Transgénicos naturales y transgénicos de laboratorio

Inés Ponce de LeónDept. Biología MolecularInstituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable

Organismos genéticamente modificados (OGMs)

Un organismo genéticamente modificado(OMG u OGM) es un organismo cuyo materialgenético ha sido alterado usando técnicas deingeniería genética.

Gene

Cromosomas

DNA

GeneGene

CromosomasCromosomas

DNADNADNADNADNA

Un gen es un segmento de lamolécula de ADN . Cada gen codificapara una proteína.

Ingeniería genética

Transferencia de material genético mediante laingeniería genética. Permite transferir genes aun organismo , de la misma especie u otra,generando un organismo genéticamentemodificado.

transgénico cisgénico

Usos de los organismos genéticamente modificadosSALUDLos OGMs se vienen usando desde hace 25 años con el objetivo de producir proteínasidénticas 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

vacasLeche con hormona de crecimiento,Insulina (Argentina)

Sin efectos perjudiciales para la salud

ALIMENTACIÓNBacterias y hongos que producen enzimas de diferente origen

Enzimas quimosina en la producción de quesos (quimosina bovinaproducida en hongos)Amilasas en la producción de jarabePectinasas para la elaboración de jugosGlucanasas en la producción de cerveza

Sin efectos perjudiciales para la salud

Plantas modificadas genéticamente 1983

AGRO Carácter de interés:Mayor producciónProducción de fármacos

Tolerancia a herbicidas3-enolpiruvil-shiquimato-5-fosfatosintasa (EPSPS) de la bacteria delsuelo Agrobacterium tumefaciens.No se inactiva por el glifosato.Roundup

Resistencia a virusResistencia a insectosBt: Bacillus thuringiensis,toxina cry - lepidopteros

Uruguay

Cómo se generan las plantas modificadas genéticamente enel laboratorio?

Química: polietilenglicol

Física: Micro inyección o biobalística

Introducción del gen de interés medianteTransformación (diferentes según el tipo dePlanta)

ADN con característica de interésGen de interés: resistencia a enfermedades,tolerancia a sequía

Biológica: Agrobacterium tumefaciens

Se verifica donde se insertó el gen en el genoma de la planta transformada mediantetécnicas moleculares.

Secuenciación de la inserción enel genoma

Diferentes tipos de plantasgenéticamente modificadas. Edición del genoma

En una planta transgénica o cisgénica elfragmento de ADN se inserta al azar ynecesitamos marcadores de selección.Podemos saber donde está el cambioproducido en el genoma del organismo.

Mediante edición del genoma elegimosde antemano donde hacer la mutación, yno requiere mecanismos de selección yaque es un mecanismo muy eficiente.

Cruzamientos y selecciónartificial no natural

¿Cómo se generaron los cultivos que comemos hoy en día?

Cambios en el genoma queGeneralmente desconocemos.

En la agricultura se generaron variedades mediante mejoramiento genético.

Generación de variedades por mutagénesis buscandoCaracterísticas de interés (1950 hasta hoy en día)

The gamma field at Ibaraki, Japan

FAO/IAEA: miles de variedades comerciales (2200 aprox)http://mvgs.iaea.org/AboutMutantVarities.aspx

Cambios en el genoma quedesconocemos.

Sin efectos perjudiciales para la salud

Transferencia horizontal:La transferencia horizontal de material genético es un fenómeno que ocurreen todas las especies; bacterias, hongos, plantas.

Cumple un papel en la evolución delas especies y estructura del genoma

Existe transferencia horizontal de materialgenético de microorganismos a plantas comoel caso de la bacteria Agrobacteriumtumefaciens y Agrobacterium rhizogenes.

Boniatos; un ejemplo de transgénicos naturales.

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 expressedgenes: An example of a naturally transgenic food crop.

El boniato comercial tiene genes de labacteria Agrobacterium que codifican paraenzimas involucradas en la síntesis deauxinas. Estas hormonas están Involucradasen la formación de las raíces-el boniato esuna raíz.

Uso en investigaciónLínea de investigación, Depto Biología Molecular IIBCEMejorar la resistencia a patógenos con el fin de disminuir la aplicación de pesticidas

Ponce De León I, Sanz A, Castresana C (2002). Involvement of the Arabidopsis alpha-DOX1 fatty acid dioxygenase in protection againstoxidative stress and cell death. Plant J. 29(1):61-2.

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

La ingeniería genética es una herramienta útil y de alta precisión que permiteintroducir características de interés en vegetales. Podemos saber exactamentedonde está el cambio genético generado.

Consideraciones finales

Se pueden controlar y hacer trazabilidad

Buenas prácticas agrícolas

Regulación

GRACIAS….