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QUIMICA BIOLOGICA
Ing. en Alim.
Bolilla 11: Biosíntesis de Proteínas. Traducción de la
información genética. Universalidad del código genético.
Activación de los aminoácidos, fidelidad de la síntesis proteica.
Etapas de iniciación, formación del enlace peptídico, elongación y
terminación de la síntesis, factores que intervienen, consumo
energético y regulación. Inhibidores de la síntesis. Nociones
sobre alimentos transgénicos.
La mayor parte del crecimiento demográfico
tendrá lugar en los países en desarrollo
Hacia 2025 será necesario alimentar a 2.000 millones de personas adicionales.
• Existen 800 millones de personas desnutridas; de acuerdo con las tendencias
actuales esta cifra recién disminuiría a 200 millones en 2025.
No sólo se requieren más alimentos, sino también mejores
alimentos
•
Las necesidades nutricionales no están debidamente cubiertas
cuando la dieta se basa en un único cultivo. Esta situación es común
en muchos países en desarrollo.
• La
deficiencia de vitamina A afecta a 250 millones
de personas y causa la ceguera de 500.000 niños por
año.
• La deficiencia de lisina reduce el valor nutricional
de los granos de cereales.
• La ingesta de glicoalcaloides en las comunidades
Andinas provoca desórdenes alimentarios.
• Las deficiencias en hierro, iodo y zinc debilitan a
mujeres embarazadas y a niños y afectan a 2.000
millones de personas.
Objetivos:
• Aumentar la producción de alimentos para abastecer el crecimiento poblacional y
compensar el descenso de productividad y la reducción de tierra cultivable
¿de qué manera?
- Aumentando la eficiencia del mejoramiento
- Introduciendo en los cultivos resistencia a pestes y enfermedades
- Introduciendo en los cultivos tolerancia a temperaturas y sequías
- Extendiendo la producción a suelos marginales.
•
Aumentar la calidad nutricional y compensar dietas mal balanceadas
¿de qué manera?
- Incorporando y suplementando alimentos con vitaminas y micronutrientes
- Eliminando compuestos tóxicos: cianuros, glicoalcaloides, etc.
Disminuir los costos de producción y aumentar el valor agregado
¿de qué manera?
•
- Aumentando la producción de alimentos más nutritivos.
- Introduciendo productos en mercados especializados (biocombustibles, polímeros)
• Disminuir la degradación del medio ambiente
¿de qué manera?
- Introduciendo caracteres genéticos que requieran baja o mejor utilización de insumos químicos.
- Promoviendo aplicaciones en biorremediación
¿La ingeniería genética podría
ser parte de la solución?
Cinco inquietudes que genera la ingeniería genética
• La aprehensión instintiva hacia las nuevas
tecnologías.
• La desconfianza en las agencias
reguladoras.
• El dominio o monopolio de las corporaciones multinacionales.
• La amenaza a la biodiversidad.
• La competencia con los sistemas de
producción agrícola alternativos.
Organismo genéticamente modificado (OGM)
•
“Un organismo (vegetal, animal, microorganismo o virus)
en el cual se ha introducido material genético preciso y
definido (gen o grupo de genes), en forma deliberada y
dirigida a obtener un determinado producto (fenotipo),
siendo dicha introducción realizada de tal manera que esa
información genética no podría haber sido adquirida por el
organismo por la vía de mutaciones, recombinaciones u otras
formas de transferencia genética reconocidas como
mecanismos que operan en la Naturaleza sin intervención
humana.”
Cuando el OGM es un alimento, adquiere
otras denominaciones:
•
•
•
•
•
•
•
•
- Alimento
biotecnológico
- Alimento transgénico
- Alimento genéticamente modificado
- Bioproductos
- Alimentos modificados por ingeniería genética
- Alimentos recombinantes
- Alimento obtenido mediante biotecnología
- Frankenfood
Alimentos transgénicos
Alimento transgénico o “genéticamente modificado” es aquel
producto de origen animal o vegetal con propiedades
nutritivas en el cual se ha introducido un gen de otro
organismo, o se le ha suprimido o modificado un gen propio,
mediante técnicas de ingeniería genética.
Tal manipulación permite que el organismo produzca una
nueva proteína, o deje de producir una proteína del organismo
original.
Ejemplos:
• Protección contra insectos. Papa, maíz.
• Protección contra hongos, virus, etc. Batata
transgénica.
• Control de malezas. Soja RR.
• Preservación de vegetales. Tomate transgénico.
