incrementos relativos de 1940 a 2000 mediante la utilización de programas de mejora (selección) en...
TRANSCRIPT
Incrementos relativos de 1940 a 2000 mediante la utilización de programas de mejora (selección) en especies animales y vegetales
SELECCIÓN DE REPRODUCTORES
-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% anualLitros de leche en vacuno: 2%relativamente nueva en acuicultura.
Agua dulce
marinos
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
Los genes deben llevar su propio promotor para garantizar su expresión y el lugar específico de ella.
Para conocer que células han sido modificadas (transformadas) se suele agregar un gen marcador selectivo. (GPF-geen fluorescence protein- resistencia a antibióticos,..)
DISEÑO DE GENES PARA LA TRANSFERENCIA (PLÁSMIDOS VECTORES)
Planta de tabaco con el GFP
Factor IX (hemofilia BHumano)
Promotor de la b-lactoglobin de oveja( expresión
en glándula mamaria)
MÉTODOS
Modificación de células madreClonación
MICRO INYECCIÓNInyectar un huevo fertilizado (esperma)con moléculas del ADN vector
óvulo
Inyección delvector
Individuo “heterocigoto”.Por cruzamientos se obtendrán homocigotos transgénicos
cubrir pequeñas partículas de tungsteno (1 micrón) con el plásmido
plásmido micropartículas
percutorCartucho de polvora
Proyec til
válvula
Micropartículas
Callos, células hembriones,…
TRANSFORMACIÓN POR ACELERADOR DE PARTÍCULAS (Bombardeo-Gene Gun)
Disparar las partículassobre los tejidos.
Introducción en un embrión en desarrollo
Nacimiento de quimeras.
cruzamientos
No transgénico
UTILIZACIÓN DE CÉLULAS MADRE
Modificación de células madre
100% transgénico
UTILIZACIÓN DE LA CLONACIÓN
descendiente100% transgénico
Células modificadas
Introducción del núcleo de las células modificadas en un óvulo anucleoado
Estimulación “in vitro” del desarrollo del óvulo
implantación en madre
ADN T
Genes vir
Se infectan hojas con la bacteria
Se fragmenta la hoja y se transfiera a placas de cultivo
Medio de cultivo con hormonas del crecimiento y kanamicina
Gen Bt
Gen Kan-RGen Bt
terminadores
Ti recombinante
Plásmido Ti
sin T-DNA
Plantas en crecimiento portadoras de los genes Bt y Kan-R
PLASMIDO RI (Agrobacterium ryzobium) produce multiples raices
País CultivoUSA Soja, maiz,algodón,canolaArgentina Soja maiz,algodónCanada soja, maiz,canolaChina algodónSudafri maiz,algodónAustrali algodónMexico algodónBulgaria maizRumaniasoja, patataEspaña maizAlemania maizFrancia maizUruguay maiz
ESPECIES VEGETALES TRANSGÉNICAS
-resistencia a plagas de insectos-resistencia a herbicidas-fijación N en no leguminosas-aumento valor nutritivo-maduración controlada
ALGUNOS TIPOS DE PLANTAS TRANSGENICAS COMERCIALIZADAS
RESISTENCIA (Bt) A INSECTOSOrigen Genes Tóxico paraBacillus Cry(A)a,b y c, Cry1B y D, CryA1C Ledidópterosthuringiensis. 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)
SS SS SS RS SS SS
SS SSSS RS SS SS
SS SSSS RS SS SS
Susceptibilidad y ResistenciaLa 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
RSRS
RS SS RR
Maiz Bt sin “refugio”
RS
SS SS SS
SS SS RS
SS SS
SS SS SS
RS
RS
SS
Cruzamiento más probable de RS
RS SS
SSRS
No RRs
Maiz Bt Maiz no-Bt (Refugio)
Tolerancia a GlifosatoObjetivo: Transformar plantas sensibles en
altamente tolerantes, para su aplicación directa
5-enolpiruvil-sikimato-3fosfato sintetasa
Glifosato (Roud up) Tabaco, algodónGlifosinato (Basta) Maíz, Soja
-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.
TOLERANCIA A HERBICIDAS
ALGUNOS TIPOS DE PLANTAS TRANSGENICAS COMERCIALIZADAS
TOLERANCIA A HERBICIDASOrigen Genes Tolerancia a Agrobacterium sp cepa CP4 CP4 EPSPS glifosatoStreptomyces hygroscopius Bar PPT (Phosphinothricin)
Bt + HERBICIDAS
soja infestada por malezas (izquierda) y soja Roundup Ready® (Monsanto)
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:
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.
Se produce una unión llave-cerradura entre la enzima y su copia antisentido, inutilizando ambas,
ArbolesAlamo, eucalipto, abeto, frutales-resistencia insectos-resistencia herbicidas-menos lignina
!!!!Tabaco sin nicotina!!!!!
Resistencia a enfermedades calidad de las uvas para vino y de mesa
Te y café-Maduración simultánea de los granos -!!descafeinados!! en forma natural
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’
Elección de mosaicos en línea germinal
Salmón patentado “Adquadventage” h. crecimiento+ p. anticongelante
Especie Gen introducido Efecto deseado y comentarios País
S.AtlánticoAFP AFP Salmón GH
Tolerancia a bajas temperaturas Crecimiento potenciado y eficiencia en función del alimento
USA, Canadá
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 GHCrecimiento potenciado y eficiencia en función del alimento; herencia estable
Canadá, U.K.
Tilapia GH de tilapia +Crecimiento y herencia estable Cuba
Salmónlisosoma 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
GHPotenciación del crecimiento del 33% en condiciones de cría piscícola
USA
Carpa GH de salmón y humanos
Potenciación del crecimiento del 150% en condiciones de cría piscícola; mayor resistencia a las enfermedades; tolerancia a bajos niveles de oxígeno
China, USA
Oreja de mar GH de salmón plateado + varios promotores
Crecimiento potenciado USA
OstrasGH de salmón plateado + varios promotores
Crecimiento potenciado USA