Biotecnología, bioseguridad y biodiversidad 6to

Gobierno de Guatemala
Consejo Nacional de Áreas Protegidas
BIOTECNOLOGÍA, BIOSEGURIDAD Y BIODIVERSIDAD
PARA SEXTO GRADO DE PRIMARIA
Documento educativo No. 01-2015. 56 p.
Enero, 2015
El presente documento es producto del proyecto “Desarrolllo de Mecanismos para Fortalecer la Implementación
del Protocolo de Cartagena en Guatemala” Proyecto UNEP-GEF GFL 2328-2716 4B43, ejecutado por el Consejo
Nacional de Áreas Protegidas -CONAP-, a través de la Oficina Técnica de Biodiversidad -OTECBIO- , y financiado por
el Fondo Mundial para el Medio Ambiente (GEF, por sus siglas en inglés) y el Programa de Naciones Unidas para el
Medio Ambiente (PNUMA-UNEP).
Publicación patrocinada gracias al apoyo de GEF-UNEP.
Libro de texto avalado por el proyecto: Desarrollo de Mecanismos para Fortalecer la Implementación del Protocolo
de Cartagena en Guatemala”, OTECBIO.
Dr. César Azurdia
M. Sc. José Luis Echeverría
Textos
Lcda. Azucena Caremina Barrios Orozco
Recopilación y edición
Lcda. Azucena Caremina Barrios Orozco
Revisión
Dr. César Azurdia
Lcda. Marta Lidia Marroquín Reyes
M. Sc. Estuardo Solórzano
Mariam Castañeda
Inga. Nadia Lorena Díaz Banegas
Derek Esquivel Díaz
Diseño y diagramación
Lcda. Claudia Cecilia Ambrosy Velarde
Se sugiere citar el documento de la siguiente manera:
CONAP. 2015. Libro de texto de Biotecnología, Bioseguridad y Biodiversidad
para sexto primaria. Documento educativo No. 01-2015. 56 p.
Edición: 1000 ejemplares
Consejo Nacional de Áreas Protegidas - CONAP 5a avenida, 6-06 zona 1, edificio IPM, 5o, 6o y 7o Nivel, Guatemala, C.A.
PBX: +(502) 2422-6700
FAX: +(502) 2253-4141
conap.gob.gt
chmguatemala.gob.gt (portal especializado en diversidad biológica)
bchguatemala.gob.gt (portal especializado en seguridad de la biotecnología)
Esta publicación se realiza de acuerdo al normativo de propiedad intelectual de CONAP,
aprobado por el Consejo Nacional de Áreas Protegidas con fecha 28 de agosto del 2013
Presentación
o
a
d
a
Estim olar
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El presente libro de texto de Biotecnología, Biodiversidad
y Bioseguridad ha sido creado para que aumentes tus
conocimientos científicos y que de una manera más sencilla
aprendas y te informes sobre la Biotecnología moderna,
un campo relativamente nuevo de la ciencia.
El material incluye ejemplos concretos sobre los temas,
actividades para el aula, laboratorios en línea y lectura
de un cuento en cada tema; al finalizar tú eres el
protagonista de tu propio cuento.
Este proyecto permite la aplicación del Currículum Nacional Base
en el aula con una visión de permanente interacción con lo
que ocurre en la realidad de una forma dinámica, innovadora
y efectiva, motivando tu interés por el conocimiento de la
Biotecnología, esperando que su eficiente aplicación contribuya
al desarrollo de nuestro país.
La autora
3
Presentación
4
Índice de unidades
2
Pág. No. 7
Breve historia de la
Biotecnología ........................................
¿Qué es Biotecnología? ......................
Diferencias entre Biotecnología
tradicional y Biotecnología
moderna ................................................
Aplicaciones de la
Biotecnología ........................................
Importancia de la bioseguridad
en la Biotecnología ..............................
Seguridad alimentaria
y Biotecnología ......................................
¿Cómo vamos? .....................................
Pág. No. 15
8
10
La estructura celular
(núcleo, ADN, ARN,
código genético) ................................. 17
10
¿Qué es la
ingeniería genética? ...........................
21
11
Mecanismos de la
transformación genética ....................
22
Biología molecular ...............................
24
12
12
¿Cómo vamos? ..................................... 25
14
3
Pág. No. 27
¿Qué es un organismo
vivo modificado? ................................. 28
Generalidades de los OVMs ............... 29
Mecanismos de transformación
genética ............................................... 30
Aplicaciones de los OVMs .................. 30
Beneficios y riesgos
de los OVMs ......................................... 32
Etiquetado comercial
de los OVMs .......................................... 34
¿Cómo vamos? ..................................... 35
Pág. No. 37
¿Qué es diversidad
biológica? .............................................
38
¡Guatemala, país
megadiverso! .......................................
39
Convenios internacionales ................
42
¿Qué es un movimiento
transfronterizo? ....................................
44
Cultivos nativos de
Guatemala y OVMs ............................
44
¿Cómo vamos? ..................................... 47
5
Imáge
Breve historia de la Biotecnología
¿Qué es Biotecnología?
Diferencias entre Biotecnología
tradicional y Biotecnología moderna
Aplicaciones de la Biotecnología
Importancia de la bioseguridad
en la Biotecnología
Seguridad alimentaria y Biotecnología
Competencias en el Currículum Nacional Base -CNBCompetencias
Indicadores delogro
Contenidos
8. Realiza la
experimentación a
partir del uso de la
tecnología a su alcance,
dentro de un proceso
de investigación.
8.1. Utiliza la
información obtenida
durante la observación
para predecir posibles
resultados.
