Biotecnología curso docente
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Proyecto Institucional de Extensión Biotecnología: Biotecnología: Oportunidad o Riesgo
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Proyecto Institucional de
Extensión
Biotecnología:Biotecnología:
Oportunidad o Riesgo
BIOTECNOLOGÍABIOTECNOLOGÍABIOTECNOLOGÍABIOTECNOLOGÍA
Detengámonos un par de minutos
� ¿Que idea traemos ?
� ¿Qué es esto de la biotecnología?
� ¿Es algo negativo y peligroso?
� ¿ Es algo positivo ?
¿Qué es la Biotecnología?¿Qué es la Biotecnología?
Biotecnología TradicionalBiotecnología Tradicional
Empleo de organismos vivospara la obtención de unproducto útil para la industria
BiotecnologíaBiotecnología
Es la aplicación de laciencia y la ingeniería en eluso directo o indirecto de
Biotecnología ModernaBiotecnología Moderna
producto útil para la industria
Es la que emplea técnicasmoleculares y de ingenieríagenética.
++uso directo o indirecto deorganismos vivos o partesde ellos, en sus formasnaturales o modificadaspara la producción debienes y servicios o para lamejora de procesosindustriales.
Etapas de la BiotecnologíaEtapas de la BiotecnologíaLa Biotecnología se puede separar en 3 etapas:
• En los principios de la historia del hombre queinvolucra el comienzo de las actividades agrícolasjunto con la cría de animales.
2. Luego, la biotecnología se comienza aaplicar en la preparación de pan, cerveza,yogurt, el queso y numerosos derivados deyogurt, el queso y numerosos derivados dela soja; y en la parte de la medicina el uso debálsamos derivados de plantas, y remediosde origen vegetal para tratar las heridas.
3. En la actualidad, la aplicación de la ingeniería genética
Historia de la Biotecnología/Mejoramientoo 10.000 a.C. - Los cultivos sondomesticados por los agricultoresmediante la selección decaracterísticas deseables en lasplantas.
o8.000 - 9.000 a.C. - Cabras yovejas son los primeros animalesdomesticados en la Mesopotamia.Así comienza el proceso demejoramiento selectivo.
o6.000 a.C - La levadura esutilizada por sumerios ybabilónicos para elaborar cerveza.
o4.000 a.C - Los egipciosdescubrieron cómo hacer pan usandolevaduras. En China se descubrenotros procesos, por ejemplo lafermentación láctica, el uso de mohospara producir quesos y el uso de lafermentación para producir vinagre yvino.
Primera planta GM. Se obtiene la primera planta transgénica, una planta
de tabaco con el gen de la resistencia al antibiótico kanamicina
� Los ratones fueron los primeros animales transgénicos que se obtuvieron en la década del ’80. En 1982 se logro modificar individuos incorporando el gen de lo hormona de crecimiento de rata.
� Hipócrates (460-377 aC): en todo el cuerpo se producen “semillas” que se trasmiten a la progenie en el momento de la concepción.
� Generación espontánea (s XVIII): las formas mas simples cobran vida y forma a partir de sustancias pútridas o fango
Preformismo (s XVII y XVIII): las células sexuales
Historia de la Biotecnología
� Preformismo (s XVII y XVIII): las células sexuales (óvulos y espermatozoides) contienen dentro suyo el organismo completo en miniatura OVISTAS vs ESPERMISTAS
� En la década de 1860, Mendel reconoce información hereditaria se almacena en unidades (genes).
� 1870, se descubren los cromosomas.
Historia de la BiotecnologíaoSutton y Boveri (1902): teoría cromosómica de laherencia. Se concluyó que los genes estan ubicados enlos cromosomas.
oHershey y Chase (1952): demuestran que el ADN esel material genético de los bacteriófagos
oChargaff “ El ADN no es tan aburrido como parece”oChargaff “ El ADN no es tan aburrido como parece”
o 1953, se identifica la conformación de doble hélicedel ADN por Watson y Crick.
o1973, primera combinación exitosa de ADN deorganismos no relacionados (ADN recombinante)
o 1978, nace el primer bebe probeta.
o1982 Primer animal transgénico (Ratón ).
o 1983 Primer vegetal trasngenico (Tabaco)
o1987, primera clonación de un embrión de becerro.
o 1991, Nace Tracy, la primera oveja transgénica, que producía en su leche una proteína humana, la alfa-1-antitripsina . Terapeutico para FQ
o 1994, desarrollo del primer alimento transgénico (tomate, EE.UU.).
o 1996, cabra es inyectada con un gen humano es capaz de producir una droga para el tratamiento contra el cáncer.
o 1997, clonación de una oveja adulta (‘Dolly’)
o2005 Se completa la secuencia del genoma humano.
� 1994,. Se pone a la venta en USA el tomate FLAVR SAVR, modificado genéticamente de forma que tiene una maduración retardada, producido por la empresa Calgene. empresa Calgene.
¿ Te acordas…. la célula?
El ADN forma parte de todaslas células de un organismo yse ubica en el núcleo de éstas.
Contiene toda la informacióngenética usada en eldesarrollo y funcionamientodesarrollo y funcionamientode los organismos vivos yalgunos virus.
Es de carácter hereditario,transmitiéndose de unageneración a la siguiente.
Estructura del ADN
El ADN (Ácido desoxirribo-nucleico) es un tipo de ácidonucleico.
Desde el punto de vista químico, elADN es un polímero de nucleótidos,son unidades simples conectadasson unidades simples conectadasentre si y se los denota con 4 letras:A-T, C- G.
Compuesto por 2 cadenascomplementarias que forman unaestructura de doble hélice, y en unaestructura más compleja forman loscromosomas.
Que son los genes?� Los GENES son secuencias de ADN con función conocida.
Instrucciones para la síntesis de proteínas y ARNt , ARNr y otros ARN reguladores . No todo el ADN son genes. Veamos…….instrucciones para un buen momento….
