
(que llevan los genes de interés
en lugar de los genes
estructurales), los cuales
insertan su genoma en el DNA
celular para la replicación y de
esta manera se consigue la
expresión de los genes foráneos.

21.  b) El mecanismo natural de
infección de la bacteria del suelo
Agrobacterium tumefaciens que
introduce un gen de su plásmido
en las células de la planta
infectada. Este gen se integra en
el genoma de la planta
provocándole un tumor o agalla.
Lo que se hace con A.
tumefasciens, es crear una cepa
recombinante de ésta (con los
genes de interés) y se induce la
formación de tumores, en los
cuales se encuentran células
modificadas por la interacción,
se aíslan estas células y a partir
de ellas se genera el individuo
transgénico.

22.  Son células vegetales a las que
se les ha liberado de la pared
celular. De esta manera queda
eliminada la barrera principal
para la introducción de genes
foráneos. Puede realizarse
una transferencia directa de
genes mediante la fusión de
protoplastos (la célula vegetal
sin la pared) mediante
químicos como el PEG
(polietilenglicol), de donde se
obtienen híbridos nucleares y
luego células transgénicas por
recombinación; para este in
también puede emplearse
liposomas

23.  Consiste en bombardear las células
con partículas metálicas
microscópicas recubiertas del DNA
que se desea introducir. estos
métodos consisten en inyectar el
material genético foráneo al núcleo
de la célula mediante equipo
sofisticado. Los métodos de
microinyección tienen mayor
eficacia que los de macroinyección
por la focalización dirigida de la
inserción. Microcañón o cañón de
partículas que consiste en
bombardear tejidos de la planta con
micropartículas metálicas cubiertas
del fragmento de ADN que interesa
se integre en el ADN de la planta. Es
el procedimiento que más éxitos ha
conseguido y el que promete más
avances.

24. A) Los insecticidas Bt y similares.
B) Producción de súper plagas.
C) Interacción ecológica negativa.

25.  Las proteínas Cry de Bt
se cristalizan en los
granos de polen (aunque
éste sea polen estéril) y
son dispersadas por el
viento y resultan tóxicas
para otros insectos
cercanos a las plantas.

26.  La aparición de malezas
resistentes a los herbicidas
ocasionará inicialmente que
se tengan que emplear
mayores cantidades de
agroquímicos, que tienen un
fuerte impacto tóxico sobre
los demás componentes del
agroecosistema, y
posteriormente se harán
totalmente resistentes y no
habrá manera de controlarlas
y las pérdidas que
ocasionarán serán muy
grandes, así como los daños al
ecosistema (degradación).

27.  La adición de nuevas
características a las plantas
puede representar en
algunos casos que se
rompan asociaciones
naturales con otras formas
de vida (por ejemplo, los
polinizadores), y que
gracias a esto se cambien o
rompan los ciclos normales
de funcionamiento
ecológico, afectando a todo
el ecosistema

28. Seres
humanos
Medio
Ambiente

29. ALERGIAS
Alteraciones
proteínas
Reacción
EJEMPLO:

30. RESISTENCIA
ANTIBIÓTICOS
TRACTO
INTESTINAL

31. TOXICIDAD
Transferencia de
genes
Resistencia

32. La liberación de seres alterados genéticamente
a la naturaleza
• Cambios especies.
• Bacterias y enfermedades más agresivas y
resistentes.
• Disminuirse cantidad y calidad de insectos.
• Perdida de biodiversidad.
• Desgaste del suelo.

33. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS
 TAMAÑO
 SABOR Y OLOR
 FORMA
 COLOR NATURAL
 Evitar trastornos
 Propiedades del alimentos
 Aplicación de químicos envenenamiento
 Valor nutritivo
 Riesgos
TRANSGÉNICO VERSUS
ORGÁNICO

34. ETIQUETADO
Obligatorio
modificadas
GUÍA ROJA Y
VERDE
NO
modificadas

35. A.- Alimentación
Actualmente hay una gran variedad de alimentos
transgénicos que benefician a los productores como
tener productos en menor tiempo o tolerantes a
factores abioticos.Tambien benefician a los
consumidores como el hecho de producir cereales con
mayor contenido de aminoácidos, todo esto basado en
el conocimiento de los genes .

36. Aeromonas
hydrophila
Gastroenteritis,
septicemia Pescados, mariscos, cordero, ternera, cerdo y aves.
Bacillus cereus Intoxicación Carnes, leche, verduras, pescado, arroz, salsas, sopas.
Campylobacter jejuni
Campilobacteriosi
s Pollo crudo, leche no pasteurizada, agua no clorada.
Clostridium botulinumBotulismo Alimentos en conserva, includos vegetales, carnes y sopas.
Clostridium
perfringens Intoxicación
Comidas preparadas no refrigeradas como carne y productos
cárnicos y salsas.
Escherichia coli
O157:H7 Intoxicación
Carne poco cocinada, zumos de frutas no pasteurizados, salami,
quesos curados.
Escherichia coli
enteroinvasiva Disentería bacilar Hamburguesas y leche no pasteurizada.
Listeria
monocytogenes Listeriosis
Leche, quesos no curados, helados, verduras crudas, carnes crudas y
pescados ahumados.
Salmonella spp. Salmonelosis
Carnes crudas, huevos, aves, leche y lácteos, pescado, gambas, salsas
y aliños, crema pastelera, mantequilla de cacahuete y chocolate.
Shigella spp. Disentería bacilar Ensaladas, verduras crudas, leche y lácteos, aves.
Staphylococcus
aureus Intoxicación
Carne y derivados cárnicos, aves, huevos, ensaladas, productos de
panadería y pastelería, leche y lácteos.
Vibrio cholerae Cólera Agua contaminada, mariscos.
Yersinia enterocolitica Intoxicación Carnes, ostras, pescado y leche cruda.