8.1.3. Utilización de
la tecnología (manejo
de información e
instrumentalización)
en la investigación.
nes
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por: c
ons.w
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dia.org
Unidad 1 • ¿Qué es y por qué Biotecnología?
Surge hace más de 7000 años.
stockvault.net
¿En tu casa han comido
queso, yogurt, pan, angelitos?
Año 6000 a. C. hasta 1700 d. C.
datan las primeras aplicaciones de
Biotecnología en cultivos, elaboración
de queso y pan.
¿Algún familiar es diabético
y toma pastillas para
regular el azúcar?
De 1700 a 1900 se realizan
experimentos y descubrimientos en
medicina, agricultura y genética,
entre los que sobresalen los de Luis
Pasteur, Gregor Johann Mendel
“Padre de la génetica”, Ernest
Duchesne, William James Beal, en
1953, James Watson y Francis Crick
quienes descubrieron la estructura
del ADN.
Breve historia de la Biotecnología
En 1918, Karl Ereky, ingeniero agrícola
húngaro, utilizó por primera vez la
palabra “biotecnología”.
En 1997, nació la oveja Dolly, primer
animal clonado.
En este siglo XXI se presentan los
Proyectos Genoma, se descifra la
secuencia de ácido
desoxirribunucleico o ADN de
numerosos organismos,
incluyendo al ser humano y surge
la primera ternera transgénica.
Imágenes por:
commons.wikimedia.org
En 1864 Luis Pasteur estudiando los diminutos enemigos
que descomponían los alimentos desarrolló un proceso
que actualmente lleva su nombre: pasteurización,
mediante el cual se eliminan microorganismos
y enzimas que los descomponen.
freepik.com
¿Sabías que...?
Época de avances en biomedicina,
circuitos integrados, computadoras
modernas. Todos estos contribuirán
a controlar mejor las enfermedades y
promover el descubrimiento y desarrollo
de energías renovables e incluso la
desaceleración del proceso
de envejecimiento.
Glosario
Ácido desoxirribonucleico
(ADN): ácido nucleico de doble
cadena, contiene información
genética codificada en la forma
de secuencias específicas de los
nucleótidos que lo constituyen.
8
Bacteria: pequeño organismo
unicelular portador de gérmenes
a veces dañinos.
Biomedicina: medicina clínica basada
en los principios de las ciencias naturales,
la biomedicina se basa en ciencias como
la biología o la bioquímica.
Biotecnología: cualquier
aplicación tecnológica que utilice
sistemas biológicos, organismos
vivos o sus derivados, con la
intención de hacer o modificar
productos o procesos para un
uso específico.
Energía renovable: es la que
se obtiene de fuentes naturales
virtualmente inagotables, ya sea
por la inmensa cantidad de
energía que contienen o porque
son capaces de regenerarse por
medios naturales.
Unidad 1 • ¿Qué es y por qué Biotecnología?
¿Cómo nació la Biotecnología?
A
buelo… -dice Santiagocuéntame ¿cómo nació la
Biotecnología?
Bueno, -dice el abuelo- siéntate y
transportémonos al pasado.
Hace unos 6000 años a. C. existían
civilizaciones como la de los
egipcios, mesopotámicos, griegos,
romanos… todos estos pueblos
contaban con materia prima…
© Claudia Ambrosy
Te cuento…
Abuelo…¿me
cuentas cómo nació
la Biotecnología?
Nos
transportaremos
al pasado...
-¿Tú sabes qué es la materia prima?
Pues, –dice Santiagoen la escuela me enseñaron que
son todos los productos que no han
sufrido transformación, llegan
a las fábricas y con ellos se producen
otros.
–¡Sí has aprendido en la escuela!
–dice el abuelo.
–Bien, te cuento que la Biotecnología
nació ante la necesidad del humano,
de experimentar con materias primas
como: la leche, la uva y otros productos.
Ahora dime, ¿qué productos podemos
obtener de la leche?
–Queso, yogurt, crema… –dice Santiago.
–Uhmmm, y ¿sabes cómo se hace el
queso o el yogurt?
–No, abuelo, ¿me explicas?
Fermentación: es la transformación
de algunas sustancias orgánicas por
microorganismos llamados, en general,
fermentos.
Genética: parte de la biología que
estudia las leyes de la herencia y de
todo lo relativo a ella.
Genoma: todo el material
genético en una célula u
organismo.
Materia prima: realidad
primaria de las que están
hechas las cosas.
–Claro.
En ese entonces se dieron cuenta de
que si dejaban la leche en un recipiente durante
varios días sucedía un proceso de fermentación
por efecto de las bacterias y así fue como
descubrieron un tipo de bacterias para preparar
el queso, el yogurt y la crema; de esa forma
también producían vinos y cerveza; además,
otros productos para el mejoramiento de cultivos
y animales domésticos. A esto se le ha llamado
Biotecnología tradicional, la que nació de la
observación y experimentación.
Ahora, en las últimas décadas, también existe la
Biotecnología moderna; de esa platicaremos
luego.
–¡Gracias abuelo!, hoy sí aprendí bastante; me
gusta lo que me cuentas.
Pasteurización: elevar la temperatura de
un alimento líquido a un nivel inferior al de
su punto de ebullición durante un corto tiempo,
enfriándolo después rápidamente, con el fin
de destruir los microorganismos sin alterar
la composición y cualidades del líquido.
Transformación
genética: fenómeno
por el que ciertas
células adquieren
material genético
de otras.
9
Unidad 1 • ¿Qué es y por qué Biotecnología?
