La razón que explica que se puede construir plantas transgénicas es la presencia universal de ADN (Ácido desoxirribonucleico) en las células de todos los organismos vivos. Esta molécula almacena la información genética del organismo y organiza los procesos metabólicos de la vida. La información genética es especificada por la secuencia de cuatro bases químicas (Adenina, Citosina, guanina, y timina) a lo largo de la molécula de ADN. Los genes son segmentos separados de ADN que codifican la información necesaria para conjuntar una proteína especifica. Las proteínas funcionan entonces como enzimas que catalizan reacciones bioquímicas, o como unidades estructurales o de almacenamiento de una célula, y contribuyen a la expresión de una característica de la planta.
Entre los instrumentos más importantes del equipo del ingeniero genético están las enzimas que desempeñan funciones especificas en el ADN.
La anterior imagen muestra la estructura del ADN como una doble hélice con el elemento fundamental de fosfato de color amarillo verdoso y las bases en blanco y azul verdoso oscuro. Las figuras azules y rojas representan la estructura tridimensional de una enzima de restricción ( EcoR1 ), que reconoce y corta el ADN en una región especifica de esté. Otras enzimas llamadas ligasas unen los extremos de 2 fragmentos de ADN. Estas y otras enzimas permiten la manipulación y amplificación del ADN y son elementos escenciales para unir los ADN de 2 organismos no emparentados.
Localización de los genes que determinan las características de las plantas
En la actualidad sabemos relativamente poco acerca de los genes específicos necesarios para aumentar el potencial de rendimiento, mejorar la tolerancia a los factores desfavorables, modificar las propiedades químicas del producto cosechado o de alguna otra forma de afectar las características de la planta. En general, no basta identificar a un solo gen relacionado con una característica; los científicos deben conocer como esta regulado el gen, qué otros efectos podría tener en la planta y como interactúa con otros genes activos en la misma vía bioquímica. Estos esfuerzos deben conducir a la idenficación de una gran cantidad de genes en potencia útiles para producir variedades transgenicas.
Diseño de genes para la inserción
Una vez que se ha aislado y clonado (amplificado en un vector bacteriano) un gen, debe ser sometido a varias modificaciones antes de que pueda ser efectivamente insertado en una planta.
Modificaciones.
Es preciso agregar una secuencia promotora para que el gen sea expresado correctamente (traducido como un producto proteínico). El promotor es la llave de encendido y apagado que controla cuando y donde se expresará el gen en la planta. El promotor utilizado en la actualidad en cultivos transgénicos causa la expresión del gen durante todo el ciclo de la planta en la mayoría de los tejidos. El promotor constitutivo usado mas comúnmente es CaMV358, proveniente del virus del mosaico del coliflor. Otros promotores son mas específicos y responden a señales indicadoras en el medio interno o externo de la planta. Un ejemplo de un promotor inducible por la luz es el promotor del gen "cab", que codifica la principal proteína fijadora de clorofilas a y b.
A veces, el gen clonado es modificado para lograr una mayor expresión en una planta. Por ejemplo, el gen Bt para la resistencia a los insectos es de origen bacteriano y tiene un porcentaje mas elevado de pares de Nucleótidos A-T, en comparación con las plantas, que prefieren los pares de nucleótidos G-C. En una modificación inteligente, los investigadores sustituyeron los nucleótidos A-T con nucleótidos G-C en el gen Bt, sin modificar considerablemente la secuencia de aminoácidos el resultado fue una mayor producción del producto génico en las células de la planta.
La secuencia de terminación indica a la maquinaria celular que se ha alcanzado el final de la secuencia génica.
Se agrega un gen marcador seleccionable al "constructo" génico con el fin de identificar las células o tejidos de la planta que ha integrado con éxito el transgen. Esto es necesario porque rara vez se produce la incorporación y expresión de transgenes en células de plantas, que se logran en apenas un pequeño porcentaje de los tejidos o células beneficiarios. Los genes marcadores seleccionables codifican proteínas que proporcionan resistencia a agentes normalmente tóxicos para las plantas, como lo antibióticos o herbicidas. Lo que permitirá a la semilla germinar al plantarla en un medio que contenga herbicidas o antibióticos.
Transformación de las plantas
La transformación es un cambio heredable en una célula u organismo, producido por la absorción y establecimiento del ADN introducido. Hay 2 métodos principales para transformas las células y tejidos de las plantas:
La pistola de genes. Esta técnica es aplicada especialmente en la transformación de especies monocotiledóneas como el Maíz y el arroz.
