Recursos tecnicos, tecnologicos y de infraestructura, Manipulación genetica

1. B I O T E C N O L O G I A Y M AN I P U L A C I O N
G E N E T I C A
RECURSOSO TECNICOS,
TECNOLOGICOS Y DE
INFRAESTRUCTURA

2. VOCABULARIO
• GM: plantas transgénicas
• Cloroplastos: son los orgánulos celulares que en los organismos eucariontes foto sintetizadores se
ocupan de la fotosíntesis.
• Angiospermas: comúnmente llamadas plantas con flores (taxón Magnoliophyta o Angiospermae),
son las plantas con semilla cuyas flores poseen verticilos o espirales ordenados
de sépalos, pétalos, estambres y carpelos, y los carpelos encierran a los óvulos y reciben el polen sobre
su superficie estigmática en lugar de directamente sobre el óvulo como en las gimnospermas.
• Gimnospermas: son plantas vasculares y espermatofitas, productoras de semillas.
• Totipotentes: es la potencia celular máxima, que le confiere a la célula la capacidad de dirigir el
desarrollo total de un organismo
• Genoma: Conjunto de genes y disposición de los mismos en la célula
• Poliploidia: fenómeno por el cual se originan células, tejidos u organismos con tres o más juegos
completos de cromosomas de la misma o distintas especies o con dos o más genomas de especies
distintas
• Monocotiledones: son un grupo de angiospermas que se caracterizan por presentar un solo cotiledón en
su embrión en lugar de 2 como las dicotiledóneas
• semillas híbridas:
• OGM: organismo genéticamente modificado
• Génica:
• Explanto:
• Dicotiledóneas:

3. • Los vegetales constituyen el componente nutricional
más importante para la humanidad y son la fuente de
multitud de materias primas.
• Hoy día, se cultivan una gran variedad de especies
vegetales de interés agrícola y comercial modificadas
genéticamente (plantas GM llamadas también plantas
transgénicas) y la extensión de estos cultivos en el
mundo crece de forma exponencial.

4. IMPORTANCIAS DE LAS PLANTAS
PARA LA ALIMENTACION
• Las semillas desde el punto de vista nutritivo son un
almacén muy concentrado de proteínas, aceites,
carbohidratos y vitaminas.
• Todos los seres vivos del planeta dependen para su
alimentación de las plantas.
• Para los seres vivos las plantas son indispensables ya
que la energía de la luz solar entra a la biosfera a través
de los cloroplastos de las plantas, y el carbono y otros
elementos fundamentales para la vida como el nitrógeno
y el azufre se incorporan a los ecosistemas como
moléculas orgánicas gracias a que son asimilados por
las plantas.

5. • Las plantas están en la base de las cadenas alimentarias.
• Se estima que alrededor de una 80000 especies de plantas
son comestibles, de las cuales los humanos únicamente
cultivamos 300, aunque sólo 12 de ellas podemos considerar
que son esenciales para la alimentación de la humanidad, y
tan sólo 3, arroz, maíz y trigo, pueden ser consideradas como
la base de la alimentación mundial.
• importancia alimenticia, las plantas han representado para la
humanidad una fuente fundamental para la obtención de
muchos otros compuestos: fibras vegetales para el vestido y
la construcción, compuestos para la salud, tintes, cosméticos.

6. UNAS BASES DE BOTÁNICA
• La mayor parte de las plantas que el ser humano cultiva y
explota, así como las semillas y frutos que consume
proceden de las plantas que los botánicos denominan
ANGIOSPERMAS y de las GIMNOSPERMAS.
• Las Angiospermas son actualmente las plantas con más éxito
y sus más de 235.000 especies dominan el planeta, aunque
no siempre en la historia de la Tierra fue así ya que su
aparición es muy reciente, unos 180 millones de años según
el registro paleontológico.
• Se han adaptado a todos los ambientes y presentan una
amplia variedad de formas y tamaños, desde las pequeñas
plantas herbáceas de los pastos y praderas con diminutas
flores, a las plantas con grandes y llamativas flores hasta los
gigantescos árboles de los bosques.

7. CLASES DE ANGIOSPERMAS
• las monocotiledóneas, que son generalmente plantas
herbáceas con hojas largas y estrechas, con
nerviaciones paralelas, entre las que se incluyen los
pastos, los lirios, la cebolla, las palmeras, y los cereales
cuyas semillas son fundamentales para el alimento de la
humanidad como son el trigo, arroz y maíz.
• las dicotiledóneas que son más diversas e incluyen
muchas más especies (al menos 180.000), entre las que
podemos citar, por ejemplo, el roble, los girasoles, los
cactus, los arándanos, el tomate.

8. MODIFICACION GENETICA DE LAS
PLANTAS
• El hombre ha modificado durante miles y miles de años
el contenido genético de multitud de plantas de interés
agrícola, en un proceso de domesticación largo y
acumulativo, basado en cruces, incluso entre especies
diferentes, y en la selección posterior de semillas, con
unas prácticas que con el tiempo se fueron haciendo
cada vez más sofisticadas.
• Las nuevas tecnologías de ingeniería genética no han
hecho sino acelerar la velocidad de este proceso.