La Biotecnología en sí no es una ciencia, es una aplicación de la
tecnología basada en biología con enfoque de varias disciplinas;
especialmente usada en: agricultura, farmacia, ingeniería,
electrónica, agronomía, veterinaria, genética y otras.
?
é
u
q
¿Bio logía
no
c
Biote
Biotecnología: es el uso de
organismos vivos o parte de ellos
para transformar a otros y generar
productos útiles al hombre.
Biotecnología
ingeniería
agronomía
farmacia
genética
Biotecnología
moderna
Diferencias
Se usan
microorganismos
que sirven para la
elaboración de
quesos, vinos, yogurt,
pan, injertos en plantas.
veterinaria
agricultura
Biotecnología
Biotecnología
clásica o
tradicional
Se usan técnicas
como cortar fragmentos
de ADN de un organismo
para introducirlo a otro
(OVM) lo que comúnmente
es llamado transgénico.
Glosario
10
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¡Te cuento que…!
Los científicos buscan formas de
aprovechar la tecnología biológica
generando alimentos más saludables,
mejores medicamentos, materiales
menos contaminantes, entre otros.
¿Qué opinas?
¿Cómo te ayuda la Biotecnología
para atender de mejor manera
los problemas de la vida
cotidiana?
OVM o transgénico: organismo vivo modificado. Cualquier organismo
vivo que posea una combinación nueva de material genético que se haya
obtenido mediante la aplicación de la biotecnología moderna.
Unidad 1 • ¿Qué es y por qué Biotecnología?
Aplicaciones de la Biotecnología
1. Agricultura
Para obtener mejores variedades
de trigo, maíz, papa y otros.
Aumento de la producción
de los cultivos.
Plantas transgénicas
que han dado origen a
cultivos más rentables
a nivel productivo,
nutritivo y económico.
3. Medioambiente
Tratamiento de aguas residuales
y basura, mediante el uso de
microorganismos, proceso conocido
como biorremediación.
Elaboración de biocombustibles,
utilizando plantas como materia prima.
Utiliza enzimas para actividades
industriales, lo que reduce
la contaminación.
2. Salud
Con medicina especializada
para personas que padecen
diabetes, enfermedades
cardiovasculares, entre otras.
Detección de enfermedades
de origen genético.
Creación de variedades de especies
con capacidad para enfrentar
algunos fenómenos del cambio
climático (sequía, exceso de
humedad, temperatura, frío)
Desarrollo de medicamentos.
4. Alimentación
Vacunas.
Utiliza técnicas para producir
o modificar un alimento.
¿Dónde
encontramos productos
biotecnológicos?
1.
2.
3.
4.
ACONTECIMIENTO IMPORTANTE
Mejoramiento en plantas y animales.
¿Sabías que...?
En los países donde se producen transgénicos,
la ley exige que sean sometidos a evaluaciones
profundas antes de comercializarlos, para
asegurarse de que no existan riesgos para la salud
del consumidor y cuidar la diversidad biológica
y el medio ambiente.
Glosario
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Control y calidad en los
alimentos que ingerimos.
La Biotecnología moderna en la
medicina se inició a partir del
descubrimiento del ADN
por Watson y Crick.
Se desarrolló la biología
molecular que permitió
descubrir los genes y su función
en el organismo, así como
estudiar su participación
en el desarrollo de enfermedades.
Biocombustible: combustible de origen
biológico obtenido de manera renovable
a partir de restos orgánicos.
11
Unidad 1 • ¿Qué es y por qué Biotecnología?
¡IMPORTANTE!
¿Sab
e
Bios s qué es
egur
idad
?
freeimages.com
El término bioseguridad
se refiere a los
procedimientos
y medidas empleados
para disminuir y eliminar los
posibles riesgos que
resultan de la Biotecnología
y sus productos.
Piensa...
Existen tratados, convenios y protocolos internacionales que velan
por la seguridad de las personas y orientan a los países a cumplirlos.
El Protocolo de Cartagena se relaciona con la bioseguridad; en 2003
fue firmado por más de 160 países, entre ellos, Guatemala.
Cuando vas al
mercado o
supermercado y
compras un jugo de
naranja,
¿te detienes a leer
la fecha de
vencimiento
freepik.com
del jugo?
SÍ _____
NO____
Por tu seguridad
debes hacerlo;
Seguridad alimentaria
todos los productos
deben tener fecha
de vencimiento.
¿Sabías que...?
Después de que millones de personas han
consumido alimentos transgénicos en países
de América y Europa, por varios años, aún no se
han detectados casos de efecto adverso para
la salud humana. Sin embargo, no se puede
asegurar que esto no ocurra a largo plazo.
12
Según la Organización de Naciones Unidas
para la Agricultura y la Alimentación (FAO),
la utilización apropiada de la biotecnología
ofrece considerables posibilidades para
mejorar la seguridad alimentaria.
freepik.com
La seguridad alimentaria es un derecho del cual todas las
personas deben gozar y que el Estado está obligado a garantizar
en forma permanente. La Ley del Sistema de Seguridad
Alimentaria y Nutricional establece que es el “Derecho de toda
persona a tener acceso físico, económico y social, oportuna y
permanentemente, a una alimentación adecuada en cantidad
y calidad, con pertinencia cultural, preferiblemente de origen
nacional, así como a su adecuado aprovechamiento biológico,
para mantener una vida saludable y activa”.
Unidad 1 • ¿Qué es y por qué Biotecnología?
Varias de estas tecnolo
gías, como el cultivo
de tejidos y los marca
dores moleculares,
se utilizan sin mayores
riesgos para
acelerar el fitomejora
miento tradicional.