ACTAATGGAGCAIRALACARNICERIADELCHOLOACOMPRARUNBUENASADOCTAAGCAGCCLOACOMPRARUNBUENASADOCTAAGCAGCCATTAPRENDERELFUEGOCCTTAATTATTGAGCASALARCARNEATTCATARRIMARBRASASCCTTATATGAATTTOMARSEUNVINITOMIENTRASTANTOCTCATAGGAAATTPONERLAMESACGCGCAATTATATACDISFRUTARLOCONAMIGOSATATATATCGTCTCTATAGCGGGGCJUGAMOSALTRUCOTCGTATGTAGGTAGGCATATCTCT
GENOMAS
70%
20%
60%
De 289 geneshumanos implicados enenfermedades,hay 177cercanamentesimilares a los
Entre una persona y otra el ADN solo difiere en 0.2%
El genoma de un organismo es el juego completo de ADN.La planificación del Proyecto Genoma Humano se inició en
1986, previsto para el 2007. En Junio de 2000 se presentó el 90% del borrador con lasecuenciación de unos 30,000 genes y 3 mil millones de pares de bases (pb). Losgenes son secuencias específicas de bases que codifican instrucciones para hacerproteínas. Los genes son un 2% del genoma humano.
IDENTIDAD GENÉTICAIDENTIDAD GENÉTICAIDENTIDAD GENÉTICAIDENTIDAD GENÉTICA
Tecnología del ADN
Humanos30,000 genes
Chimpancé30,000 genes
A. thaliana25,000 genes
Ratón30,000 genes
C. elegans19,000 genes
D. melanogaster13,000 genes
95% idéntico
similares a los genes deDrosophila.
Escasa correlación entre número de genes y complejidad biológica
22.726 genes 20.060 genes
Caenorhabditis elegans
31.000 genes
Daphnia pulex
Homo sapiens
22.726 genes 20.060 genes 31.000 genes
46.000 genes 13.601 genes
Drosophila melanogaster
25.498 genes
Arabidopsis thaliana Oryza sativa
Dogma Central de la Biología
Explica la forma de expresión de la información del ADN
La analogia de la bibliotecaNuestras células tienen un núcleo que es como una biblioteca. Ahí se encuentran loscromosomas que son como libros. En esos libros se encuentran los genes que contieneninstrucciones como recetas de cocina. Esas instrucciones de los genes se traducen enproductos como las proteínas, que son como un pastel con una forma y sabor especial.
¿Qué es un código? (Diccionario real acad. esp.)
� Combinación de signos que tiene un determinado
valor dentro de un sistema establecido.
� Sistema de signos y de reglas que permite
formular y comprender un mensaje.
El código genético• Es la regla de correspondencia
entre la secuencia denucleótidos de un ácidonucleico y las secuencia deaminoácidos de un proteína.
• En otras palabras es eldiccionario que permitetraducir la informacióngenética contenida en elADN a estructuras deproteicas.
o EL CODIGO SE CONOCE. FUE DESCIFRADO EN LOS AÑOS 50s Y 60s
o EL CODIGO ES, o EL CODIGO ES, SALVO RARAS EXCEPCIONES, UNIVERSAL.
o ES DECIR GENES DE UNA ESPECIE PUEDEN FUNCIONAR EN OTRA DIFERENTE.
• El código genético consta de 64 combinaciones posibles, es decir, 4³ (4 bases nitrogenadas; 1 triplete), de las cuales 61 codifican aminoácidos y 3 codifican termino de cadena.
Código genético
La biotecnología moderna utiliza diversas técnicas para acercarse a su objeto de estudio:
Microbiología
Ingeniería genéticaBioinformática
Proteómica
BiotecnologíaBiotecnologíaMicrobiología
Biología molecular
Bioquímica
Genómica
Qué es la Ingeniería genética?
La ingeniería genética es lo que caracteriza a la biotecnologíamoderna que implementa estas técnicas en la producción debienes y servicios útiles para el ser humano, el ambiente y laindustria
Es un conjunto de metodologías que permite transferir genes deun organismo a otro y expresarlos (producir las proteínas para lascuales estos genes codifican) en organismos diferentes al deorigen ADN recombinante
Los organismos que reciben un gen que les aporta una nuevacaracterística se denominan organismosorganismos genéticamentegenéticamente
modificadosmodificados (OGM) o transgénicos.
Áreas de aplicación de la biotecnología
� Industria Alimenticia
� Industria Farmacéutica
� Salud del hombre y animales� Salud del hombre y animales
� Medio Ambiente
� Producción de energía (Biocombustible)
� Agricultura
Biotecnología y los nuevos fármacos
Etapas para el desarrollo de un nuevo fármaco:
� Identificación de un gen o familia de genes queestén íntimamente relacionados con la enfermedada tratar, es decir que actué como molécula dereconocimiento para un determinado patógeno oreconocimiento para un determinado patógeno omolécula diana.
� Conocer el perfil farmacocinético de estasmoléculas (como se metabolizan).
� Estudios clínicos y toxicológicos para garantizarla salud y seguridad de las personas.
Insulina humanaEs una hormona involucrada en la regulación y metabolismo de la glucosa.
Antiguamente le insulina se aislaba de cerdos.
1982
aislaba de cerdos.
Fue el primer fármaco desarrollado por ingeniería genética.
� Alto rendimiento de producción
� No genera respuesta inmune
� Método sencillo
Les presento a Rosita…
Rosita tiene un año y dos meses y produce “leche maternizada”, lo confirmaron técnicos del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria.12-06-2012
La biotecnología también juega en el MundialLa hormona de crecimiento humana (rhGH) se usa hace más de 10 años para tratar niños de baja talla. Es un medicamento biotecnológico. El fútbol y Messi ayudaron a su difusión.
Otras proteínas recombinantes:
• Otras hormonas, como la folículo estimulante, tirotrofina, gonadotrofinacoriónica (en células de mamífero), hormona de crecimiento, paratifoidea(en E. coli) y glucagon e insulina (en levaduras).
• Los factores de coagulación VIII, IX y VIIa, indicados en el tratamientode algunos tipos de hemofilia, producidos en cultivo de células demamífero.
• Anticoagulantes como la irudina y activadores del plasminógeno tisular(en los tres sistemas).
• Factores hematopoyéticos como el interferón alfa y gamma, producidosen E. coli.
• Anticuerpos monoclonales Anti-IgE , Anti-TNF y Anti-IL2, producidosen cultivo de células de mamífero.