9. INGENIERIA GENETICA: FACTORES
IMPORTANTES
1. Intereses económicos:
- financiación destinada a la investigación para la mejora en la
producción de frutos y semillas de interés para la
alimentación humana y ganadera, con mejores cualidades y
mayor rendimiento.
2. Menor dificultad para obtener plantas transgénicas:
-Las plantas tienen una gran capacidad regenerativa.
- Muchas células vegetales son “totipotentes”
- variedad de líneas portadoras de mutaciones
3. Menor rechazo social que la manipulación genética en
animales

10. INCONVENIENTES DEL DESARROLLO
DE LA MANIPULACION GENETICA
• Muchas plantas presentan un genoma muy grande, con
frecuencia debido a su poliploidía, lo que dificulta mucho
la experimentación genética.
• se producen células heterogéneas debido a una
variación somatoclonal, frecuente en plantas, lo que
crea graves problemas para esta experimentación.
• las plantas monocotiledones resultan difíciles de
transformar

11. HISTORIA
1910
El comienzo de
la selección y
mejora clásicas
con base
científica
1950
Se obtiene la primera
generación de plantas
procedentes de un
cultivo invitro
1968
Introducción de
semillas hibridas en
los países del tercer
mundo
1973
Primer OMG
1983 primera
planta GM
1986 Primer
OMG en el
campo
1994 primer
OGM en el
mercado

12. ESTRATEGIAS PARA LA MODIFICACION
GENETICA DE PLANTAS
ADICCION GENICA
• Cuando se pretende
que la planta adquiera
una nueva
característica o
propiedad para lo cual
hay que añadir
nuevos genes.
SUPRESION GENICA
• Se trata de eliminar
alguna característica
o propiedad no
deseada, para lo cual
hay que eliminar la
acción del gen o los
genes de la propia
planta responsables
de la misma.
ESTRATEGIAS ALTERNATIVAS

13. PASOS PARA UNA MODIFICACION
GENETICA
Cultivar
posteriormente
las células
transformadas y
lograr regenerar
la planta
completa.
Disponer de un
método adecuado
para transferir la
construcción
génica al interior
del núcleo de la
célula
Diseñar y obtener
la construcción
génica que se va
a utilizar
Disponer de
células en cultivo
de la especie
para transformar

14. ESTRATEGIAS
CULTIVOS DE CELULAS
VEGETALES
• Se debe partir de
pequeñas piezas de
tejido denominados
explantes capaces de
una rápida proliferación
TRANSFORMACION DE
LAS CELULAS
VEGETALES
• Las células tienen por
fuera de la membrana
plasmática una fuerte
pared de celulosa, que
supone un verdadero
obstáculo físico para la
entrada de genes.
–liberar a la célula de
esta barrera física
– diseñar sistemas que
dirijan el DNA al interior
de la célula incluso en
presencia de la pared
DISEÑO DE LA
CONSTUCCIONES
GENETICA
• Para modificar
genéticamente una planta
se requiere introducir
genes exógenos en el
interior del núcleo de una
célula vegetal y para ello
hay que recurrir a
vectores que transporten
el gen o los genes, o
utilizar técnicas que
permitan la introducción
directa del transgen, es
necesario diseñar la
construcción de DNA
adecuada.

15. TRANFERENCIA DE GENES CON
VECTORES ESPECIFICOS DE PLANTAS
EL PLASMIDO TI
• Consiste en utilizar
vector para los genes
faroneos el
PLASMIDO TI(tumor-
inducing) de la bacteria
AGROBACTERIUM
TUMEFACIENS, esta
es una bacteria gram
negativa del sueño,
capaz de infectar de
forma natural a una
gran variedad de
especies diferentes del
grupo de las
dicotiledóneas.
EL PLASMIDO RI
• El plásmido RI(root
inducing) de la bacteria
AGROBACTERIUM
RYZOBIUM, cuya
utilización sigue
básicamente el mismo
proceso que TI; Este
plásmido cuando
infecta una planta
produce raíz de
cabello, o aparición de
múltiples raíces por
una proliferación
desordenada de las
células de la raíz
VECTORES VIRICOS
• También algunos virus
de plantas pueden ser
utilizados como
vectores de genes
faroneos. Si son
adecuadamente
manipulados son
capaces de transportar
un DNA como pasajero
al interior de la célula
vegetal

16. TRANSFERENCIA DIRECTA DE GENES
Permeabilización de
membranas
Permeabilización de membranas - La
electroporación, que consiste en la
apertura de poros en la membrana por
tratamiento con impulsos eléctricos
controlados. Utilizando campos de
entre 200 y 600 V/cm se consigue
transferir DNA extraño a células de
arroz y de maíz con rendimientos
bastante buenos.
• - La permeabilización química , por
ejemplo con etilen glicol.
• - La permeabilización con
ultrasonidos.
• - También se utilizan liposomas para
transportar DNA al interior de las
células
Biobalística
• Otras técnicas más sofisticadas son
las conocidas como biobalística que
incluyen el uso de “pistolas
génicas”.
• Estas técnicas se basan en la
utilización de micro esferas de
metales, como oro o tungsteno, de
0,4 a 4 µm de diámetro, recubiertas
del DNA que se desea introducir
que es precipitado sobre ellas con
cloruro cálcico, y que se disparan
sobre las células, o bien el uso de
micro proyectiles que llevan dentro
gotitas del DNA a transfectar en
solución

17. MEJORAS DE LAS PROPIEDADES DE
LOS CULTIVOS
1. Aumento de la eficiencia del metabolismo
2. Aumento del valor nutritivo
3. Maduración controlada de frutos y flores
4. Resistencia a condiciones ambientales extremas

18. MEJORAS DEL RENDIMIENTO EN LOS
CULTIVOS
1. Resistencia a plagas de insectos
2. Resistencia a enfermedades víricas
3. Resistencia a hongos y bacterias
4. Resistencia a herbicidas