Método con Agrobacterium. Aplicada en dicotiledóneas y en monocotiledóneas. En general esta técnica es preferible que la pistola de genes porque es mayor la frecuencia de inserciones en un solo sitio de ADN extraño, lo cual facilita la vigilancia.
El método con agrobacterium
Agrobacterium tumefaciens es una notable especie de bacterias que viven en el suelo y tienen la capacidad de infectar las células de las plantas con un fragmento de su ADN. Cuando el ADN bacteriano se integra en un cromosoma de la planta, se apodera efectivamente de la maquinaria celular de ésta y la usa para asegurar la proliferación de la población bacteriana.
Diagrama de la célula de agrobacterium tumefaciens
El ADN de una célula de A. Tumefaciens produce enfermedades caracterizadas por agallas de la corona de muchas plantas. Por su facilidad para contaminar una planta por medio de una lesión, los científicos decidieron que para utilizarla como vector del Transgen, los científicos han eliminado la sección de ADN-T inductora de tumores y han conservado regiones fronterizas del ADN-T y los genes vir. El transgen es insertado entre las regiones fronterizas del ADN-T, desde donde es transferido a la célula de la planta para integrarse en los cromosomas de esta.
Selección y regeneración.
Selección de tejidos transformados con éxito. Después del proceso de inserción del gen, los tejidos de la planta son transferidos a un medio selectivo que contiene un antibiótico o un herbicida, según el marcador seleccionable que se usó. Sólo las plantas que expresan el gen marcador seleccionable sobrevivirán, y se supone que estas plantas también poseerán el transgen de interés. Por lo tanto, en los procesos subsiguientes del proceso se utilizarán únicamente estas plantas sobrevivientes.
Regeneración de plantas completas.
Para obtener plantas completas a partir de tejidos transgenicos como los embriones inmaduros, se cultivan éstos en condiciones ambientales controladas en una serie de medios que contienen nutrimentos y hormonas, proceso conocido como el cultivo de tejidos. Una vez que se generan plantas completas y éstas producen semillas, comienza la evaluación de la progenie. Este paso de la regeneración ha sido un obstáculo al producir plantas transgenicas en muchas especies, pero ahora se puede transformar y regenerar variedades especificas de la mayoría de los cultivos.
Avances futuros en la tecnología transgénica
Las técnicas nuevas para producir plantas transgenicas mejorarán la eficiencia del proceso y contribuirán a mitigar a algunas de las inquietudes en cuanto a efectos sobre el medio ambiente y la salud. Entre los cambios previstos están los siguientes:
Una transformación mas eficiente, es decir, un porcentaje mas elevado de células de la planta incorporarán con éxito el transgen.
Mejores genes marcadores para remplazar el empleo de genes de la resistencia a antibióticos.
Mejor control de la expresión génica mediante promotores más específicos, de tal modo que el gen insertado será activo sólo cuando y donde se requiera.
Transferencia de fragmentos de ADN de múltiples genes para modificar caracteres más complejos.
Pruebas de Verificación
Un elemento intrínseco de la producción de plantas transgenicas es el extenso proceso de evaluación para verificar si el gen insertado se ha incorporado de manera estable sin efectos nocivos sobre otras funciones de la planta, la calidad del producto o el agroecosistema para el cual esta destinado. La evaluación inicial incluye prestar atención a:
La actividad del gen introducido
La herencia estable del gen
Efectos no buscados sobre el crecimiento de la planta, el rendimiento y la calidad.
Cuando una planta pasa por estas pruebas no es usada directamente para la producción sino para ser cruzada con variedades mejoradas. Sucede esto porque sólo unas cuantas variedades de un determinado cultivo pueden ser transformadas eficientemente y estas variedades en general no poseen todas la cualidades esperadas por los productores ni por los consumidores. La cruza inicial con la variedad mejorada debe ser seguida de varios ciclos de cruzamientos repetidos con el progenitor mejorado, proceso conocido como retrocruzamiento.
El siguiente paso son los ensayos en diferentes años en campo y en invernadero para comprobar los efectos del transgen y el desempeño general de la planta y múltiples sitios. Esta fase evalúa los efectos ambientales y la inocuidad alimentaría.