Eso significa el mejora
miento genético de
las plantas para forta
lecer las
cualidades genéticas
de un cultivo.
a la
d
u
y
a
¿Cómo logía en la
no
ia?
Biotec d alimentar
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egurid
tomate
cacao
manzana
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maíz
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stockvault.net
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papa
chile pimiento
ASPECTOS POR TOMAR EN CUENTA EN EL USO
DE LA BIOTECNOLOGÍA MODERNA
UTILIDADES
Aumenta la producción de los
cultivos y reduce los costos de
producción.
Ayuda a los pequeños
agricultores creando cultivos
de mejor calidad, resistentes
a la sequía, insectos y otros
factores.
Beneficia a la población
de escasos recursos porque
fortalece los alimentos básicos
con la adición de vitaminas
esenciales.
Utilizar cultivos genéticamente
modificados permite la
reducción en la aplicación de
determinados herbicidas.
INCONVENIENTES
La mayoría de los productos
biotecnológicos están
protegidos por patentes
de propiedad intelectual de
ciertas empresas comerciales
transnacionales.
En Guatemala como centro
de origen,
, podría haber flujo
genético (de una variedad
a otra).
OPORTUNIDADES
Para que la Biotecnología
sirva a toda la humanidad,
el sector público debe
crear una normativa que
controle al sector
empresarial para garantizar
el acceso justo a la población
pobre y afectada por el
hambre.
¡Por nuestra seguridad alimentaria!
Se debe realizar un proceso de análisis de riesgo a todos los productos antes de su
importación o que salgan al mercado para consumo humano; también se deben
hacer análisis de riesgo ambiental para determinar los posibles efectos negativos que
los OVMs pueden ocasionar en el ambiente o la diversidad biológica.
Glosario
Cultivo de tejidos: técnica mediante la cual
es posible obtener plantas libres de microbios
en un medio nutritivo aséptico (estéril) en
condiciones ambientales controladas.
Fitomejoramiento tradicional:
mejoramiento de plantas; procedimiento
que realizan los agricultores e ingenieros
agrónomos.
Marcador molecular: es un segmento de
ADN con una ubicación física identificable
(locus) en un cromosoma y cuya herencia
genética se puede rastrear.
13
Unidad 1 • ¿Qué es y por qué Biotecnología?
¿Cóm
vam
s?
Resuelve las siguientes actividades.
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1. Escribe los productos que se obtienen de cada materia prima ilustrada:
2. Anota tres productos biotecnológicos que consumes con frecuencia en tu vida diaria:
3. Describe qué es inseguridad alimentaria a partir del concepto de seguridad alimentaria:
4. Explica la diferencia entre Biotecnología tradicional y Biotecnología moderna.
5. Realiza el laboratorio que encuentras en la siguiente dirección electrónica:
http://www.porquebiotecnologia.com.ar/adc/uploads/pdf/10Produccion_casera_yogur.pdf
14
La estructura celular (núcleo,
ADN, ARN, código genético)
¿Qué es la ingeniería genética?
Mecanismos de la
transformación genética
Biología molecular
Competencias en el Currículum Nacional Base -CNBCompetencias
Indicadores de logro
Contenidos
1. Relaciona el origen
y evolución de la vida,
(procesos celulares, la
herencia, reproducción,
entre otros) con la
interacción del ser
humano con la
naturaleza según los
aportes de la ciencia
y la cosmovisión de
los pueblos.
1.2. Explica la
estructura y función
celular.
1.2.1. Descripción de la
función de los organelos
de la célula animal.
1.2.2. Descripción de la
función de los organelos
de la célula vegetal.
Los cloroplastos y la
fotosíntesis.
1.4. Establece la
relación entre genética
y herencia.
1.4.1. Establecimiento de
la relación que existe entre
cromosomas y genes en
cuanto a sus funciones.
1.4.2. Descripción del
papel de los genes en la
determinación de las
características hereditarias.
© Claudia Ambrosy
Los científicos se cubren el rostro
para evitar contaminar el ADN.
Unidad 2 • Acerca de la célula
¿Cómo está
formada
una célula?
¿Cómo se
reproduce?
¿Por qué noss
stros
parecemos a nuestros
os?
padres o abuelos?
Todos los seres vivos estamos
forma
formados por células.
Núcleo co
Núcleo:
contiene los
ccr
omo
o
osom
o
cromosomas
Los cromosomas contienen los
factores
ores hereditarios llamados genes.
Los genes contienen ADN que es el
portador de la información genética
(color de ojos, cabello y otros rasgos físicos)
icos))
Célula
© Esthefany Pineda
Doble hélice de ADN, formada por cuatro
letras: ATGC = alfabeto de continuidad
de la herencia o código genético
Lectura del mensaje llevado por el ADN y copiado
en otro tipo de molécula: ARN (ácido ribonucleico)
Transcripción
ARN
mensajero
La traducción es el cambio del
mensaje genético para la
fabricación de las proteínas
La infinidad de combinaciones posibles de las letras
del código genético permite que exista gran variedad
de proteínas y le otorga a las diferentes especies
biológicas sus caracteres propios.
Traducción
Proteína
Función: crecimiento,
reproducción y otras
Figura 1. Síntesis de proteínas de un organismo.
Glosario
ARN mensajero: ácido ribonucleico,
se forma por medio del ADN y se
traducirá en proteína.
16
Citoplasma: parte de la célula
que, rodeada por una membrana,
excluye al núcleo.
Cromosoma: un cromosoma es un paquete ordenado
de ADN, que se encuentra en el núcleo de la célula.
