1. Biotecnologia
Vegetal
UNIVERSITA DEGLI STUDI DI MILANO
Dott.ssa Cucchetti Katrin Susan,
Lic. Biologia Molecolare della cellula

2. Introducción
Bios = vida technos =
herramientas
logos = estudio
a cerca de
Todas las herramientas que se utilizan para el
estudio de la vida

3. Desde la Antigüedad la biotecnología ha sido parte de
nuestra vida:
• Al fermentar uvas obtenían vino.-
• Al fermentar el jugo de los cereales obtenían la
cerveza.-
• Al fermentar de lo jugo de la manzana para obtener
la sidra.-
En todos los procesos intervienen microorganismos,
que transforman los componentes del jugo de fruta
o de cereal en alcohol.-
La biotecnología es parte de nuestra
vida y historia

4. Había una vez….
8000- 4000 AC
Los hombres empiezan
a sembrar plantas y a
domesticar animales
2000 AC
La biotecnologia
empieza a ser usada
para la lievitacion del
pan y la fermentación de
vino y quesos en Egipto
100 AC en China se
descubre el primer
insecticida. El polvo del
Crisantesmo
1797
Eduard Jenner, por
primera vez entiende
el concepto de la
vacuna
1830 - 1833
Se descubren las
proteínas y la primera
enzima es aislada
1857
Louis Pasteur, propone
la teoria que los
microrganismos son
responsable de la
fermentaciòn.
1859
Charles Darwin propone
la teoria de la evolución y
de la selección natural
1865
Gregory Mendel,
descubre la leyes a
la base de la
herencia genetica.
Nace la ciencia de la
genetica

5. la biotecnologia desarrollandose con el
histroria humana
1915
Se descubren
los fagos
1928
Sir Alexander Fleming
Discubre la penicilina
casualmente a partir de
moldes de Penicillum
1944
Avery, McLeod y McCarty,
prueban que el ADN
transmite informaciones
1953
Watson y Crick sobre las bases
de datos obtenida por
R.Frankling, esplicán la
estructura del ADN
1955
Sanger esplica la
estructura de la
Insulina humana
1958
El ADN sesintetiza en
tubos por primera vez,
el cambio de un
aminoacido produce la
células a falce
1966
El código
genetico es
decodificado.

6. De la antiguedad hasta nuestros dias
1971
La primera enzima de
restricciòn viene
descubierta.
1973 Cohen y Boyer
perfeccionan la tecnica
de ingenieria genetica
1975
El primer anticorpo
monoclonal a alta
especificidad viene
producido por Kohler y
Milstein
1981
El primer animal
transgenico nace en
laboratorio.
1983
Kary Mullis, concibe la
PCR, La reacciòn a
cadena de la
Polimerasa.
1986
La primera vacuna sintetica
para la Epatitis B es aprobada
1987 La primera planta
trangenica es testeada en
campo (Tomato virus-
resistente
1990
Se lanza el proyecto
Genoma Humano. Es
decir mapar todo el
genoma humano.
2002
Se publica la primera
versión del genoma
1997
Dolly, se consigue
clonar el primer animal
a partir de células
adultas

7. El avento de la biotecnologia moderna
1998
Se establecen bancos
de células estaminales
2004
Copycat, el primer
animal clonado es
entregado a sus dueños
2006
La primera vacuna
recombinante contra el
Papilloma virus recibe
la aprobacion de la
FDA.
2003
El virus de la SARS
viene secuenciado 3
semanas despues su
descubrimiento.

8. La biotecnologia es parte de nuestra
vida y historia
A todo esto en la actualidad se lo conoce con el nombre de
BIOTECNOLOGIA TRADICIONAL.-
Se basa en la obtención y utilización de los productos del
metabolismo de ciertos microorganismos.
La Biotecnología Tradicional, tiene aplicación:
Industrias alimenticias
Industrias textiles
Industrias plásticas
Industria farmacéuticas
Elaboración de combustibles, detergentes

9. Hoy se conoce mucho más de cómo ocurren los procesos
biológicos y de cómo se llegan a los productos
biotecnológicos.
Esto a ayudado a desarrollar nuevas técnicas con el fin de
lograr una variedad mucho mayor de estos productos.
Todo esto dio lugar al desarrollo de la
BIOTECNOLOGIA MODERNA
Surge en la década de los ’80
Utiliza técnicas que en su conjunto se conocen como
INGENIERIA GENETICA
Se basa en la modificación o transferencia de genes de
un organismo a otro.
La biotecnologia es parte de nuestra

