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¿Qué son los organismos
genéticamente modificados
(OGMs)?
VI Día de Puertas Abiertas
Septiembre 11 de 2015
Dra. Laura Esther Tovar Castillo
Conceptos
DNA, RNA Y PROTEÍNAS
Célula
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
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 una
hebra
Molécula de una sola cadena
Es una copia de las bases y llevan El CODIGO
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
Glicosilación
Resultado del CODIGO
¿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
¿Cómo se expresa un gene?
Transcripción
DNA
Traducción
RNA
Código para llegar a las
proteínas
Proteína
Expresión Genética:
Del DNA a la Proteína
Estructura General de un Gene
DNA
Gene
Promotor
Terminador
Transcripción
RNAm
Traducción
Proteína
Los genes codifican para diferentes proteínas .
Quiero
C
O
M
E
R
C
O
S
E
R
C
O
C
E
R
C
O
R
R
E
Cambia el sentido de la oración!
algo
R
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.
Como se genera un OGM
Identificar genes que confieran las características deseadas y se
integran al DNA en la bacteria, eventualmente éstas características
podrán ser transferidas a la planta…
A
T
Mejor absorción de
nutrientes
Producción de Vitaminas
Tolerancia a sequía
T
A
G
T
A
Resistencia a plagas
C
C
G
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


Gene gun (biobalística)


Por choque eléctrico, apertura de poros en membrana celular y se introduce
DNA
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
Como se genera un OGM
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.
Transformación mediada por
Agrobacterium sp.
Schell, Chilton, Van Montagu, Fraley, y Horsch, 1983.
Planta
GM
Transformación por Biobalística
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.
C) El DNA externo penetra el genoma de las células, y
D) Las células modificadas se
propagan, se seleccionan, y se
hacen crecer hasta formar una
nueva plántula.
De esta forma el ADN se incorpora al genoma
de la planta que ahora esta genéticamente
modificada pues contiene la secuencia externa
de DNA que codifica para las nuevas
características.
Sanford,
1986.
OVM: organismo vivo modificado (= OGM)
Cualquier organismo vivo que posea una
combinación nueva de material genético que
se haya obtenido mediante la aplicación de la
biotecnología moderna*
Cultivos GM
Protocolo Cartagena, 2000; LBOGM 2005
BIOTECNOLOGÍA MODERNA
El Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la
Biotecnología del Convenio sobre la Diversidad
Biológica (2000) define a la biotecnología
moderna como la aplicación de:
a)Técnicas in vitro de ácido nucléico, incluidos el ácido
desoxirribonucleico (ADN)recombinante y la inyección directa de
ácido 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 reproducción
o de la recombinación y que no son técnicas utilizadas en la
reproducción y selección tradicional.
(PCB, 2000)
Resistencia a Plagas
OGMs de 1era Generación
Incremento de la Productividad debido al
mejoramiento de las características
agronómicas del cultivo.
Tolerancia a herbicidas
OGMs de 2nda Generación
Tolerancia a condiciones adversas:
• Sequía
• Heladas
• Suelos salinos
OGMs de 3era Generación
IRRM, 2009
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
CIAT, 2009
nutrientes.
OGMs de 4ta Generación
OTROS TIPOS DE OGMs…
Peces de
crecimiento rápido
Enviro-pig
Modelos de
investigación
Ganado para la Producción
de leche maternizada
Peces de Ornato
Productos lácteos
biofortificados
Vacunas recombinantes
Mosquitos modificados para controlar
enfermedades de relevancia epidemiológica
GRACIAS.
¿Preguntas?
• El
hombre
ha
seleccionado
y
modificado a las plantas.
• Más de 10,000 años.
• Fomento del avance de
la Ciencia y Tecnología.
Muchas de las variedades agrícolas comestibles más comunes
se generaron inicialmente a través de procesos de selección
humana favoreciendo las características deseables:
Variedades Agrícolas
Algunos resultados de años del trabajo de la humanidad...
Selección artificial
Ingeniería Genética
“La cruza del mejor con
el mejor esperando lo
mejor”
Reduce costos e
incrementa
rendimientos
La mutagénesis inducida se utiliza
desde mediados del siglo XX.
•
•
•
•
Sustancias químicas o radiaciones.
Cambios al AZAR.
Diversas mejoras.
Aprox. 3088 nuevas variedades
vegetales, 70% área de cultivo.
W. Murcott mandarin (left) and Tango (right).
Photo credit: T. Williams, UC Riverside.
Cambios semejantes a los que ocurren
naturalmente de manera espontánea.
No son considerados
Organismos Genéticamente Modificados (OGMs)
1. Endonucleasas Sitio Dirigidas (SDN) y Tecnología de
Dedos de Zinc
2. Oligonucleotide Directed Mutagenesis (ODM)
3. Cisgenesis/Intragenesis
4. Metilación de DNA dirigida por RNA (RdDM)
5.Reverse breeding & other "negative segregants"
6. Agro-infiltracion
7. Injerto sobre Patrón GM