Animal Fármaco producido Tratamiento
Conejo
Interleukina-2 Deficiencias inmunológicas
α-Glucosidasa Enfermedad de Pompe
Cabra
Activador del plasminógeno tisular
Coágulos coronarios
Anti-trombina III Resistencia a la heparina
CerdoFactor VIII humano Hemofilia
CerdoFactor VIII humano
Proteína C Prevención de trombos
Ovejaα1-antitripsina Fibrosis quística
Factor de coagulación IX Hemofilia
Vaca
lactoferrina Deficiencia de hierro
Hormona de crecimiento humano
Enanismo
Biotecnología y el medio ambiente
Una de las aplicaciones más importantes es limpiar la contaminación ambiental.
La biorremediación uso de sistemas biológicos para la reducción de la polución del aire o de los sistemas acuáticos y terrestres. Se está o de los sistemas acuáticos y terrestres. Se está enfocando hacia
• el suelo y los residuos sólidos,
• tratamientos de aguas domésticas e industriales,
• aguas procesadas y de consumo humano,
• aire y gases de desecho.
Biotecnología MedioambientalBiotecnología Medioambiental
Uso de microorganismos vivos Uso de microorganismos vivos para el tratamiento y el control para el tratamiento y el control
de la contaminación: de la contaminación:
Biorremediación
Aire Agua Suelos
Biotecnología y Salud Diagnostico de enfermedadesDiagnostico de enfermedades
Desarrollo de técnicas para el diagnóstico de enfermedades infecciosas o hereditarias.
Pueden diagnosticar infecciones virales, bacterianas o fúngicas. La tuberculosis, el SIDA y muchas otras enfermedades infecciosas, son diagnosticadas mediante técnicas de PCR en forma más sencilla y rápida que por los métodos tradicionales, permitiendo la intervención y tratamientos más tempranos.
Diagnóstico prenatal, permite anticiparse al problema y realizar un tratamiento precoz.
Vacunas recombinantesVacunas recombinantes
Las vacunas constituyen un método preventivo, mediante el cual elindividuo adquiere inmunidad permanente contra algún agentepatógeno específico.
Son basadas en tecnologías del ADN y en las secuencias deaminoácidos que contienen la información genética con la cual elorganismo patógeno produce la enfermedad.organismo patógeno produce la enfermedad.
El primer exponente de vacunas recombinantes comercializada fue lavacuna contra la hepatitis B y en la actualidad se están desarrollandoinvestigaciones en vacunas contra el virus del HPV (virus papilomahumano que genera verrugas genitales), la malaria (enfermedad quemata a casi 3 millones de personas por año), HIV, entre otras…
Vacunas de ADNVacunas de ADN
Vacunas comestiblesVacunas comestibles
Se introducen genes que codifican proteínas inmunogénicas (Ag) de un patógeno. De esta forma, cuando las plantas son ingeridas, desencadenan la respuesta inmune que confiere inmunidad contra los agentes patógenos específicos.patógenos específicos.
Ventajas:
� Fácil administración.
� Fácil transporte y almacenamiento.
� Bajo costo de producción.
� Vacunación a gran escala.
� Menos riegosas
Ejemplos de vacunas comestibles:
Bananas
Vacunan contra la hepatitis B. Los científicos aseguran que elcosto será muy inferior al de la vacuna actual. Si bien estefruto es de fácil ingesta, se está pensando en administrarlas enforma de pasta, debido a que el fruto madura rápidamente.
TomatesTomates
Los científicos desarrollan vacunas contra el SIDA y lahepatitis B en tomates.
Alfalfa
Contra la fiebre aftosa. Se está desarrollando en el instituto devirología de INTA castelar .
Terapia génicaTerapia génica
Consiste en la inserción de una copia funcional normal de un gendefectivo o ausente en el genoma de un individuo en las células de lostejidos del individuo con el objetivo de restaurar la función normal deltejido y así eliminar los síntomas de una enfermedad en general, yenfermedades hereditarias.enfermedades hereditarias.
Controversias
X Alteración de la línea germinal (cualquier modificación que se realice setransmite a la descendencia)
X Limitación a enfermedades monogénicas
X Posibilidad de generar tumores (si el gen se introduce en un lugarequivocado, como puede ser un gen de supresión tumoral puede generarcáncer)
Caso exitoso� Caso registrado de curación definitiva
mediante terapia génica ha sido elconseguido París al tratar a cinco niñosaquejados de una inmunodeficienciacombinada severa.combinada severa.
� Extrajeron células madre de su médula óseaa las que se les insertó, mediante unretrovirus, el gen funcional. Luego las célulasfueron reinyectadas al torrente sanguíneo
Biotecnología en los alimentos
La biotecnología busca el mejoramiento de los alimentos. Para:
�Mejoramiento de procesos industriales: (Ej: Lacteos)
� Eliminar o inhibir la presencia de alergenos alimentarios.
� Agregar valor nutricional.� Agregar valor nutricional.
� Eliminar toxinas inherentes a los alimentos.
� Eliminar sustancias antinutrientes de algunos alimentos.
� Reducir o eliminar la exposición a microorganismos patógenos o a sustancias tóxicas producidas por ellos.
https://www.youtube.com/watch?t=213&v=4ld343_TBe0
ProductoSistema de producción
FUNCIÓN O USO
Quimosina HongosCoagular la leche en la producción de
quesos
α-amilasa Bacterias
Licuar el almidón y convertirlo en
dextrina en la producción de jarabes. En
la industria cervecera, favorece la
retención de la humedad del producto y
baja el contenido calórico del producto
Pectinasas Hongos
Clarificar jugos concentrados al degradar
las pectinas provenientes de restos de
Algunas enzimas recombinantes (transgénicas) destinadas a la industria alimenticia
Pectinasas Hongos las pectinas provenientes de restos de
semillas
Glucosa oxidasa y catalasa Hongos
Eliminar azúcares de huevos y evitar
que aparezcan olores anormales durante
la deshidratación de los mismos.
Además se utilizan como pretratamiento
para la pasteurización de huevos
Lipasas Hongosfabricación de concentrados de aceites
de pescado
Glucosa isomerasa Hongos
Permite obtener, a partir de glucosa,
jarabes ricos en fructosa, con mayor
poder endulzante
β-glucanasa LevadurasEn la industria cervecera facilita la
filtración del producto
Gaseosas, jugos, golosinas,etc.El jarabe de alta fructosa es un edulcorante que se usa para endulzar muchos de estos productos. Para hacer el jarabe, el almidón de maíz es tratado con enzimas (alfa amilasas y glucoamilasas y glucosa siomerasa)
Todas las enzimas que participan en la fabricación del jarabe de alta fructosa provienen de microorganismos genéticamente modificados.