10. BIOTECNOLOGIA
TRADICIONAL
Empleo de organismos
para la obtención de un
producto útil para la
industria
BIOTECNOLOGIA
MODERNA
Es la que emplea las
técnicas de ingeniería
genética
BIOTECNOLOGIA
Es el empleo de organismos vivos para la obtención de un
bien o servicio útil para el hombre, e incluye la producción
de proteínas recombinantes, el mejoramiento de cultivos
vegetales y del ganado y el empleo de organismos para
limpiar el medio ambiente.
El significado de Biotecnologia hoy en dia

11. - 500g de Genetica
- 200 g de Microbiologia
-150g de Bioquimica en polvo
Despues de haber seleccionado
bien todos los ingredientes,
mezclarlo en una tortera bien
grande, con el ausilio de
Ingeniería Genética…
y no olvidarse de tener mucha
mucha paciencia..
Si no sale la primera vez sigan
intentando!
Receta para hacer la “Torta Biotecnologia”

12. Para hacer la biotecnologia: idea practica
Material genetico:
Genes/Proteínas,
fuente de
informaciones
Mecanismos, via
metabolicas /
reacciones, transmisiones
de informaciones
Proteínas como
productos para el
desarollo:
Médico, ambiental.

13. Hacer ingenieria genética:plan
1 PCR ADN
amplificación
2 ingenierizacción
de los plasmidos
3 transformación en las bacterias y
selección por RESISTENCIA
4 transformación
en A.Thumefaciens
y en plantas

14. Genética: El ADN que es realmente?
Célula en el núcleo
encontramos la
Cromatina:
ADN adentro del
núcleo celular está
en forma durmiente
conjugado con
muchas proteínas,
entre ellos los
Histones
Es decir, el ADN no
està disponible para
ser leído y usado, es
una forma de
protección

15. Del ADN a una cadena polipeptidica:
Se hace por medio de la TRANSCRIPCION
se hace una copia de las informaciones
sobre el ADN: el mARN.
Sobre el mARN tenemos todas las
informaciones para construir una
cadena polipeptidica:
EN ESTO CONSISTE EL PROCESO
DE TRADUCCION
Cada 3 bases mARN hacen un CODON
Cada CODON codifica por un
determinado Aminoacido

16. De una cadena polipeptidica a las proteínas: la magia
de la bioquímica
hemoglobina
Keratina
De los simples legames químicos entre
aminoácido llegamos a estructuras
diferentes capaz de hacer diferentes
funciones

17. Para producir en vitro una proteina nececitamos las
informaciones contenida en los genes
A.Thaliana, gene
At5g18990,
Pectinesterase PEC1:
Asì mismo es la sequencia
de bases que componen
este gene.
Para amplificar o sea obterne en laboratorio mas copias de un gene que nos interesa,
nececitamo de:
-PRIMER forward >
- PRIMER reverse <
- dNTP’s
- MgCl
--Taq Polimerasa
- Buffer
AtP_2079 CCAATCAACAATACTCATTGGTTC PEC1 FOR
AtP_2080 CTGGTAAATAGATTGGCCGC PEC1 REV

18. PCR: la reacción a cadena de la polimerasa

19. PCR: de la fantaciencia a la realidad:
M F I S G + -
M F I S G + -
1000 bp
1000 bp
500 bp
500 bp
Amplificación por PCR del
gene PEC1 en hojas,
flores, y siliquia:
Se pueden ver las bandas
en un gel elettroforesis

20. Hacer ingeníería genetica:plan
1 PCR ADN
amplificación
2 ingenierizacción
de los plasmidos
3 trasformación en las bacterias y
selección por RESISTENCIA
4 trasformación en
A.Thumefaciens y
en plantas

21. Microbiologia: gracias a lo mas pequeños descubrir la
base de la vida
Sabemos ahora como el ADN se convierte en proteínas
normalmente, sin que nosotros hacemos nada para
modificar el proceso. Como podemos volver todo a nuestro
favor para obtener proteínas útiles?
Está es la parte que compete a la
Microbiologia,
Nunca hay que olvidar que todos
somos organismos diferente y cada
uno se desarolla para sus
nececidades..
Asì que el estudio de diferentes
formas de vida siempre reserva
sorpresas

