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-Desde hace mucho tiempo
utilizada en animales
“terrestres” y vegetales; Incrementos espectaculares:
Nº huevos por gallina: 2,6%
anual ( de 165 a 235 en 20
años)
Lana de oveja: 11% anual
Litros de leche en vacuno: 2%
relativamente nueva en
acuicultura.
SELECCIÓN DE
REPRODUCTORES
Agua dulce
marinos
Incrementos relativos de 1940 a 2000
mediante la utilización de programas de mejora
(selección) en especies animales y vegetales
Mazorca de maíz
primitivo (2000 a.C.)
«Cueva de los
murciélagos» de Méjico
en comparación con una
de maíz híbrido obtenido
por mejora genética
(Mangelsdorf. 1950.
Scientific American)
-Selección asistida por
marcadores moleculares
-Manipulación cromosómica
-Biotecnología
Un transgénico (u Organismo Modificado Genéticamente, OMG): organismo al que
se le incluye en su genoma gene/s de su misma u otra especie
DISEÑO DE GENES PARA LA TRANSFERENCIA
(PLÁSMIDOS VECTORES)
Los genes deben llevar su propio promotor para garantizar su expresión y el lugar
específico de ella.
Promotor de la
b-lactoglobin de
oveja( expresión
Factor IX
(hemofilia B
en glándula mamaria)
Humano)
Planta de
tabaco
con el GFP
Para conocer que células han sido
modificadas (transformadas) se suele
agregar un gen marcador selectivo.
(GPF-geen fluorescence proteinresistencia a antibióticos,..)
MÉTODOS
Clonación
Modificación de
células madre
MICRO INYECCIÓN
Inyectar un huevo fertilizado (esperma)
con moléculas del ADN vector
Inyección del
vector
óvulo
Individuo “heterocigoto”.Por cruzamientos se obtendrán homocigotos transgénicos
TRANSFORMACIÓN POR ACELERADOR DE PARTÍCULAS
(Bombardeo-Gene Gun)
cubrir pequeñas partículas de
tungsteno (1 micrón) con el plásmido
plásmido
micropartículas
percutor
Cartucho de polvora
Disparar
las partículas
sobre los
tejidos.
Proyec
til
Micropartículas
válvula
Callos,
células
hembriones,
…
UTILIZACIÓN DE CÉLULAS MADRE
Modificación de
células madre
Introducción en
un embrión en
desarrollo
Nacimiento de
quimeras.
No transgénico
cruzamientos
100% transgénico
UTILIZACIÓN DE LA CLONACIÓN
Células modificadas
Introducción
del núcleo
de las células
modificadas
en un óvulo
anucleoado
descendiente
100%
transgénico
implantación en
madre
Estimulación “in vitro”
del desarrollo del óvulo
ADN T
Genes vir
Plásmido Ti
Se infectan hojas con
la bacteria
sin T-DNA
Ti recombinante
terminadores
Gen Kan-R
Gen
Gen Bt
Bt
Se fragmenta la hoja y se transfiera
a placas de cultivo
Medio de cultivo con
hormonas del
crecimiento y
kanamicina
Plantas en crecimiento
portadoras de los genes Bt y
Kan-R
PLASMIDO RI (Agrobacterium ryzobium) produce multiples raices
País
USA
Argentina
Canada
China
Sudafri
Australi
Mexico
Bulgaria
Rumania
España
Alemania
Francia
Uruguay
Cultivo
ESPECIES VEGETALES
Soja, maiz,algodón,canola
TRANSGÉNICAS
Soja maiz,algodón
soja, maiz,canola
-resistencia a plagas de insectos
algodón
-resistencia a herbicidas
maiz,algodón
-fijación N en no leguminosas
algodón
-aumento valor nutritivo
algodón
-maduración controlada
maiz
soja, patata
maiz
maiz
maiz
maiz
ALGUNOS TIPOS DE PLANTAS TRANSGENICAS COMERCIALIZADAS
RESISTENCIA (Bt) A INSECTOS
Origen
Genes
Tóxico para
Bacillus
Cry(A)a,b y c, Cry1B y D, CryA1C
Ledidópteros
thuringiensis.
CryII, CryV
Lepidópteros y coleopteros
CryIII
Coleoóteros
CryIV
Dípteros
Efectos de la infestación por insectos en copos
de algodón Bt (derecha) y no Bt (izquierda).