38. Virus (familia) Enfermedad Huésped principal
Picornaviridae Fiebre aftosa Bovino, ovino, caprino, porcino
Enfermedad vesicular porcina Porcino
Reoviridae Lengua azul Ovino (bovino y caprino)
Peste equina Equino
Orthomyxoviridae Influenza aviar Gallina y pavo
Enfermedad de Newcastle Ave
Paramyxoviridae Peste bovina Bovino
Poxviridae Dermatitis nodular contagiosa Bovino
Viruela ovina y caprina Ovino y caprino
Togaviridae Diarrea viral bovina Bovino
Rhabdoviridae Estomatitis vesicular Bovino, porcino, equino
Arteriviridae
Síndrome respiratorio y reproductivo
porcino Porcino
Asfarviridae Peste porcina africana Porcino
Flaviviridae Peste porcina clásica Porcino
Caliciviridae Mixomatosis Conejo
Rhabdoviridae Necrosis hematopoyética Salmónidos

39. Virus Enfermedad
Brotes relacionados
con el consumo de
agua y alimentos
Tipo Norwalk Gastroenteritis
Nº muy elevado.
Clara evidencia
en ambos casos.
Hepatitis A Hepatitis A
Hepatitis E Hepatitis E
Nº reducido.
Muy frecuente
en aguas. (pocos
datos en
alimentos)
Astrovirus Gastroenteritis infantil
Nº reducido.
Evidencia
limitada.
Rotavirus Gastroenteritis infantil
Parvovirus Gastroenteritis

41. Clostridium
botulinum
Exoneurotoxinas A,
B, E, y F.
Conservas vegetales y de pescado, carne, jamón,
rellenos.
Clostridium
perfringens Enterotoxina Carne, productos cárnicos y salsas.
Staphylococcus
aureus
Enterotoxinas A, B,
C, D, E
Carne cocinada, salsas, huevos, ensaladas,
productos de panadería rellenos.
Bacillus cereus Enterotoxina
Carne, leche, verduras, pescado, arroz, salsas,
sopas, ensaladas.
Escherichia coli
O157:H7
Toxinas shiga y
verotoxinas
Hamburguesas, zumos de frutas no pasteurizados,
salami, lechuga, quesos, leche cruda, carne de
caza.
Shigella
dysenteriae
Neuroenterotoxina
y toxina shiga
Ensalada de patata, atún, gambas, macarrones y
pollo, vegetales crudos, lácteos y aves.
Yersinia
enterocolitica Enterotoxina
Carnes de pollo, ternera y cordero, ostras, pescado
y leche cruda.
Vibrio cholerae Enterotoxina
Mariscos recogidos de aguas contaminadas con V.
cholerae poco cocinados.

42. Otra aplicación interesante de alguno de estos sistemas es
la posibilidad de ser incluidos en los procesos productivos
sin afectar al normal desarrollo de la producción y
permitiendo una monitorización en tiempo real, como
ocurre en el caso de algunos biosensores aplicados a
procesos de fermentación.
Sin embargo, estas tecnologías comportan una serie de
riesgos potenciales no sólo medioambientales, sino
también para la salud humana, y por tanto a tener en
cuenta desde el punto de vista de la seguridad
alimentaria.

43. La conservación de alimentos es uno de los aspectos clave de la
seguridad alimentaria. Son dos las contribuciones que la
biotecnología hace a este campo: las bacteriocinas y la
prolongación de la vida útil de frutas.
Bacteriocinas
Las bacteriocinas son péptidos de origen microbiano, de
pequeño tamaño, con propiedades antimicrobianas y un gran
potencial como agentes conservantes naturales en alimentos.
Las más
conocidas son la nisina, la pediocina y la lactococcina.

44. La prolongación de la vida útil de frutas incide de forma indirecta
en la seguridad alimentaria, a través de la obtención de productos
más resistentes a la contaminación bacteriana, por tener inhibido
el proceso de maduración. Las estrategias para conseguir este
retraso en la maduración son diversas. Por un lado, se han
obtenido plantas transgénicas con genes que intervienen en la
estructura de la pared, confiriendo a los frutos una mayor
resistencia física y una protección frente a la infección bacteriana.
Mediante tecnología anti sentido se han logrado plantas en las
que se consigue el bloqueo de la síntesis de etileno, hormona
responsable de la maduración

45. ECUADOR
Según la
constitución:
Articulo 401: Se declara al ecuador libre de cultivos y semillas
transgénicas. excepcionalmente y solo en caso de interés nacional
debidamente fundamentado por la presidencia de la republica y
aprobado por la asamblea nacional se deberán introducir semillas y
cultivos genéticamente modificados. el estado regulará bajo estrictas
normas de bioseguridad el uso y desarrollo de biotecnología.
ETIQUETADO

46. Agradecemos su
ATENCIÓN… !!!