22. El ingenieria genética llega de las bacterias
Las bacterias son capaz de
transmitirse entre ellas,
informaciones por medio de un
proceso llamado Conjugación
bacterica.
Informaciones de resistencia a
un antibiotico pueden ser
pasada por un bacterio al otro
adentro de un Plásmido
Los plásmidos son moléculas de ADN extracromosómico circular o
lineal que se replican y transcriben independientes del
ADNcromosómico.

23. Los Plasmidos base del ingenieria genetica:
como funcionan?
Los plásmidos son moléculas
de ADN que contienen
informaciones, sus
caracteristicas son:
1. Tienen un ORI, origén de
replicación, se integra al
ADN bacterico y puede
traducir en proteinas sus
informaciones.
2. Tienen sitio de corte de
enzimas de resticción
3. Tienen una resistencia a un
antibiotico...

24. Producciòn de proteínas en sistemas bactericos

25. Hacer ingenieria genetica:plan
1 PCR ADN
amplificación
2 ingenierizacción
de los plasmidos
3 trasformación en las bacterias y
selección por RESISTENCIA
4 trasformación en
A.Thumefaciens y
en plantas

26. Selección por medio de resistencia al
antibiotico:Como apare una placa de coltura bacterica
LB/AMP + :
Crecimiento de colonia
de bacterias
resistentes E.Coli
LB : recimiento
confluente
E.Coli
*LB: Lurian broth, medio de cultivo; *AMP : Ampicillina, antibiotico generico;
E.Coli: Escherichia Coli, un bacterio comunemente utilizado como intermedio
del proceso de transformacion.

27. Hacer ingenieria genetica:plan
1 PCR ADN
amplificación
2 ingenierizacción
de los plasmidos
3 trasformación en las bacterias y
selección por RESISTENCIA
4 trasformación en
A.Thumefaciens y
en plantas

28. Transformación en plantas:
Agrobacterium Thumefaciens

29. Agrobacterium Thumefaciens
Plasmido contenido adentro de
Agrobaterium para la
trsformaciòn de Arabidopsis
Thaliana.
En este caso se hizo un
esperimento de genetica
inversa, es decir por medio de
los plasmido bloquear las
informaciones producida por
medio de una proteina y que
pasa en la planta.
Es una forma para descubrir que
es el compito de una
determinada proteina.

30. Transformaciòn de organismos: OGM
OGM : organismos genéticamente modificado.
Comparado con la especie que se encuentra en la
naturaleza (WT wild type) son capaz de producir proteínas
propia de otro organismo.
Porquè?
SALUD:
El Golden Rice
CULTIVOS:
El Maiz Bt;
El Algodón Bt
AMBIENTE:
Indian Mustard;
Fitomejoración

31. Como se llegò al Maiz Bt
La Ostrinia Nubilalis, una simple
mariposa, es capaz de producir hasta
mas de un million de dolares de daños
cada año en solo EU y Canada.
La mariposa, deposita sus huevos
sobre el maiz en crecimiento. Al
cumplir su ciclo de desarollo las larvas
de la mariposa empiezan a comer el
maiz y asì destroyen enteros cultivos
causando el gran daño economico.
Suerte que el Bacillus Thurigensis,
tenia un idea para solucionar el
problema….

32. Ingenierizacción del Maiz Bt

33. El Golden Rice, el “Arroz de Oro”
Un arroz ingenierizado
que solo puede satisfacer
la nececidad diaria de Vitamina A.
Vitamina que falta en todas la
poblaciones que no se alimentan
correctamente y sufren sobre todo
de cecidad y encurren en una
enfermedad llamada VAT
Profs Ingo Potrykus (formerly ETH Zurich) and Peter Beyer (University of Freiburg)

34. Biotecnologia y medio ambiente:
La Fitodepuraciòn
the use of green plant to remove pollutant from the
environment or to render them harmless” (Salt 1998)…
…El uso de plantas verdes para remover los contaminantes del
medio ambiente y renderlos inofensivos……..
Se puede usar para contaminates organicos y no organicos.
Sobre substrados que pueden ser :
Solidos (suelos)
Liquidos (Agua, rios, Lagos)

35. La Fitodepuraciòn: principio conceptual
La planta por medio de su aparato
de raices puede absorber todas las
sustancias contaminantes (tóxicas)
y por medio de su metabolismo
celular convertirla en sustancias
meno o completamente no tóxica.
Como se puede mejorar esta
técnica?
Selecciònar nuevas plantas con
caracteristicas diferentes y ùtiles;
Por medio de la ingenieria
genetica, conseguir plantas OGM
donde se incrementan los aspectos
utiles a la fitodepuraciòn.