Los diferentes organismos tienen distinto número de
cromosomas.
Unidad 2 • Acerca de la célula
ente, es
m
a
c
i
s
í
¿F
parec
e
t
é
u
en q mamá o a
a tu papá?
tu
¿Todos los seres
vivos estamos
compuestos de
igual forma?
¿Por qué crees
que no te pareces
a un gato o
a una planta?
stockvault.net
stockvault.net
© Claudia Ambrosy
Estructura celular
Todos los seres vivos estamos organizados por unidades
estructurales y funcionales básicas llamadas células
La
agrupación
de células
forman
tejidos
La
agrupación
de tejidos
forman
órganos
La
agrupación
de sistemas
forman
organismos o
individuos
La
agrupación
de órganos
forman
sistemas
Las células están constituidas por un citoplasma y este, en su interior, contiene organelos.
Célula animal
Célula vegetal
Centriolos
Membrana celular
Mitocondria
Membrana celular
Núcleo
Núcleo
Cloroplasto
Mitocondria
Citoplasma
Retículo endoplasmático liso
Retículo endoplasmático
rugoso
Vacuola
Citoplasma
Figura 2. Constitución de célula animal.
Genes: unidades físicas básicas de la herencia,
se transmiten de los padres a la descendencia
y están dispuestos, uno tras otro, en los
cromosomas.
Pared
celular
Figura 3. Constitución de célula vegetal.
Organelos: es una estructura específica, independiente
dentro de una célula, cada uno cumple con una función.
Ejemplo: la mitocondria tiene la función de producir
energía.
Transcripción: es el proceso
de convertir el ADN en ARN
(ADN ARN proteína)
17
Unidad 2 • Acerca de la célula
Reproducirse: toda célula madre puede originar dos células
hijas idénticas a ella con el mismo número y tipo de
cromosomas (color de ojos, cabello, piel, etc.), por medio
de un proceso llamado mitosis o cuatro células hijas con la
mitad de la información de la madre y del padre (óvulos y
espermatozoides) por medio del proceso conocido como
meiosis.
s
one
i
c
n
u
f
¿Quéene una
ti
?
célula
Cuando las células están viejas o dañadas, el cuerpo
necesita sustituirlas con nuevas células en tejidos y órganos;
a este proceso se le llama mitosis.
Reproducir su material genético.
¡IMPORTANTE!
La mitosis se produce en las células del cuerpo para su crecimiento
y renovación. La meiosis solo se produce en las células sexuales.
Una célula duplica primero el ADN de sus cromosomas, para luego
originar dos células hijas con el mismo número y tipo de cromosomas
que la célula madre.
Mitosis
Cromosomas
Duplicación de
cromosomas
Figura 4. Mitosis de una célula con dos cromosomas.
Glosario
18
Separación del
material genético
de dos células hijas
Células hijas con el mismo
número y tipo de
cromosomas
Genoma nuclear: la totalidad de la información genética de un organismo en particular.
Unidad 2 • Acerca de la célula
Se realiza en los órganos reproductivos de plantas y animales y tiene la finalidad
de producir gametos (células sexuales femeninas y masculinas), es decir, óvulos
y espermatozoides. El producto de la espermatogénesis es de cuatro
espermatozoides y el producto de la ovogénesis es de un óvulo.
Meiosis
MEIOSIS DE UNA CÉLULA CON DOS CROMOSOMAS
ESPERMATOGÉNESIS: REPRODUCCIÓN DE ESPERMATOZOIDES
Duplicación de cromosomas
Cromosomas
Primera división:
separación de
los cromosomas
Separación del
material genético
en cuatro
células hijas,
23 cromosomas
haploides,cuatro
espermatozoides
producto de la
espermatogénesis
Segunda división
Figura 5. Meiosis de una célula con dos cromosomas.
perro y pollo:
78 cromosomas
maíz:
20 cromosomas
tomate:
24 cromosomas
stockvault.net
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El cariotipo humano consta
de 46 cromosomas que resulta
de la unión de 23 pares de
cromosomas de la madre y
23 cromosomas del padre.
stockvault.net
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Cada especie posee determinado
número de cromosomas que se
diferencian por su forma y tamaño;
a este conjunto de cromosomas se
le llama cariotipo.
© Ana Luisa Gómez
¿Sabías que...?
trigo:
42 cromosomas
19
¿Cómo copiamos las característicass
de nuestros padres?
¿Qué ácidos nucléicos son claves
para la transmisión de la herencia??
Los científicos analizaron la composición química
de los cromosomas; se dieron cuenta de que las
substancias obtenidas eran de composición ácida
y los llamaron ácidos nucleicos, ADN y ARN. Estos
ácidos nucleicos se encuentran en todas las formas
de vida, desde un virus hasta una forma compleja como
mo el ser humano.
© Ana Luisa Gómez
Unidad 2 • Acerca de la célula
La
as
c
características
h
hereditarias
se transmiten
d una
de
g
generación
a otra.
¿Qué es ADN?
Significa: ácido desoxirribonucleico. Es una molécula alargada, formada por dos cadenas que se unen
longitudinalmente, en su composición básica estas cadenas están formadas por unidades llamadas
nucleótidos con las bases: adenina con timina y guanina con citosina.
G en
es
ADN
Cuando se conjugan estos pares de bases en las cadenas se forma una figura
llamada “de doble hélice”, es como una escalera torcida donde los pares
bases son los peldaños. En el ADN se puede almacenar información.
