¿Qué son los organismos genéticamente modificados … · o de la recombinación y que no son...
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¿Qué son los organismos
genéticamente modificados
(OGMs)?
Dra. Laura Esther Tovar Castillo
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DNA, RNA Y PROTEÍNAS
Conceptos
Célula
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Acido Desoxiribonucléico
DNA:
4 nucleótidos: Adenina (A), Timina (T), Guanina (G) y Citosina (C)
Dos cadenas apareadas por puentes de hidrógeno entre A/T, y G/C= Estructura CLASICA del DNA
Las bases FORMAN UN CODIGO
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Acido Ribonucléico
RNA
Sintetizado a partir de DNA a través de una Polimerasa de RNA
4 ribonucleótidos: Adenina (A), Uracilo (U), Guanina (G) y Citosina (C)
Nucleótidos unidos forman unahebra
Molécula de una sola cadena
Es una copia de las bases y llevan El CODIGO
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Proteínas
Proteínas:
Cadenas largas de aminoácidos (al menos 20 residuos)
Generadas a partir de RNAm
Funciones biológicas: Enzimas
Toxinas
Transporte
Modificaciones post-traduccionales: Metilación
Fosforilación
GlicosilaciónResultado del CODIGO
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¿Qué es un gene?
GENOMA: Material genético de un organismo.
Esta en TODAS las células
Gene:
Contiene la información de un organismo y es capaz pasar sus rasgos genéticos a la siguiente generación
Región del genoma que corresponde a una unidad hereditaria asociada a regiones reguladoras
Región transcribible que codifica para un producto difusible ya sea una proteína o un RNA
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¿Cómo se expresa un gene?
DNA RNA Proteína
TraducciónTranscripción
Código para llegar a las
proteínas
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DNA
RNAm
Promotor
Gene
Terminador
Transcripción
Expresión Genética:
Del DNA a la Proteína
Estructura General de un Gene
Traducción
Proteína
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Quienes tienen DNA
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Los genes codifican para diferentes proteínas .
Quiero C EO M R algo
C EO S R
C EO C R
C RO R E R
Cambia el sentido de la oración!
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Cambios en la secuencia genómica de una especie (mutaciones,
inserciones, deleciones y número de copia) se reflejan en las
características visibles (fenotipo) de los individuos que la conforman.
Estos polimorfismos permiten entender la variación genética entre individuos.
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OVM: organismo vivo modificado (= OGM)
Cualquier organismo vivo que posea una
combinación nueva de material genético que
se haya obtenido mediante la aplicación de labiotecnología moderna*
Protocolo Cartagena, 2000; LBOGM 2005
Cultivos GM
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Identificar genes que confieran las características deseadas y se
integran al DNA en la bacteria, eventualmente éstas características
podrán ser transferidas a la planta…
Producción de Vitaminas
Tolerancia a sequía
Mejor absorción de
nutrientes
GA T G A CT A CT
Resistencia a plagas
Como se genera un OGM
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Métodos de introducción
de DNA a una célula
Introducción de DNA exógeno a una célula
Transformación: introducción de DNA en bacterias
Transfección: introducción de DNA en plantas y animales
Transducción introducción de DNA mediante vectores virales
Electroporación
Por choque eléctrico, apertura de poros en membrana celular y se introduce DNA
Gene gun (biobalística)
Partículas de oro o tungsteno, recubiertas de DNA y disparadas a embriones o células jóvenes
Transformación con bacterias
Algunas bacterias pueden introducir DNA a plantas en proceso de infección
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Utilizando esta estrategia, el (los) gen(es) deseado(s) se inserta(n) en el
Genoma de las células de la planta que han sido infectada con la bacteria
modificada.
Como se genera un OGM
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Métodos de Transformación Genética Convencional
Transformación mediada por Agrobacterium sp. Transformación por Biobalística
Schell, Chilton, Van Montagu, Fraley, y Horsch, 1983. Sanford, 1986.
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A) Pequeñas partículas de oro o tungsteno se recubren del ADN que contiene las características deseadas.
B) Estas partículas se “disparan” a gran velocidad sobre las células a modificar.
D) Las células modificadas sepropagan, se seleccionan, y sehacen crecer hasta formar unanueva plántula.
C) El DNA externo penetra el genoma de las células, y
De esta forma el ADN se incorpora al genomade la planta que ahora esta genéticamentemodificada pues contiene la secuencia externade DNA que codifica para las nuevascaracterísticas.
Transformación por Biobalística
Sanford, 1986.
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Laboratorio
Modificado de Raymond Layton, Ph.D.
Invernadero Cultivo ComercialPruebas de
campo
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Primeros Organismos Modificados
Bacterias recombinantes productoras de Somatostatina[péptido neurotransmisor de 14 aminoácidos] (1976)
PRODUCTOS
RECOMBINANTESUTILIDAD
Insulina Humana Diabetes
Interferón (a, b) Leucemia, Cáncer
Hormona del Crecimiento Enanismo
Eritropoyetina Anemia y Fallas Renales
Interleucina-2 Inmunoterapia
Lipasas Detergentes
Vacuna Hepatitis B Programas Salud Humana
Vacuna Poliomielitis Programas Salud Humana
Anticuerpos Pruebas Diagnósticas
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El Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de laBiotecnología del Convenio sobre la Diversidad
Biológica (2000) define a la biotecnologíamoderna como la aplicación de:
a)Técnicas in vitro de ácido nucléico, incluidos el ácidodesoxirribonucleico (ADN)recombinante y la inyección directa deácido nucléico en células u orgánulos, o
b) La fusión de células más allá de la familia taxonómica,
que superan las barreras fisiológicas naturales de la reproduccióno de la recombinación y que no son técnicas utilizadas en lareproducción y selección tradicional.
BIOTECNOLOGÍA MODERNA
(PCB, 2000)
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Resis
tencia
a P
lagas
Tolerancia a herbicidas
OGMs de 1era Generación
Incremento de la Productividad debido al
mejoramiento de las características
agronómicas del cultivo.
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OGMs de 2nda Generación
Tolerancia a condiciones adversas:
• Sequía
• Heladas
• Suelos salinos
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OGMs de 3era Generación
Oleaginosas con contenidos grasos
de mejor calidad (Omega-3)
Vegetales (biofortificados) con mayor
contenido de aminoácidos esenciales,
minerales, vitaminas o modificados para
la mejor absorción de
nutrientes.
IRRM, 2009
CIAT, 2009
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OGMs de 4ta Generación
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Acercamiento a la Bioseguridad y a la Biotecnología
Vacunas recombinantes
Peces de Ornato
Ganado para la Producción de leche maternizada
Modelos de investigación
Enviro-pig
Productos lácteos biofortificados
Peces de crecimiento rápido
Mosquitos modificados para controlar enfermedades de relevancia epidemiológica
OTROS TIPOS DE OGMs…
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Ejemplos
Biotecnología en la Actualidad
Ahora
Algodón, Maíz
Organismos Genéticamente Modificados
Producción de hidrocarburos o combustibles por bacterias
Bacterias para limpieza de zonas contaminadas
Producción de proteínas recombinantes
Medicamentos (mAbs, insulinas, interferones, factores, etc)
Vacunas
Terapia génica
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Dra. Laura Esther Tovar Castillo
Secretaría Ejecutiva-CIBIOGEM
Tel. 55756878
e-mail: [email protected]