Transgénicos naturales y transgénicos de laboratorio Inés Ponce de León Dept. Biología Molecular Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable
Organismos genéticamente modificados (OGMs) Un organismo genéticamente modificado (OMG u OGM) es un organismo cuyo material genético ha sido alterado usando técnicas de ingeniería genética.
Ingeniería genética Un gen es un segmento de la molécula de ADN. Cada gen codifica para una proteína. Gene DNA transgénico Cromosomas Transferencia de material genético mediante la ingeniería genética. Permite transferir genes a un organismo, de la misma especie u otra, generando un organismo genéticamente modificado. cisgénico
Usos de los organismos genéticamente modificados SALUD Los OGMs se vienen usando desde hace 25 años con el objetivo de producir proteínas idénticas a las humanas con aplicaciones en la salud (desde 1982). Farmacias: medicamentos que provienen de OGMs. Proteínas recombinantes. Ejemplos: insulina, interferón, anticoagulantes. Se producen en microorganismos transgénicos. Microorganismos, Bacterias Sin efectos perjudiciales para la salud vacas Leche con hormona de crecimiento, Insulina (Argentina)
ALIMENTACIÓN Bacterias y hongos que producen enzimas de diferente origen Enzimas quimosina en la producción de quesos (quimosina bovina producida en hongos) Amilasas en la producción de jarabe Pectinasas para la elaboración de jugos Glucanasas en la producción de cerveza Sin efectos perjudiciales para la salud
AGRO Plantas modificadas genéticamente 1983 Carácter de interés: Mayor producción Producción de fármacos Tolerancia a herbicidas 3-enolpiruvil-shiquimato-5-fosfato sintasa (EPSPS) de la bacteria del suelo Agrobacterium tumefaciens. No se inactiva por el glifosato. Roundup Resistencia a virus Resistencia a insectos Bt: Bacillus thuringiensis, toxina cry - lepidopteros Uruguay
Cómo se generan las plantas modificadas genéticamente en el laboratorio? ADN con característica de interés Gen de interés: resistencia a enfermedades, tolerancia a sequía Introducción del gen de interés mediante Transformación (diferentes según el tipo de Planta) Física: Micro inyección o biobalística Química: polietilenglicol
Biológica: Agrobacterium tumefaciens Se verifica donde se insertó el gen en el genoma de la planta transformada mediante técnicas moleculares. Secuenciación de la inserción en el genoma
Diferentes tipos de plantas genéticamente modificadas. Edición del genoma En una planta transgénica o cisgénica el fragmento de ADN se inserta al azar y necesitamos marcadores de selección. Podemos saber donde está el cambio producido en el genoma del organismo. Mediante edición del genoma elegimos de antemano donde hacer la mutación, y no requiere mecanismos de selección ya que es un mecanismo muy eficiente.
Cómo se generaron los cultivos que comemos hoy en día? En la agricultura se generaron variedades mediante mejoramiento genético. Cruzamientos y selección artificial no natural Cambios en el genoma que Generalmente desconocemos.
The gamma field at Ibaraki, Japan Generación de variedades por mutagénesis buscando Características de interés (1950 hasta hoy en día) Cambios en el genoma que desconocemos. FAO/IAEA: miles de variedades comerciales (2200 aprox) http://mvgs.iaea.org/aboutmutantvarities.aspx Sin efectos perjudiciales para la salud
Transferencia horizontal: La transferencia horizontal de material genético es un fenómeno que ocurre en todas las especies; bacterias, hongos, plantas. Cumple un papel en la evolución de las especies y estructura del genoma Existe transferencia horizontal de material genético de microorganismos a plantas como el caso de la bacteria Agrobacterium tumefaciens y Agrobacterium rhizogenes.
Boniatos; un ejemplo de transgénicos naturales. El boniato comercial tiene genes de la bacteria Agrobacterium que codifican para enzimas involucradas en la síntesis de auxinas. Estas hormonas están Involucradas en la formación de las raíces-el boniato es una raíz. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015 May 5;112(18):5844-9. doi: 10.1073/pnas.1419685112. The genome of cultivated sweet potato contains Agrobacterium T-DNAs with expressed genes: An example of a naturally transgenic food crop.
Uso en investigación Línea de investigación, Depto Biología Molecular IIBCE Mejorar la resistencia a patógenos con el fin de disminuir la aplicación de pesticidas Estudios sobre la posible función de un gen: utilizamos plantas transgénicas o cisgénicas Gen de Arabidopsis Arabidopsis thaliana Plantas con altos niveles de la proteína Plantas que no producen la proteína Ponce De León I, Sanz A, Castresana C (2002). Involvement of the Arabidopsis alpha-dox1 fatty acid dioxygenase in protection against oxidative stress and cell death. Plant J. 29(1):61-2.
Consideraciones finales La ingeniería genética es una herramienta útil y de alta precisión que permite introducir características de interés en vegetales. Podemos saber exactamente donde está el cambio genético generado. Se pueden controlar y hacer trazabilidad Buenas prácticas agrícolas Regulación GRACIAS.