¿Qué clase de información? Significa que se agrupa en segmentos y a cada
segmento de ADN se le conoce como gen, es especial porque contiene el
código genético de cada célula de tu cuerpo, como el color del cabello, color
có
de ojos, de piel, estatura; características que has obtenido de tus padres.
¿Qué es el ARN?
Significa: ácido ribonucleico. Es un ácido nucleico parecido al ADN
solamente que es de cadena simple, igual que el ADN está formado por
nucleótidos con las bases: adenina con guanina y citocina con uracilo.
Existen tres clases de ARN: ácido ribonucleico mensajero, de
transferencia y ribosómico (ARNm, ARNt, ARNr) estos ácidos
trabajan en conjunto para ayudar a la célula a reproducirse
y a formar proteínas. En el proceso de reproducción
celular cada célula se divide y cada nueva célula
Nuc
leóti
que se forma debe llevar toda la información
do
genética que determine sus características y
Figura 6. Cadena de ADN.
funciones; para eso, antes de dividirse, el ADN
debe replicarse, es decir, generar una copia de sí mismo.
Durante la replicación, el ADN se desenrolla y separa sus cadenas; para eso la enzima coloca
nucleótidos siguiendo una regla de apareamiento A-T y C-G; al finalizar este proceso de duplicación
cada nueva molécula de ADN estará conformada por una hebra “vieja” (original) y una nueva hebra.
Cade
n
de A a
DN
¡IMPORTANTE!
20
Hay factores ambientales que pueden causar cambios en
el ADN en el momento de la transcripción o de la copia del
mensaje, a estos se les llama agentes mutagénicos debido
a que pueden ocasionar mutaciones; por ejemplo la
radioactividad y la luz ultravioleta.
Unidad 2 • Acerca de la célula
© Gernot Krautberger
UÉ?
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A
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G
ÍA
INGENIER
“
Del ADN a la Biotecnología moderna
Hace más de medio siglo, James Watson y Francis
Crick, propusieron un modelo de la estructura de
ADN; con ello se lograron descubrimientos y
respuestas a las preguntas acerca de la herencia.
la ingeniería genética. Esta se define como:
conjunto de metodologías que permite
transferir genes de un organismo a otro; esto
ha impulsado la biotecnología moderna.
En el campo de la ingeniería genética
se ha estudiado, analizado y comprendido
la estructura de los genes y de qué forma
la información que portan se traduce en
características en un organismo, como el
color, el tamaño, la textura, etc.
Ejemplos de esta ingeniería: la clonación,
fragmentación del ADN y expresión de genes
en organismos diferentes a los de origen,
mejoramiento de especies de cultivos y
animales, producción de fármacos, entre otros.
De esta manera los científicos han buscado
aislar, modificar y llegar a transferir los genes
de un organismo a otro, para que se desarrolle
una nueva característica; así es como se expande
freeimages.com
biotecnologiauem.files.wordpress.com
google images
google images
Los científicos observan, analizan, experimentan, comprueban y validan.
¿Sabías que...?
El conocimiento del ADN (ácido desoxirribonucleico),
su estructura y función han sido determinantes para
el desarrollo de la Biotecnología moderna.
¡Te cuento que…!
La ciencia encargada de estudiar
los mecanismos de la herencia
se llama génetica.
Glosario
Biotecnología moderna:
utilización de nuevas técnicas
de ADN recombinante de cultivo
de células, tejidos y otros.
Código genético: son las instrucciones
que le dicen a la célula como hacer una
proteína específica, A, T, C y G son las
letras del código del ADN.
Mutación: proceso por el
cual el material genético
(genes o cromosomas)
sufre alteraciones.
Nucleótido: unidad
química básica en un
ácido nucleico.
21
Unidad 2 • Acerca de la célula
¿Transferen
c
de n ueva ia
infor mación
?
Te cuento
A
buela… -dice Santiago ¿por qué el tío Fito
padece de diabetes? –Bueno hijo, la diabetes
es una enfermedad hereditaria, transmitida
por uno de nuestros padres, tu abuelo padece
esa enfermedad y tu tío la heredó.
–Uhmmm y ¿eso se cura?
–No, pero se puede tratar con medicamentos
elaborados químicamente.
-Y ¿tú sabes quién inventó estos medicamentos?
-Te voy a contar -dice la abuela- Han transcurrido
muchos años durante cuales los científicos han
tratado de descubrir todo lo relacionado con la
herencia y le han seguido la pista a los genes,
entre ellos, Gregorio Mendel, a quien le llamaron
Padre de la Genética.
Con la aparición de la biotecnología moderna,
alrededor del año 1970, y el desarrollo de la
ingeniería genética, fueron posibles todos estos
sueños y aumentaron las esperanzas de los
pacientes que sufren enfermedades hereditarias.
Con el uso de las herramientas de la ingeniería
genética es posible “cortar” y aislar genes de un
organismo para introducirlos en otro, modificarlos
o eliminarlos, según sea la necesidad; esto
también tiene importantes aplicaciones en la
industria farmacéutica, es decir, para la
fabricación de medicinas. Tal vez el caso más
conocido de esta aplicación sea el uso de
bacterias para la producción de insulina, proteína
deficiente en los enfermos de diabetes…
-¿El uso de bacterias? -pregunta Santiago Quizá te cueste comprender esto que te voy
a contar; así que voy a ir dibujando y coloreando
lo que te describo… ¿Te parece?
22
© Claudia Ambrosy
Mecanismos de transformación
genética y su importancia
¿Me cuentas
abuela?