Jugos de frutalas pectinasas son enzimas que degradan la pectina, incrementando el rendimiento del proceso de extracción del jugo de fruta y disminuyendo su turbidez y viscosidad. Celulasas, que degradan la celulosa y también mejoran el rendimiento del proceso de extracción.
La mayoría de las pectinasas y celulasas comerciales se producen por ingeniería genética.
CERVEZAActualmente se emplean las enzimas recombinantes acetolactatodecarboxilasa (para remover las sustancias amargas de la cerveza sin fermentar o wort), y beta-glucanasa, para degradar residuos insolubles de los cereales
. e: Dra. Gabriela Levitus
La biotecnología y los alimentos bebibles. Dra. Gabriela Levitus
Porcentaje de las enzimas recombinantes que se emplean en diferentes industrias
Industria Porcentaje de todas las enzimas
1985 1994 2000
DetergentesProteasas, amilasas, celulasas, lipasas 0 80 95Proteasas, amilasas, celulasas, lipasas
Almidón y derivadosAmilasas, maltasas, isomerasas 0 95 95
PanaderíaAmilasas, glucanasa, xilanasa, proteasas 0 20 50
Aceites y grasasLipasas, esterasas 0 10 100
Alimentos para animalesFitasas, amilasas, glucanasa, xilanasa 0 30 90
INDUSTRIA ENZIMAS USOS
Láctea Tripsina
Lactasa
Enmascara el gusto a óxido.
Fabricación de leche delactosada, evita la cristalización de leche concentrada.
Quesería Quimosina (renina)
Lactasa
Lipasa
Coagulación de las proteínas de la leche (caseína).
Influencia en el sabor y aceleración de la maduración.
Helados Lactasa
Glucosa-isomerasa
Evita la textura “arenosa” provocada por la cristalización.
Permite la utilización de jarabes de alta fructosa.
Cárnicas Papaína, Fiscina
Bromelina
Ablandamiento de carnes.
Producción de hidrolizados.
Panificación Amilasa Mejora la calidad del pan.Panificación Amilasa
Proteasa
Lipoxidasa
Lactasa
Mejora la calidad del pan.
Disminuye la viscosidad de la pasta.
Produce una miga muy blanca
Mejora la coloración de la superficie.
Cervecería Amilasas
Papaína, Pepesina
Usadas para licuar la pasta de malta.
Evitan la turbidez durante la conservación de ciertos productos.
Vinificación Pectinasas
Glucosa-oxidasa
Mejoran la clarificación y extracción de jugos.
Evitan el oscurecimiento y los sabores desagradables.
Bebidas no alcohólicas
Pectinasas
Glucosa-isomerasa
Tannasa
Glucosa-oxidasa
Mejoran la clarificación de jugos.
Conversión de la glucosa en fructosa (jarabes de alta fructuosa).
Aumenta la solubilidad y disminuye la turbidez del té.
Evita el oscurecimiento y los sabores desagradables.
Alimentos Transgénicos
Transgénicos de 2da generación
� la segunda generación de plantas transgénicas se centra en una serie de caracteres relacionados con la calidad, caracteres relacionados con la calidad, que mejorarán su aplicación en los sistemas de producción de alimentos así como sus características de uso finales.
Arroz DoradoArroz DoradoEs un ejemplo de una alimento mejorado por ingeniería genética.
Es un tipo de arroz que posee un elevado contenido en vitamina A.
Se logró completar en el arroz común la ruta para la síntesis de pro-vitamina A (precursora de la vitamina A), y obtener así el arroz dorado.
La vitamina A está involucrada en procesos tales como:• Visión (nocturna, diurna y colores)• Integridad de células epiteliales frente a infecciones• Respuesta inmunológica• Hematopoyesis (formación de células sanguíneas)• Fertilidad (masculina y femenina)• Embriogénesis
ARROZ DORADO
¿Cómo produce provitamina A el arroz dorado?La provitamina A no es producida por las variedades tradicionales de arroz. Sin
embargo, se puede usar el difosfato de geraniol-geraniol (GGDP), un compuesto que
está presente en forma natural en el endosperma del grano inmaduro de arroz, con laayuda de varias enzimas no encontradas normalmente en el arroz, para producir la
provitamina A (Ye et al. 2000).
Se insertaron en el genoma del arroz dos genes provenientes del narciso y uno de
la bacteria Erwinia uredovora. Estos tres
genes producen las enzimas necesarias para convertir el GGDP en provitamina A.
Los genes insertados son controlados por promotores específicos, de tal modo que las enzimas y la provitamina A sólo son producidas en el endosperma del arroz
Girasol Soja Lino Colza
Lípidos 42-55 % 20% 40-45% 45-48%
Hidratos de carbono 21-45% 25% 28-30 % 25-30%
Proteinas 9-20% 40% 18-20% 21%
Modificaciones en la composición de aceites
Proteinas 9-20% 40% 18-20% 21%
Cenizas 4% 15% 3-5% 5%
Trigo libre de gluten apto para celíacos
� El CSIC desarrolla variedades de trigo aptas para la mayoría de celíacos 12/04/2011
� variedades con una reacción hasta un 95% menos tóxica que el trigo natural, y una reducción de hasta el 98% en el contenido de gliadinas.
Tolerancia a sequíaLa Dra. R.Chan de laUNL y su equipo identificaron el gen hahb4 que permite a los girasoles resistir condiciones de sequía y lo insertaron en plantas que ahora presentan un aumento de la resistencia a la sequía. Se han obtenido resultados llevando a cabo pruebas en cultivos de soja, trigo y maíz.trigo y maíz.
Maní hipoalergénicoManí hipoalergénicoLa alergia a determinados componentesdel maní es una de las alergiasalimentarias mas serias, que se manifiestacon síntomas tales como urticaria,hinchazón, problemas respiratorios,dificultades gastrointestinales, y shockdificultades gastrointestinales, y shockanafiláctico. Biotecnólogos de laUniversidad Alabama A&M lograrontransformar plantas de maní y “silenciar”al gen que codifica para el principalalérgeno eliminando así a una de lasproteínas más importantes que provocaestas reacciones alérgicas.