Fuente: USDA
Maíz híbrido Bt (izquierda) y un híbrido sensible al
barrenador europeo del maíz (derecha). (Monsanto)
Patatas y tomates
transgenicos (Bt)
Susceptibilidad y Resistencia
SS
RS
SS
SS
SS
SS
SS
RS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
RS
SS
SS
La mayoría de las larvas
son homocigotas para el
gen de la sensibilidad
(SS) y no se
desarrollaran en maiz
transgénico. Sin
embargo un % de ellas
serán heterocigotas
(RS) para el gen de la
resistencia e infectarán
y se desarrollarán en el
maiz transgénico
Maiz Bt sin “refugio”
RS
RS
RS
RS
SS
RR
Maiz no-Bt (Refugio)
Maiz Bt
RS
SS
SS
SS
SS
SS
RS
Cruzamiento más
probable de RS
RS
SS
SS
SS
SS
No RRs
RS
RS
SS
SS
SS
SS
TOLERANCIA A HERBICIDAS
Tolerancia a Glifosato
Objetivo: Transformar plantas sensibles en
altamente tolerantes, para su aplicación directa
Glifosato (Roud up)
Glifosinato (Basta)
Tabaco, algodón
Maíz, Soja
5-enolpiruvil-sikimato-3fosfato sintetasa
-plantas con gen ESPS
mutante que produce enzima
herbicida resistente
Otras posibilidades:
-introducir gen capaz de
degradar herbicida
(fosfonotricina acteil
transferasa (gen bar de
Striptomyces hygroscopicus)
inhibe acción de glufosinato
que a su vez inhibe síntesis
de glutamina)
-amplificar expresión del gen
normal.
ALGUNOS TIPOS DE PLANTAS TRANSGENICAS COMERCIALIZADAS
TOLERANCIA A HERBICIDAS
Origen
Agrobacterium sp cepa CP4
Streptomyces hygroscopius
Genes
CP4 EPSPS
Bar
soja infestada por malezas
(izquierda)
y soja Roundup Ready®
(Monsanto)
Bt + HERBICIDAS
Tolerancia a
glifosato
PPT (Phosphinothricin)
RESISTENCIA A LAS HELADAS
Proteína codificada por pez antártico Zoarces americanus que impide congelación
de su plasma
La maduración del tomate se produce por un proceso
en el que se genera etileno y, en respuesta, se
produce una enzima (poligalacturonasa) que es la
responsable del ablandamiento progresivo de la piel del
tomate.
La empresa Calgene han producido un tomate
patentado, FlavrSavr™,en el que se ha introducido un
gen que codifica una copia antisentido de esta enzima,
así reducen en un 90% su acción, ya que el efecto de
la copia antisentido es anularla:
Se produce una unión
llave-cerradura
entre la enzima y su
copia antisentido,
inutilizando ambas,
otra alternativa: inhibir la producción de etileno, por lo que la enzima no se
sintetizará como reacción al etileno. Esto permite poder decidir cuándo
queremos que maduren los tomates, suministrándoles etileno externamente.
Te y café
-Maduración simultánea de los granos
-!!descafeinados!! en forma natural
!!!!Tabaco sin nicotina!!!!!
Arboles
Alamo, eucalipto, abeto, frutales
-resistencia insectos
-resistencia herbicidas
-menos lignina
Resistencia a
enfermedades
calidad de las uvas para
vino y de mesa
Variedades transgénicas de petunia con
modificaciones en el color y la
distribución de la pigmentación en las
flores (Jorgensen, 1955. Science, 268)
TRANSGÉNICOS: la otra forma de mejorar
fecundación
Introducción del ADN foráneo
opAFP
GHcDNA
opAFP3’
Especie
Elección de mosaicos
en línea germinal
Salmón patentado “Adquadventage”
h. crecimiento+ p. anticongelante
Gen introducido
Efecto deseado y comentarios
País
S.Atlántico
AFP
AFP Salmón GH
Tolerancia a bajas temperaturas
Crecimiento potenciado y eficiencia en
función del alimento
Salmón plateado
(Coho)
GH + AFP de salmón
real
Después de 1 año, aumento del
crecimiento de entre 10 y 30 veces
Canadá
Tilapia
AFP Salmón GH
Crecimiento potenciado y eficiencia en
función del alimento; herencia estable
Canadá,
U.K.
Tilapia
GH de tilapia
Salmón
lisosoma arco iris y
gen pleurocidina de
lenguado
Resistencia a enfermedades, aún en etapa
de desarrollo
USA,
Canadá
Róbalo listado
(Striped Bass)
Genes provenientes
de insectos
Resistencia a las enfermedades, primeras
etapas de investigación
USA
Siluro o Coto
punteado
GH
Carpa
GH de salmón y
humanos
Oreja de mar
Ostras
GH de salmón
plateado + varios
promotores
GH de salmón
plateado + varios
promotores
+Crecimiento y herencia estable
Potenciación del crecimiento del 33% en
condiciones de cría piscícola
Potenciación del crecimiento del 150% en
condiciones de cría piscícola; mayor
resistencia a las enfermedades; tolerancia
a bajos niveles de oxígeno
USA,
Canadá
Cuba
USA
China,
USA
Crecimiento potenciado
USA
Crecimiento potenciado
USA