Elementos básicos requeridos para la obtención
de alimentos transgénicos de origen vegetal
1. Vectores que permitan el clonado (la incorporación) del
gen de interés y/o su transferencia al organismo blanco de
transformación.
2. Un protocolo de transformación (sistema o método de
transferencia de genes y de selección del material transformado).
3. Un sistema de cultivo que permita generar organismos
(plantas) completos y fértiles.
4. Herramientas de análisis para detectar la presencia del
transgén y los productos del mismo en la planta.
Construcción del vector
pTi: plásmido inductor de Tumor
ADN-T: ADN que se transfiere a la planta
Construcción del vector
ADN-T modificado
ADN-T
Gen Auxina
Gen
Citoquinina
Gen
Marcador
Gen de interés
Gen
Opina
EI
ED
EI
ED
pTi
Enz. Restricción
+ Ligasa
Genes tra
Genes tra
Genes vir
pTi modificado
Genes vir
Ori
Ori
Métodos biológico y biobalístico de transformación de
células vegetales
Método con Agrobacterium
Ti
Plásmido
bacteriano
Incorporación del
Vector en
Agrobacterium
Inoculación de
Agrobacterium en
medio selectivo
con explantos
Método Biobalístico
ADN de interés
(transgen + gen
marcador)
Construcción del
vector
Vector
(plásmido +
transgen + gen
marcador)
Agrobacterium
Partículas de Au o
Tg recubiertas
con ADN que
posee el gen de
interés
Cañón de partículas
Bombardeo de
partículas al medio
selectivo con
explantos
Incorporación del
transgen y gen marcador
en el ADN cromosomal
de las células vegetales
Incorporación del
transgen y gen marcador
en el ADN cromosomal
de las células vegetales
Proliferación de las
células vegetales y
replicación del transgen.
Selección y crecimiento
de las células que
expresan el transgen y
gen marcador
Transferencia de las
plántulas transformadas
al suelo.
En Argentina:
Cultivos aprobados
Denominación
Método de
transformación
Soja tolerante a glifosato
GTS 40-3-2
Biobalística
Maiz resistente a lepidópteros
MON810
Biobalística
Maiz tolerante a glifosato
GA21
Biobalística
Maiz resistente a lepidópteros
BT11
Transferencia directa a
protoplastos
Canola tolerante a herbicida
OXY235
Agrobacterium tumefaciens
Fuente: www.agbios.com
Otras características Introducidas
Resistencia a Sequía
Otras características Introducidas
Vitamina A en Arroz – Arroz Dorado
El arroz dorado es una variedad de arroz (Oryza sativa) producida a
través de ingeniería genética, biosintetizando los precursores de betacaroteno (pro-vitamina A) en las partes comestibles del grano de arroz.
Otras características Introducidas
Vitamina A en Arroz – Arroz Dorado
En 2005 se anuncia la obtención de una nueva
variedad, Golden Rice 2, que produce 23 veces más
beta-caroteno que el a. dorado original. Todavía
ninguna de estas variedades está disponible para
consumo
humano.
A
pesar
de
su
concepción
humanitarista, tiene significativa oposición de los
ambientalistas y activistas anti-globalización.
Vista simplificada de la biosíntesis de
carotenoides en a. dorado. Las enzimas
expresadas en el endosperma del a. dorado,
van en rojo, cataliza la biosíntesis de betacaroteno del difosfato de
geranilgernailgeranylgernayl diphosphate. El
Beta-caroteno se convierte en retinal y
subsecuentemente en retinol (vitamina A) en
el intestino animal
Otras características que se pretenden introducir
Productos farmacéuticos (Molecular Pharming)
Productos farmacéuticos (Molecular Pharming)
-Papa productora de una vacuna que previene la Diabetes tipo 1
(autoinmune) insulino-dependiente, 100 veces más poderosa que la
actual vacuna.
-Papa que produce la subunidad B antigénica de la enterotoxina del
Vibrio cholerae causante del cólera
- Soja productora de anticuerpos que protegen contra el virus 2 de
Herpes simplex (HSV)
- Tabaco con anticuerpos que previenen la caries dental producida por
Streptococcus mutans.
CONABIA Comisión Nacional Asesora de Biotecnología Agropecuaria.
SENASA Servicio Nacional de Sanidad Agraria.
DNMA Dirección Nacional de Mercados Alimentarios.
SAGPyA Secretaría de Agricultura, Ganadería, Pesca y Alimentos ..
INASE - Instituto Nacional de Semillas.
- Guillermo está trabajando en un programa genético para
transformar los vegetales modificados en 100% orgánicos