36. La Fitodepuraciòn: plantas transgenicas
Indian mustard
Esta planta es capaz de transformar el Selenium presente
en el suelo de forma inorganica en forma organica.
En una primera etapa, consiguen captar el Selenium
como selenato o selenite, che consecuentemente es
metabolizado, atravez de la via de asimilizaciòn del
azufre en una selenocisteina SeMet, o otros metabòlita
contenente S.
Se inorganico Se organico
(aa contenenti Se)
Se volatile
APS CGS
ATP – sulfuridase
involved in the reduction
of sulfate to sulfite and
the key enzyme of the
sulfur assimilation
pathway);
Cistationina-y-sintetasa
cystathionine-γ –synthase (mediates the
conversion of (Se-)cysteine
to (Se-)cystathionine and, thus, is the
first enzyme in the pathway that
converts selenocysteine to volatile
dimethylselenide -Kim and Leustek, 1996).

37. La Fitodepuraciòn: El caso de la mostaza indiana
Indian mustard
APS
CGS
genes plásmidos
Indian mustard
APS+ CGS+
RESULTADO:
La planta ingenierizada, tiene una capacidad de sintesis
doble comparada con la planta wt*. Las enzimas limitantes
no rapresentan un límite, y la cantidad de Se inorganico
convertido en organico es mucho mayor que la parte
organicada por la planta wt.
*(wild-type, que se encuentra en la naturaleza sin alguna modificación).

38. SMT: Selenocysteine methyltransferase (the enzyme responsible
for the methylation of selenocysteine to MeSeCys in A. bisulcatus)
SMT overexpression
A. bisulcatus
(Se) hyperaccumulator
Astragalus bisulcatus
Trabajos en acto: A.Bisulcatus
En Arabidopsis la over-expression de una proteina presente en
A.Bisulcatus puede incrementar la capacidad de la planta de tolerar el
Selenium (Se) como contaminante, y la capacidad de acumularlo crece
notevolmente al aumentar el numero de proteinas STM sintetisadas.

39. Han sido proyectadas plantas ingenierizadas, sensibles a la concentracción de
Dióxido de Azufre (SO2) producido y liberado en el ambiente, por las minas en
el suelo. Si el Dióxido es presente en el suelo, las hojas de la plantas cambian
color del verde al rojo.
Se podrian utilizar estas plantas con esta sencilla tecnologia para bonificar
muchas areas en el mundo.
Bonifica de sitios contamindados:

40. Conclusiones:
Considerate la vostra semenza:
fatti non foste a viver come bruti,
ma per seguir virtute e canoscenza". »
(Dante, Inferno, vv. 112-120)
Tenemos siempre que tener en cuenta nuestra origén, no
fuimos creados para vivir como animales, si no para seguir
virtudes y conociencias

41. Conclusiones:
El mundo en que estamos viviendo ya no es lo mismo que
antes: todo cambia y todo sigue la ley de la evoluciòn.
Tenemos grandes responsabilidades en frente de lo que
vivrán en el mundo de mañana.
>>ORGANISMO GENETICAMENTE MODIFICADO si o no?<<<

42. Gracias a todos por
la paciencia y el
attención
Un gracias mas a mis ayudantes, para corregir y traducir todo :D
Gabriela, Cristian, Fabio, Mariela

43. https://www.isaaa.org/resources/publications/briefs/44/executivesummary/default.asp
https://www.biotecnologiepertutti.it
Arlotti, D., Andreotti, G., Filauro, G. 1994 “Blow out of trecate 24 crude oilwell: how bioremediation techniques are solving a
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https://www.arabidopsis.org
https://www.nature.com
Bibliografia y páginas web de intéres