Papas fritas más saludablesPapas fritas más saludablesEstán llegando papas para hacer papas fritas mássaludables y con menos calorías. Contienen másalmidón que las papas comunes y por eso se doransin la necesidad de absorber tanto aceite.
Se obtuvieron por la introducción de genes queoptimizan la transformación de azucares enalmidón.almidón.
Café sin cafeínaCafé sin cafeínaSe han descubierto los genes involucrados en lasíntesis de la cafeína y se está intentandosilenciarlos, y así evitar su producción.
Algunas cosas más!Algunas cosas más!
La Biotecnología en nuestrolavarropas !!!!!
Nombre comercial de la enzima Tipo de enzima Principal aplicación
Aquazym® Ultra Alpha-amilasa Industria textil
Carezyme® Celulasa Industria detergentes
Cellusoft® Celulasa Industria textil
Clear-Lens® LIPO Lipase Limpieza personal
Duramyl® Alpha-amilasa Industria detergentes
Endolase® Celulasa Industria detergentes
Everlase® Proteasa Industria detergentes
Lipolase® Lipasa Industria detergentes
Novozym® 735 Lipasa Industria textil
Ovozyme® Subtilisina (proteasa) Industria detergentes
Savinase® Proteasa Industria detergentes
Termamyl® Alpha-amilasa Industria detergentes
Thermozyme® Alpha-amylasa Industria textil
� Más del 90% de las enzimas presentes enlos jabones que están hoy en el mercadoprovienen de microorganismosrecombinantes o genéticamentemodificados para optimizar su proceso defabricación.
Biotecnología y agricultura
La biotecnología ofrece los medios para producir alimentos más nutritivos y demejor gusto, mayor rendimiento de las cosechas y plantas protegidas naturalmentede enfermedades e insectos.
La primera generación de productos biotecnológicos en elmercado, esta caracterizada por mejoras agronómicas (mayor rendimiento,resistencia a insectos, etc),resistencia a insectos, etc),
La segunda generación de productos transgénicos, está orientadaa explotar otros nichos económicos y promete beneficios más directos para lanutrición y salud animal y humana . Estos nuevos cultivos en desarrollo, podránpresentar modificaciones que mejoren o complementen su calidad alimentaria ymodificaciones que les permitan producir compuestos con diversos fines industrialesque mejoren la calidad de vida.
Mejoramiento genético
Cruzamiento Tradicional
Cruzamiento Tradicional
Se da entre especies sexualmente compatibles.
Los miles de genes de una planta se combinan con los miles de genes de otra.
Es probable que en este proceso se Es probable que en este proceso se transfiera la característica deseada, pero también puede transferir otro rasgo no deseado.
Esto requiere múltiples rondas de cruzamientos y posterior selección.
La incorporación del rasgo deseado es al azar, y el proceso de mejoramiento lleva muchos años.
Supongamos que un mejorador cruza dos líneas de trigo que difieren solamente en 30 genes . Obtiene la F1 y luego la F2.En la F2 tenemos:Nº DE GENOTIPOS POSIBLES 3n = 3 30 = 2 x10 14 GENOTIPOS DIFERENTES
Si sembraramos con una densidad de 300 pl /m2. Para poder tener todos los genotipos necesitaríamos:
¡¡ 68.630.000 has !!¡¡ 68.630.000 has !!
8,7 veces la superficie de Entre Ríos
� Es el procedimiento más utilizado.
� Cruzamientos para obtener variabilidad.
� Selección de materiales superiores.
� Mejora por rendimiento, resistencia a enfermedades,
Mejoramiento Tradicional
� Mejora por rendimiento, resistencia a enfermedades,
calidad, etc.
� Obtención de híbridos
� Caracteres simples y complejos
� 5 a 8 años para obtener un material nuevo.
Aportes de la biotecnología al mejoramiento tradicional
� Técnicas de marcado molecular (M.A.S.)�Resistencia a enfermedades.�Calidad de granos.�Identificacion de cultivares (fingerprinting)� Etc.
OGM ? No!! selección artificial
OGM ? No!! selección artificial
Dra. Gabriela Levitus
Mejoramiento genético
Biotecnología Moderna
Biotecnología Moderna
Se refiere a la aplicación de las técnicas de la ingeniería genética al mejoramiento de los cultivos, con el objetivo de generar beneficios para el productor agropecuario, el consumidor, la industria, la salud animal y humana, y la industria, la salud animal y humana, y el medioambiente.
No requiere que las plantas sean sexualmente compatibles.
Solo se transfiere el gen deseado, por ejemplo; gen de tolerancia a sequía.
Gen de tolerancia a sequía
Qué es un cultivo transgénico?
Un organismo genéticamente modificado(OGM) o transgénico es “un organismo cuyo
material genético ha sido modificado de una
manera que no sucede en el apareamiento y/omanera que no sucede en el apareamiento y/o
recombinación naturales” (término legal).
Contiene uno o más genes que han sidotransferidos (transgenes) de otra planta noemparentada o de una especie diferente.
La tecnología de transformación genética permite:
� aportar variabilidad genética de forma controlada y precisa, sin alterar el fondo genético. Es decir, crear nuevas variedades (cultivares) con características favorables, sin perder las mejoras logradas anteriormente.
� conocer y/o profundizar acerca de la estructura y función de genes específicos.
� expresar genes de interés no existentes en la especie (ejemplo: la fabricación de proteínas insecticidas de origen bacteriano en el maíz Bt).
� expresar nuevas formas alélicas (variantes) de genes que ya están presentes en el genoma.
� modificar los niveles de expresión de alguna proteína transfiriendo el gen correspondiente ya presente en la célula vegetal pero con una secuencia regulatoria diferente, que facilite la expresión de la proteína.
� inhibir la expresión de genes presentes en el genoma (por ejemplo, la soja transgénica hipoalergénica en la cual se inhibe o diminuye la expresión del gen que codifica una proteína alergénica).
Quien fue el primer ingeniero genético?
Agrobacterium tumefasciens
“Cañon de genes”
Como se obtiene una planta
transgénica?
Que es Evento de transformación genética?
Un evento es una inserción particular de ADN
ocurrida en el genoma de una célula vegetal a
partir de la cual se originó la planta transgénica.