Tema: USO DE ABONOS ORGANICOS,PREVENCION ENFERMEDADES EN CAFE
PRACTICAS PARA PREVENIR PLAGAS,ENFERMEDADES
SI YA LAS HAY.QUE SE PUEDE HACER?
marcela – medellin-colombia
14/04/11 - 16:27
Tema: agricultura transgenica y agricultura organica
tiempos atras no hace mucho las personas estaban enfermando de caencer al ver tanta poblacion con este problema las investigaciones son claras de que la comida que se estaba cosechando provocaba el cancer por sus multiples quimicos,pesticidas,plagas. coomo un cultivo requiere mucho cuidado y las herramientas naturales no colaboraban surgio la idea de modificar su ADN para evitar la aplicacion de estos quimicos me parece que es razonable ya que no corremos tanto riesgo con nuestra salud ya que no falta el desonesto; LA DUDA que tengo es por que el documento ve los 2 tipos de agricultiras por caminos totalmente distintos creo que se pueden combinar las dos maneras obteniendo un satisfactorio resultado.
angeles – morelos
09/04/11 - 22:51
Tema: metodos de desechos de los quimicos
Desechos clnicos de hospitales incluyendo los que contienen microorganismos viables o sus toxinas, agentes etiolgicos de enfermedades propias tanto de animales o del hombre;
Desechos de la produccin de productos farmacuticos y biocidas (abonos orgnicos, plaguicidas);
Desechos de la produccin de productos qumicos como preservantes de madera, disolventes orgnicos, pigmentos de pinturas, lacas, barnices;
Desechos de operaciones de temple y tratamiento trmico;
Residuos alquitranados de los procesos de refinacin y destilacin;
Resinas, ltex, plastificantes o colas y adhesivos;
Materiales fotogrficos;
Rayos csmicos;
Radiaciones no ionizantes (rayos lser, luz UV, campos electromagnticos de baja frecuencia, etc.);
Radiaciones ionizantes;
Aguas termales;
Productos ecotxicos en general.
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Desechos de la produccin de productos qumicos como preservantes de madera, disolventes orgnicos, pigmentos de pinturas, lacas, barnices;
Desechos de operaciones de temple y tratamiento trmico;
Residuos alquitranados de los procesos de refinacin y destilacin;
Resinas, ltex, plastificantes o colas y adhesivos;
Materiales fotogrficos;
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Radiaciones no ionizantes (rayos lser, luz UV, campos electromagnticos de baja frecuencia, etc.);
Radiaciones ionizantes;
Aguas termales;
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Desechos de la produccin de productos qumicos como preservantes de madera, disolventes orgnicos, pigmentos de pinturas, lacas, barnices;
Desechos de operaciones de temple y tratamiento trmico;
Residuos alquitranados de los procesos de refinacin y destilacin;
Resinas, ltex, plastificantes o colas y adhesivos;
Materiales fotogrficos;
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Radiaciones ionizantes;
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rudi pichardo – santiago.,rep.dominicana
12/06/10 - 02:41
Tema: los transgenicos.
quisiera saber, si despues que se agota el prosedimiento completo para la obtencion de una variedad cual sea, las caracteristicas deseadas ya obtenidas mediante el recruzamiento,no sufren degeneracion con el tiempo,o esta pueden estar presentes,pero con menos o mayor notoriedad que el metodo tradicional mendeliano,me refiero a la segregacion, heterosis, y perpetuidad.
jose felix – alajuela Costa Rica
15/04/10 - 16:24
Tema: uso de la bacteria hema en el cultivo del cafe
hemos estado experimentando en el cultivo del cafe con la bacteria hema y microorganismos de montaa con resultados imprecionantes con todas las enfermedades fungosas en los cultivos perecnes del cafe en Costa Rica ya tenemos dos aos de utilizarla con magnificos resultado se despide de ustedes muy respetuosamente jose felix corrales
diana – tijuana
02/02/10 - 09:08
Tema: gracia
mucha gracia por esa informacion por k saque un diez en el exsamen de ciencia
ana andrade – venezuela
19/01/10 - 04:57
Tema: graxias
esta muy interesante este articulo... nuestro grupo de seminario esta elaborando un informe sobre estos alimentos, tu nos has proporcionado algo asi q gracias por la buena informacion..? :)
Iniciación al botellón Los jóvenes que hacen botellón cada vez se inician antes y con mayores cantidades de alcohol
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Diseño de genes para la inserción
Diagrama de la célula de agrobacterium tumefaciens
