Qué son los organismos genéticamente modificados (OGMs)? VI Día de Puertas Abiertas Septiembre 11 de 2015

Transcripción

1 Qué son los organismos genéticamente modificados (OGMs)? VI Día de Puertas Abiertas Septiembre 11 de 2015 Dra. Laura Esther Tovar Castillo

2 Conceptos DNA, RNA Y PROTEÍNAS Célula

3 Acido Desoxiribonucléico DNA: 4 nucleótidos: Adenina (A), Timina (T), Guanina (G) y Citosina (C) Dos cadenas apareadas por puentes de hidrógeno entre A/T, y G/C= Estructura CLASICA del DNA Las bases FORMAN UN CODIGO

4 Acido Ribonucléico RNA Sintetizado a partir de DNA a través de una Polimerasa de RNA 4 ribonucleótidos: Adenina (A), Uracilo (U), Guanina (G) y Citosina (C) Nucleótidos unidos forman una hebra Molécula de una sola cadena Es una copia de las bases y llevan El CODIGO

5 Proteínas Proteínas: Cadenas largas de aminoácidos (al menos 20 residuos) Generadas a partir de RNAm Funciones biológicas: Enzimas Toxinas Transporte Modificaciones post-traduccionales: Metilación Fosforilación Glicosilación Resultado del CODIGO

6 Qué es un gene? GENOMA: Material genético de un organismo. Esta en TODAS las células Gene: Contiene la información de un organismo y es capaz pasar sus rasgos genéticos a la siguiente generación Región del genoma que corresponde a una unidad hereditaria asociada a regiones reguladoras Región transcribible que codifica para un producto difusible ya sea una proteína o un RNA

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

8 Expresión Genética: Del DNA a la Proteína Estructura General de un Gene DNA Promotor Gene Terminador Transcripción RNAm Traducción Proteína

9 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!

10 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.

11 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

12 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

13 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.

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

15 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.

16 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

17 BIOTECNOLOGÍA MODERNA El Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnología del Convenio sobre la Diversidad Biológica (2000) define a la biotecnología moderna como 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 la reproducción o de la recombinación y que no son técnicas utilizadas en la reproducción y selección tradicional. (PCB, 2000)

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

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

21 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

22 OGMs de 4ta Generación

23 OTROS TIPOS DE OGMs Peces de crecimiento rápido Modelos de investigación Enviro-pig Ganado para la Producción de leche maternizada Productos lácteos biofortificados Peces de Ornato Vacunas recombinantes Mosquitos modificados para controlar enfermedades de relevancia epidemiológica

24 GRACIAS. Preguntas?

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

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

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

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

29 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)

30 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