La Comisión Nacional de Bioseguridad Agropecuaria (CONABIA), define evento como «la inserción en el
genoma vegetal, en forma estable, de uno o más genes
que forman parte de una construcción definida».
Potencial de la biotecnología aplicada
o Maduración retardada: es posible almacenarlos por más tiempo o reducir las pérdidas durante el transporte y minimiza la pérdida de vitaminas de algunos alimentos antes de que lleguen al consumidor.
o Mejor sabor
o Frutas más dulces sin azúcar adicional: Se han producido cultivos más dulces (por ejemplo, lechugas y tomates) al transferirles genes de los edulcorantes proteicos (por ejemplo, lechugas y tomates) al transferirles genes de los edulcorantes proteicos naturales
o Resistencia a enfermedades: Virus, hongos y bacterias producen reducciones importantes en la producción, además de afectar de manera adversa la calidad de los cultivos.
o Tolerancia a estrés abiótico: Tolerancia a heladas, sequía, salinidad, etc. Ej. Tomate tolerante a heladas. Soja tolerante a sequía.
o Aplicado a plantas ornamentales: disponibilidad de nuevos colores, tamaños, cambios en la arquitectura floral, etc. Ya existe en el mercado una rosa y clavel de color azul.
Bioseguridad de OGM
Marcos RegulatoriosMarcos Regulatorios
•Los criterios y metodologías para la evaluación de la inocuidad tiene por objeto:
oIdentificar y caracterizar efectos no intencionales.o Seguridad de los nuevos rasgos introducidos.o Determinar si existe algún peligro (impactos sobre la inocuidad) o preocupación nutricional (aptitud nutricional) y reunir información sobre su carácter y gravedad.
•Se sigue un método estructurado de evaluación de inocuidad del
CRITERIOS APLICADOS PARA LA EVALUACIÓN DEL RIESGO EN ALIMENTOS DERIVADOS DE OGM
•Se sigue un método estructurado de evaluación de inocuidad del alimento, con aplicación caso por caso. •Debido a las dificultades para aplicar los procedimientos tradicionales de ensayo toxicólogo y evaluación de riesgo a alimentos completos, se hace necesario un enfoque más específico (comparativo) para evaluar la inocuidad de los alimentos derivados de OGMs. •El Enfoque Comparativo se basa en la comparación del OGM con un Homólogo o Contraparte convencional, el cual posee una Historia de Uso Seguro, aceptado como inocuo.
•Cada evento de transformación se evalúa como un nuevo caso. •Los datos e informaciones deben estar basados en sólidos principios científicos, obtenidos usando métodos apropiados y analizados mediante adecuadas técnicas estadísticas, debiendo ser de calidad y cantidad suficientes que permitan realizar una evaluación científica.
CRITERIOS APLICADOS PARA LA EVALUACIÓN DEL RIESGO EN ALIMENTOS DERIVADOS DE OGM
•Las conclusiones de las evaluaciones deben ser determinadas en base al “Peso de la Evidencia”, ya que no existe un solo estudio que permita determinar la Aptitud Alimentaria o existencia de Efectos Inesperados. •La suma de distintos tipos de evidencias experimentales en conjunto permitirán arribar a la conclusión respecto de la Aptitud Alimentaria del OGM analizado.
Evaluación de riesgosEnfoque Comparativo y su objetivo no consiste en tratar de identificar cada uno de los peligros asociados a un alimento determinado, sino en establecer cuáles son los peligros nuevos o alterados con respecto al alimento homólogo convencional
“Strategic Approaches in the Evaluation of the Science Underpinning GMO Regulatory Decision-making'' J. C BATISTA -SENASA
“Strategic Approaches in the Evaluation of the Science Underpinning GMO Regulatory Decision-making'' J. C BATISTA -SENASA
� 1) Descripción de la planta recombinante
� 2) Descripción de la planta homóloga y de su utilización como alimento
� 3) Descripción del organismo u organismos donantes del gen
� 4) Descripción de la modificación genética
� 5) Caracterización de la modificación genética:
EQUIVALENICIA SUSTANCIAL.Consiste en un análisis sobre la característica introducida per se como así tambiénsobre el alimento como un todo, los nutrientes o sustancias que contiene y podríanser dañinas, el procesado del alimento, su importancia en la dieta, los alimentos queel nuevo producto vaya a reemplazar, y los niveles esperados de consumo, entre
otros. La evaluación incluye las siguientes etapas:
� 5) Caracterización de la modificación genética:
� 6) Evaluación de la inocuidad:
a) sustancias expresadasEVALUACIONES DE POSIBLE TOXICIDAD
EVALUACIONES DE ALERGENICIDAD
b) Modificación de componentes esenciales
c) cambios en las rutas metabolicas
d) elaboración del alimento
e) Modificaciones en el perfile nutricional OGM vs noOGM
Aproximadamente 6 - 7 años.
Evaluación de la posible toxicidad: Toma en cuenta lanaturaleza química y la función de la nueva sustanciaexpresada e identifica la concentración de la misma enlas partes comestibles de la planta nueva. Tambiénconsidera la exposición corriente en la dieta y losposibles efectos en ciertos subgrupos de la población(lactantes, fenilcetonúricos, diabéticos, etc). Seefectúan estudios toxicológicos convencionales (porefectúan estudios toxicológicos convencionales (pormétodos bioquímicos y ensayos in vitro e in vivo conanimales de laboratorio) y el análisis es caso por caso,para cada una de las sustancias expresadas.
Evaluación de la posible alergenicidad: La alergiaalimentaria es una reacción del sistema inmune adeterminadas sustancias presentes en alimentos. En laactualidad se cuenta con una base de datos internacionalcon las proteínas responsables de las alergias alimentarias,con bancos de suero de pacientes con alergia a distintosalimentos y con metodologías de precisión para laalimentos y con metodologías de precisión para ladeterminación del posible potencial alergénico de lasproteínas codificadas por los transgenes. Para ello, lacomisión de FAO/OMS ha diseñado un esquema a seguirpara evaluar por múltiples factores el posible riesgo dealergenicidad
Como se autoriza un cultivo transgénico?Como se autoriza un cultivo transgénico?
