Qué son los organismos genéticamente modificados (OGMs)?

Transcripción

1 Qué son los organismos genéticamente modificados (OGMs)? V Taller de Capacitación en Biotecnología y Bioseguridad de Organismos Genéticamente Modificados para Funcionarios Estatales 18 y 19 de noviembre de 2015 Secretaría Ejecutiva de la CIBIOGEM

2 OVM: organismo vivo modificado (= OGM) Cualquier organismo vivo que posea una combinación nueva de material genético que se haya obtenido mediante la aplicación de la biotecnología moderna* Cultivos GM Protocolo Cartagena, 2000; LBOGM 2005

3 Organismo Genéticamente Modificado: Cualquier organismo vivo que ha adquirido una combinación genética novedosa, generada a través del uso específico de técnicas de la biotecnología moderna. Cultivos GM (LBOGMs Artículo 3, fracción XXI)

4 BIOTECNOLOGÍA MODERNA Por biotecnología moderna se entiende la aplicación de: a.técnicas in vitro de ácido nucléico, incluidos el ácido desoxirribonucleico (ADN) recombinante y la inyección directa de ácido nucléico en células u orgánulos, o b.la fusión de células más allá de la familia taxonómica, que superan las barreras fisiológicas naturales de reproducción o de la recombinación y que no son técnicas utilizadas en la reproducción y la selección tradicional. (Protocolo Cartagena, 2000; LBOGMs 3, VI)

5 El hombre ha seleccionado y modificado a las plantas. Más de 10,000 años. Fomento del avance de la Ciencia y Tecnología. Domesticación

6 Reconoces esta raíz? La influencia de la domesticación 6

7 La influencia de la domesticación A través de la selección artificial: favoreciendo la sobrevivencia y reproducción de individuos de una especie con rasgos o atributos de interés, durante muchos años, se han domesticado numerosas plantas y animales. 7

8 Variedades Agrícolas Algunos resultados de años del trabajo de la humanidad...

9 Muchas de las variedades agrícolas comestibles más comunes se generaron inicialmente a través de procesos de selección humana favoreciendo las características deseables:

10 Silvestre Domesticado Cambios relacionados con la domesticación en plantas Cambios en el tamaño de las plantas Aumento en el tamaño de semillas o frutos Aumento en el tamaño y número de inflorescencias (cereales) y semillas Reducción o eliminación de la dispersión de las semillas Floración simultánea, Pérdida de la latencia Reducción de defensas físicas y químicas (?)

11 La Selección utiliza la variación genética Mediante la fertilización cruzada y la selección artificial el ser humano ha obtenido variedades y razas con grupos de características particulares Ancestro silvestre: lobo gris Razas domesticadas Modificación de caninos desde hace años Dibujos de los perros por Chet Jezierski, American Kennel Club 11 (

12 Los organismos domesticados También se han modificado genéticamente Pero por diferentes mecanismos, selección tradicional mejoramiento convencional

13 La mutagénesis inducida se utiliza desde mediados del siglo XX. Sustancias químicas o radiaciones. Cambios al AZAR. Diversas mejoras. Aprox nuevas variedades vegetales, 70% área de cultivo. Cambios semejantes a los que ocurren naturalmente de manera espontánea. W. Murcott mandarin (left) and Tango (right). Photo credit: T. Williams, UC Riverside. No son considerados Organismos Genéticamente Modificados (OGMs)

14 Selección artificial La cruza del mejor con el mejor esperando lo mejor Ingeniería Genética Reduce costos e incrementa rendimientos

15 Según el Convenio sobre Diversidad Biológica: Biotecnología puede definirse como "toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos". Industria Alimentaria Medicina y Farmacéutica BIOTECNOLOGÍA Biotecnología Ambiental Biofertilizantes Ingeniería Genética Biocombustibles Agrobiotecnología (CBD, 1992) Aplicaciones Diagnósticas Tratamiento de aguas y biorremediación Mejora de cultivos y selección de nuevas variedades. Aprovechando el conocimiento en Biología Molecular.