–Bueno, esto se lo debemos a los científicos
Stanley y Cohen, quienes aplicaron la
ingeniería genética; emplearon una
bacteria llamada Escherichia coli, que
suele encontrarse en las heces; esta
posee un ADN circular, al que llamaron
plásmido.
Bacteria Escherichia coli
Plásmido
Ellos cortaron ese pedazo de ADN con
una especie de tijeras que se
llaman enzimas de
restricción
Plásmido
Corte de enzimas
de restricción
e insertaron el gen de la insulina que
previamente habían aislado
de las células humanas.
Inserción del gen
de la insulina
Para unir de nuevo los fragmentos utilizaron
otras enzimas, cuya función es pegar
genes, llamadas ligasas;
Ligación mediante
enzimas ligasas
y así se produce la insulina.
Unidad 2 • Acerca de la célula
www.fondosni.com
-Bueno, Santiago, espero que el dibujo te facilite comprender esto…
Ahora tú debes seguir la pista a los científicos que han estudiado
la genética, para que aumentes tu conocimiento.
-Gracias abuela, esto es interesante y jugaré a ser ingeniero
genético, se me ocurre representarlo con pajillas de varios colores,
voy a unirlas y pintaré las ligasas.
–Me parece una buena idea -dice la abuela,
-yo me iré a descansar, ¡buena noche mi tesoro!
PRODUCCIÓN DE INSULINA HUMANA POR MÉTODOS DE INGENIERÍA GENÉTICA
Bacteria Escherichia coli
Célula humana
Gen de insulina
Plásmido
Corte con enzimas
de restricción
Sitio
de restricción
ADN
Gen de resistencia
a antibiótico
Corte de enzimas
de restricción
Producción de insulina
por la bacteria Escherichia coli
Inserción del gen
de la insulina
Ligación
enzimas ligasas
Introducción del plásmido
nuevamente en la bacteria
Multiplicación
de la colonia de bacterias
Figura 7. Producción de insulina humana por métodos de ingeniería genética.
Glosario
Enzima: catalizador orgánico
(usualmente una proteína) que acelera
una reacción química específica
reduciendo la energía de activación
necesaria para esa reacción.
Enzima ADN ligasa:
enzima que puede unir
los fragmentos de ADN
cortados por una
enzima de restricción.
Plásmido: molécula de ADN
circular presente en algunas
bacterias, empleado como
vehículo para transferir genes
que no son propios de la bacteria.
23
Unidad 2 • Acerca de la célula
¡Conozcamos más!
La biología molecular permite conocer los genes que participan
en distintos procesos celulares, esto es de interés para la aplicación
industrial o agrícola.
Algunos ejemplos de productos obtenidos de la biología molecular
y la ingeniería genética son los biofármacos, tales como la vacuna
contra la hepatitis B o los cultivos ornamentales genéticamente
modificados. En estos últimos se aplicó el conocimiento de la
biología molecular del desarrollo floral para modificar la morfología
de las plantas.
Algunos cultivos ornamentales genéticamente modificados
Glosario
24
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Petunia
Clavel
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Pelargonio
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Variedad de rosas
Biología molecular: disciplina científica cuyo objetivo es el estudio de los procesos
que se desarrollan en los seres vivos, desde un punto de vista molecular.
Unidad 2 • Acerca de la célula
¿Cóm
vam
s?
Resuelve las siguientes actividades según las instrucciones.
1. Realiza el ejercicio “Quién se parece a quién”.
Observa rasgos, colores, tamaño y forma; luego completa el cuadro.
Anota los nombres.
ESTUDIO GENÉTICO
Yo
Padre
Hermana
Hermano
Primo
Prima
Estatura
Color de piel
Ojos
Color de cabello
Madre
Abuelo
Abuela
Comenta el ejercicio con tus compañeros y cuéntales a quién de tu familia te
pareces más.
2. Escribe el nombre de las bases de cada
nucleótido en la cadena de ADN:
Compara tus respuestas con las de algún compañero o una compañera
y comenten la importancia de este tema.
25
Unidad 2 • Acerca de la célula
¿Cóm
vam
s?
3. Realiza un mapa de conceptos con los siguientes términos.
Pide a tu profesor(a) que te explique con un ejemplo;
utiliza flechas y nexos como conjunciones.
MUTACIONES • SERES VIVOS • ADN • CÉLULA • NÚCLEO
TRANSCRIPCIÓN • PROTEÍNA • LIGASAS • CROMOSOMAS
BIOTECNOLOGÍA MODERNA • INGENIERÍA GENÉTICA • GEN
ENZIMAS DE RESTRICCIÓN • NUCLEÓTIDOS • CARIOTIPO
4. Juega a ser científico y realiza el experimento: Extracción de ADN vegetal.
Ingresa a este enlace y sigue las instrucciones.
http://www.porquebiotecnologia.com.ar/adc/uploads/pdf/1Extraccion_ADN_vegetal.pdf
26
freeimages.com
¿Qué es un organismo vivo modificado?
Generalidades y aplicaciones de los OVMs
Mecanismos de transformación genética
Beneficios y riesgos de los OVMs
Etiquetado comercial de los OVMs
Competencias en el Currículum Nacional Base -CNBCompetencias
Indicadores de logro
Contenidos
2. Contrasta
características,
estructuras y
funciones
del ser humano,
de los animales y
de las plantas para
comprender la razón
de la diversidad
biológica.
2.2. Describe las
causas de la diversidad
biológica.
2.2.1. Integración de los
cromosomas, los genes
y el ADN en la
diversidad biológica.
2.2.3. Demostración de
la forma como los cruces
en las especies
determinan cambios
en los nuevos individuos.