CÓMO SE OBTIENE UN PERMISOFuente:http://www.minagri.gob.ar/site/agregado_de_valor/biotecnologia/55-OGM_COMERCIALES/index.php
Según lo establecido en la Resolución MAGyP Nº 763, el circuito para laautorización de la comercialización de Organismo Vegetal GenéticamenteModificado (OVGM) consta de un procedimiento administrativo en tres etapas:
1. Evaluación de los riesgos para los agroecosistemas derivados del cultivo en escalacomercial del OVGM en consideración. Esta evaluación está a cargo de la Dirección deBiotecnología y de la CONABIA, conforme a lo establecido en la normativavigente,RESOLUCIÓN SAGyP N° 701/11.vigente,RESOLUCIÓN SAGyP N° 701/11.
2. Evaluación del material para uso alimentario, humano y animal, la cual es competenciadel Servicio Nacional de Sanidad y Calidad Agroalimentaria (SENASA) y del ComitéTécnico Asesor para el Uso de OGM (CTAUOGM), de acuerdo a lo normadopor Resolución SENASA N° 412/02.
3. Dictamen sobre los impactos productivos y comerciales respecto de la comercializacióndel material genéticamente modificado a cargo de la Dirección de Mercados Agrícolas delMinisterio de Agricultura, Ganadería y Pesca, de acuerdo a la Resolución SAGyP Nº 510.
CONABIA� Representaciones del sector público:
� -Secretaría de Ambiente y Desarrollo Sustentable = 2
� SECRETARIA DE POLITICAS, REGULACION Y RELACIONES SANITARIAS del
MINISTERIO DE SALUD = 2
� - INTA (dos por vegetales y dos por microorg y animales) =4
� - CONICET = 4
� - Instituto Nacional de Semillas (INASE) = 3
� - Servicio Nacional de Sanidad y Calidad Agroalimentaria (SENASA) (dos por
vegetales; 2 por microorg; 2 por animales) =6
� - Universidades Nacionales (Rosario, Comahue, San Martin, UBA) = 9
34
Resolución Nº 437/2012
� - Asociacion Argentina de Ecología (AsAE) = 2
� - EEA Obispo Colombres Gobierno Provincia Tucumán =2
� Representaciones del sector privado:� - Comité de Biotecnología de la Asociación de Semilleros de Argentina =2
� - Foro Argentino de Biotecnología = 2
� - Cámara de Productos de Sanidad Agropecuaria y Fertilizantes(CASAFE) = 2
� - Cámara Argentina de Productos Veterinarios (CAPROVE)= 2
� AACREA =2
� AAPRESID =2
� Chacra Experimental Agricola Santa Rosa =2
14
Aproximadamente 6 - 7 años.
Concluciones
La reglamentación existente en Argentina certifica que losorganismos genéticamente modificados (OGM) tienen lasmismas propiedades que las variedades convencionales (noOGM), excepto por la nueva característica agregada medianteOGM), excepto por la nueva característica agregada medianteingeniería genética.
La autorización para la comercialización de un cultivotransgénico está a cargo de la Secretaría de Agricultura,Ganadería, Pesca y Alimentación (SAGPyA). Cada solicitudcorrespondiente a un nuevo evento transgénico es evaluadapara su aprobación por tres comisiones asesoras (CONABIA,Comisión de OGM del SENASA y DNMA):
bh
Especie Característica introducida Evento de
Transformación
Solicitante Resolución
Soja Tolerancia a glifosato "40-3-2" Nidera S. A. SAPyA N°167 (25-3-96)
Maíz Resistencia a Lepidópteros "176" Ciba-Geigy S. A. SAGPyA N°19 (16-1-98)
Maíz Tolerancia a Glufosinato de Amonio "T25"* AgrEvo S. A. SAGPyA N°372 (23-6-98)
Algodón Resistencia a Lepidópteros "MON 531"
Monsanto Argentina
S.A.I.C. SAGPyA N°428 (16-7-98).
Maíz Resistencia a Lepidópteros "MON 810"
Monsanto Argentina
S.A.I.C. SAGPyA N°429 (16-7-98).
Algodón Tolerancia a glifosato "MON 1445"
Monsanto Argentina
S.A.I.C. SAGPyA N°32 (25-4-01).
Maíz Resistencia a Lepidópteros " Bt 11" Novartis Agrosem S.A. SAGPyA N°392 (27-7-01).
Maíz Tolerancia a glifosato " NK 603 "
Monsanto Argentina
S.A.I.C. SAGPyA N°640 (13-7-04).
Maíz
Resistencia a Lepidópteros y
tolerancia a Glufosinato de Amonio "TC 1507"
Dow AgroSciences S.A.y
SAGPyA N°143 (15-03-05)Pioneer Argentina S.AMaíz tolerancia a Glufosinato de Amonio "TC 1507" SAGPyA N°143 (15-03-05)Pioneer Argentina S.A
Maíz Tolerancia a Glifosato "GA 21" Syngenta Seeds S.A. SAGPyA N°640 (22-08-05)
Maíz
Tolerancia a glifosato y resistencia a
Lepidópteros "NK603x810" Monsanto SAGPyA Nº 78(28/08/07)
Maíz
Resistencia a Lepidópteros y
tolerancia a Glufosinato de Amonio y
Glifosato "1507xNK603"
Dow AgroSciences S.A.y
Pioneer Argentina S.R.L. SAGPyA Nº 434(28/05/08)
Algodón
Resistencia a Lepidópteros y
Tolerancia a glifosato "MON531xMON1445"
Monsanto Argentina
S.A.I.C.
SAGPyA Nº 82
(10/02/09)
Maíz
Tolerancia a glifosato y Resistencia
a Lepidópteros "Bt11xGA21" Syngenta Agro S.A.
SAGPyA Nº 235
(21/12/09)
Maíz
Tolerancia a glifosato y Resistencia
a Coleópteros "MON88017" Monsanto S.A.I.C. SAGPyA Nº 640 (07/10/10)
Maíz Resistencia a Lepidópteros "MON89034" Monsanto S.A.I.C. SAGPyA Nº 641 (07/10/10)
Maíz
Tolerancia a glifosato y Resistencia
a Lepidópteros y Coleópteros
"MON89034 x
MON88017" Monsanto S.A.I.C. SAGPyA Nº 642 (07/10/10)
Maíz Resistencia a Lepidópteros "MIR162" Syngenta Agro S.A. SAGyP Nº 266 (19/05/11)
SojaTolerancia a glufosinato de amonio A2704-12 Bayer S.A.