16 Primeros Organismos Modificados PRODUCTOS RECOMBINANTES Insulina Humana Interferón (a, b) Hormona del Crecimiento Eritropoyetina Interleucina-2 Lipasas Vacuna Hepatitis B Vacuna Poliomielitis Anticuerpos UTILIDAD Diabetes Leucemia, Cáncer Enanismo Anemia y Fallas Renales Inmunoterapia Detergentes Programas Salud Humana Programas Salud Humana Pruebas Diagnósticas Bacterias recombinantes productoras de Somatostatina [péptido neurotransmisor de 14 aminoácidos] (1976)

17 Cómo se expresa un gene? Transcripción Traducción DNA RNA Proteína Código para llegar a las proteínas

18 Los genes codifican para diferentes proteínas. Quiero C E O M R algo C O S E R C O C E R C O R R E R Cambia el sentido de la oración!

19 Cambios en la secuencia genómica de una especie (mutaciones, inserciones, deleciones y número de copia) se reflejan en las características visibles (fenotipo) de los individuos que la conforman. Estos polimorfismos permiten entender la variación genética entre individuos.

20 Como se genera un OGM Identificar genes que confieran las características deseadas y se integran al DNA en la bacteria, eventualmente éstas características podrán ser transferidas a la planta A T T A G T A C C G Mejor absorción de nutrientes Resistencia a plagas Producción de Vitaminas Tolerancia a sequía

21 Métodos de introducción de DNA a una célula Introducción de DNA exógeno a una célula Transformación: introducción de DNA en bacterias Transfección: introducción de DNA en plantas y animales Transducción introducción de DNA mediante vectores virales Electroporación Por choque eléctrico, apertura de poros en membrana celular y se introduce DNA Gene gun (biobalística) Partículas de oro o tungsteno, recubiertas de DNA y disparadas a embriones o células jóvenes Transformación con bacterias Algunas bacterias pueden introducir DNA a plantas en proceso de infección

22 Como se genera un OGM Utilizando esta estrategia, el (los) gen(es) deseado(s) se inserta(n) en el Genoma de las células de la planta que han sido infectada con la bacteria modificada.

23 Transformación mediada por Agrobacterium sp. Schell, Chilton, Van Montagu, Fraley, y Horsch, Planta GM

24 Transformación por Biobalística A) Pequeñas partículas de oro o tungsteno se recubren del ADN que contiene las características deseadas. B) Estas partículas se disparan a gran velocidad sobre las células a modificar. C) El DNA externo penetra el genoma de las células, y D) Las células modificadas se propagan, se seleccionan, y se hacen crecer hasta formar una nueva plántula. De esta forma el ADN se incorpora al genoma de la planta que ahora esta genéticamente modificada pues contiene la secuencia externa de DNA que codifica para las nuevas características. Sanford, 1986.

25 Laboratorio Invernadero Pruebas de campo Cultivo Comercial 25 Modificado de Raymond Layton, Ph.D.

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27 Resistencia a Plagas OGMs de 1era Generación Incremento de la Productividad debido al mejoramiento de las características agronómicas del cultivo. Tolerancia a herbicidas

28 OGMs de 2nda Generación Tolerancia a condiciones adversas: Sequía Heladas Suelos salinos

29 OGMs de 3era Generación IRRM, 2009 Oleaginosas con contenidos grasos de mejor calidad (Omega-3) Vegetales (biofortificados) con mayor contenido de aminoácidos esenciales, minerales, vitaminas o modificados para la mejor absorción de nutrientes. CIAT, 2009

30 OGMs de 4ta Generación

31 OTROS TIPOS DE OGMs Peces de crecimiento rápido Modelos de investigación Enviro-pig Ganado para la Producción de leche maternizada antitrombina III aislado de la leche de cabras transgénicas. Vacunas recombinantes Productos lácteos biofortificados Peces de Ornato Mosquitos modificados para controlar enfermedades de relevancia epidemiológica Estudios de genómica funcional

32 Bioseguridad: Acciones y medidas de evaluación, monitoreo, control y prevención que se deben asumir en la realización de actividades con OGMs con el objeto de prevenir, evitar o reducir los posibles riesgos que dichas actividades puedan ocasionar a la salud humana, el medio ambiente y la diversidad biológica incluyendo los aspectos de inocuidad de dichos organismos que se destinen para uso o consumo humano. (LBOGMs Artículo 3, fracción 33 V)

33 1. Endonucleasas Sitio Dirigidas (SDN) y Tecnología de Dedos de Zinc 2. Oligonucleotide Directed Mutagenesis (ODM) 3. Cisgenesis/Intragenesis 4. Metilación de DNA dirigida por RNA (RdDM) 5.Reverse breeding & other "negative segregants" 6. Agro-infiltracion 7. Injerto sobre Patrón GM

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