SAGPyA
N°516(23/08/11)
SojaTolerancia a glufosinato de amonio A5547-127 Bayer S.A.
SAGPyA
N°516(23/08/11)
Maíz
Resistencia a Lepidópteros y tolerancia a glifosato y a glufosinato de amonio Bt11xGA21xMIR162
Syngenta Agro S.A.
SAGPyA
N°684(27/10/11)
Maíz
Tolerancia a glifosato y a herbicidas que inhiben la enzima acetolactato sintasa DP-098140-6
Pioneer Argentina S.R.L.
SAGyP Nº
797(01/12/11)
Resistencia a Lepidópteros y a Coleópteros y tolerancia a glifosato y a glufosinato
Bt11xMIR162xMIR604xGA21
Syngenta Agro SAGyP Nº
y todas las combinaciones Maíz
a glifosato y a glufosinato de amonio
Syngenta Agro S.A
SAGyP Nº
111(15/03/12)y todas las combinaciones
intermedias
Maíz Resistencia a Coleópteros MIR604Syngenta Agro S.A
SAGyP Nº
111(15/03/12)
Maíz
Resistencia a Lepidópteros y tolerancia a Glufosinato de Amonio y Glifosato MON89034xTC1507xNK603
Dow AgroSciences S.A.y
SAGyP Nº
382(23/07/12)Monsanto Argentina S.A.I.C
Maíz
Resistencia a Lepidópteros y tolerancia a Glifosato MON89034xNK603
Monsanto Argentina S.A.I.C
SAGyP Nº
382(23/07/12)
Soja
Resistencia a Lepidópteros y Tolerancia a glifosato MON87701xMON89788
Monsanto Argentina S.A.I.C
SAGyP Nº
446(10/08/12)
MAIZ
En nuestro país están aprobados distintos eventosbt, resistencias a glifosato y glufosinato. Ademásexisten lo que se denominan eventos apilados, esdecir tienen más de un evento incorporado.
Soja
En nuestro país están aprobados eventos de resistenciaa glifosoto (RR) , glufosinato (LL) y recientemente bt.También un nuevo evento resistente a glifosato (RR2) yeventos apilados RR2, bt.
Algodón
En nuestro país están aprobados eventos deresistencia a glifosato (RR) y resistentes alepidópteros (Bt)
Algunos datos…En Argentina, en 2011/2012:- Casi el 100% de la superficie de soja fue sembrada con soja tolerante al herbicidaglifosato (18.800.000 has.)- Maíz transgénico ocupó el 92% del área destinada a maíz (4.200.000 has.).- 2,4 millones de has, maíz con características acumuladas (resistencia a insectos ytolerancia a herbicida), o sea el 57% del total. El resto de la superficie de maízcorrespondió a maíz resistente a insectos (1,4 millones de has., o sea el 33% del área totalde maíz) y tolerante a herbicida (400.000 has., el 10% del total de maíz).
- El algodón GM ocupó el 100% del área total del cultivo (575.000 has.). El 12% (69.000- El algodón GM ocupó el 100% del área total del cultivo (575.000 has.). El 12% (69.000has.) correspondió a algodón tolerante a glifosato y el 88% a variedades de algodón condos características acumuladas (tolerancia a glifosato y resistencia a insectos, 506.000has.).
- La superficie total de transgénicos fue de 23,6 millones de has en 2011/2012.- 0,8 millones de hectáreas más que en la campaña anterior (equivale a un aumento de3,2%).- Con el 15% de la superficie global de OGM, Argentina es el tercer país productorde transgénicos, después de Estados Unidos y Brasil.
Evolución de la superficie sembrada en Argentina con soja, maíz y algodón genéticamente modificados, expresada como porcentaje de sus respectivas áreas totales. Fuente: ArgenBio
2015.
Soja Transgénica RR (Roundup Ready)
Contiene un gen que le confiere resistencia al herbicida glifosato,proveniente de una bacteria del suelo.
El glifosato actúa en todas las especies vegetales inhibiendo la actividadde las enzimas que sintetizan los aminoácidos aromáticos. Estosaminoácidos son necesarios en la fotosíntesis y por ello las plantas al nopoder sintetizarlos mueren o frenan considerablemente su crecimiento. Lapoder sintetizarlos mueren o frenan considerablemente su crecimiento. Lasoja transgénica posee un gen que codifica otra enzima capaz de sintetizarestos AAc.
Como funciona la soja RR ?
A B
A B
SOJA NO RR
A B
A BSOJA RR
TRANSGEN RR
Controversias de la soja transgénica
La Agencia de Protección Ambiental (EPA) y la OMSclasificaron los herbicidas con glifosato como levemente tóxicos.De acuerdo a la SAGPyA:"El glifosato corresponde a un producto Clase IV, a una banda de color verde y la leyenda de "Cuidado" en negro, lo que significa que normalmente no ofrece peligro"
El glifosato se encuentra inscripto en elRegistro Nacional de Terapéutica Vegetal, enlos términos del Manual de Procedimientos,Criterios y Alcances para el Registro deProductos Fitosanitarios en la RepublicaArgentina, aprobado por ResoluciónSAGPYA Nº 350/99.
“TODOS” LOS PRODUCTOS QUIMICOS SON PELIGROSOS Y DEBEN MANEJARSE CON CRITERIO Y PRECAUCIONCRITERIO Y PRECAUCION
EJ:
El NONIL FENOL y NONIL FENOL ETOXILADO son loscomponentes activos utilizados en la mayoría de los tensioactivos ysurfactantes (detergentes). Estos activos han sido prohibidos enEUROPA.El parlamento europeo los clasifico como“SUSTANCIAS PELIGROSAS PRIORITARIAS”
Solo una reflexión …..…
“No hay que demonizar ni idealizar
las tecnologías. Es el uso que se
hace de ellas lo que las vuelve
positivas o negativas.positivas o negativas.
Utilicemos el método científico
para evaluarlas y tengamos
criterio al utilizarlas”
UN EJEMPLO :
La energía nuclearsiempre ha estado allí. Elhombre al descubrir la
“Cuando me preguntaron sobre
algún arma capaz de
contrarrestar el poder de la
bomba atómica yo sugerí la
mejor de todas:la paz.”
(Albert Einstein 1879-1955)
hombre al descubrir lamanera de utilizarla haobrado de distintasformas.