2.2.4. Demostración de
los beneficios que se
obtienen con la utilización
de los injertos.
2.2.5. Demostración
de la forma en que
los organismos vivos
se pueden modificar
a partir de los cruces
genéticos (biotecnología).
Unidad 3 • Organismos vivos modificados -OVMs-
© César Azurdia
Organismo genéticamente modificado -OGMOrganismo vivo modificado -OVMOrganismo transgénico
¿Qué modificación observas en esta imagen?
Lechuga:
Maíz:
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Zanahoria:
Marca con X lo que has visto
o que has comido:
stockvault.net
freeimages.com
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photl.com
¡Enriquece tu vocabulario!
tos
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¿Sabía s son organis
o
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c
pro du s mo dificado
vivo
28
La palabra transgénico proviene de “trans”
(cruzar de un lugar a otro) y “génico” (referido
a los genes) o sea, es todo aquel organismo
que tiene incorporado un gen que no es propio,
es decir, un gen diferente al de su especie.
usando técnicas modernas en laboratorios
especializados.
Estas técnicas permiten separar, modificar
y transferir partes del ADN de un ser vivo
(bacteria, virus, vegetal, animal o humano)
para introducirlas en el ADN del otro.
La Organización de Naciones Unidas para la
Agricultura y la Alimentación -FAO-, lo define
de esta manera:
Un OVM u OGM es cualquier organismo que
tenga una nueva combinación de material
genético, producida mediante métodos
biotecnológicos modernos.
Las semillas, las estacas y los tejidos vegetales de
cultivos genéticamente modificados son partes
vivas de las plantas y por lo tanto, son OVMs.
OVM, OGM y transgénico tienen el mismo significado.
Unidad 3 • Organismos vivos modificados -OVMs-
Un organismo vivo modificado se crea cuando el gen
de una característica beneficiosa se introduce en otro
organismo que carece de ella para que se reproduzca
en este y lo mejore. Ejemplo: cultivos resistentes a la
sequía o a las plagas.
¿Cómo se crea
un OVM?
Resistencia a plagas, a
virus y enfermedades
En animales
(peces,
mosquitos,
ratones)
Aumento de la calidad
alimenticia
En
microorganismos
y virus
Resistencia a virus y
enfermedades
Producción de
hormonas, por ejemplo
la insulina
Impide la transmisión de
enfermedades
Descomposición de
contaminantes
Crecimiento más rápido
Producción de
biofármacos
Tolerancia a herbicidas
Adaptación a ambientes
extremos (sequías,
frío y otros)
stockvault.net
En plantas
Con el desarrollo de la ingeniería genética, los científicos
han logrado que diversos organismos adquieran nuevas
características o propiedades que antes no tenían; por
ejemplo:
stockvault.net
photoxpress.com
¿Para qué
se crea un
transgénico?
Al organismo transformado se le llama transgénico o
recombinante (porque combina material genético
de otro organismo).
En 1982, la insulina, primera proteína recombinante,
fue aprobada como medicamento para pacientes
con diabetes mellitus. Antes de esto, los pacientes se
inyectaban insulina extraída del páncreas de vacas
o cerdos; ahora varios laboratorios farmacéuticos
producen insulina humana, por medio de bacterias
o de levaduras y sin riesgo para la salud.
Es decir, mediante el uso de Biotecnología, el gen
que produce insulina en el humano, se introdujo en
el ADN de la bacteria y como resultado la bacteria
es ahora capaz de producir insulina.
freeimages.com
¡Te cuento que…!
29
Unidad 3 • Organismos vivos modificados -OVMs-
MECANISMOS DE
TRANSFORMACIÓN
GÉNETICA
Agrobacterium
tumefaciens
Breve descripción
del proceso de
transformación
genética de
plantas por
medio de
A. tumefaciens.
de
n
ó
D
¿
t ras
n
e
u
enc Ms?
OV
Hace más de 20 años que se siembran cultivos genéticamente
modificados en el mundo. Sin embargo, aunque la mayoría de las
personas no lo saben, numerosos productos biotecnológicos
se encuentran disponibles para consumo y otros
están en proceso de desarrollo.
Mediante la tecnología del ADN recombinante actualmente se producen enzimas de uso
alimentario y en años recientes se han obtenido y comercializado nuevas variedades de
vegetales con propiedades especiales.
Algunas aplicaciones
Enzimas producidas como proteínas recombinantes
en bacterias y en hongos genéticamente
modificados usadas en la industria alimenticia:
Aplicación en la
elaboración de...
Alfa- amilasa
Pan, bebidas, almidón
Queso, lácteos,
Aminopepetidasa
saborizantes
Fosfolipasa
Pan, grasas
Glucosa
Almidón
isomerasa
Hemicelulosa
Pan, almidón
Lactasa
Lácteos
Grasas,
quesos,
Lipasa
saborizantes, pan
Bebidas, derivados de
Pectinasa
frutas
Queso, pan, bebidas,
Proteasa
derivados de carne y
pescado
Quimosina
Queso
Xilanasa
Bebidas, almidón, pan
Enzimas
En alimentos:
30
photl.com
photl.com
Adición de probióticos en alimentos como
yogurt y queso; cereal en hojuelas, para
que sean más crujientes. Estos productos
se conservan en buen estado durante más
tiempo gracias a estos agentes.
Unidad 3 • Organismos vivos modificados -OVMs-
El arroz dorado es una modificación del arroz blanco. Esta variedad
se desarrolló con el propósito de resolver los problemas generados
por insuficiencias de ciertas vitaminas y minerales que afecta
aproximadamente a 40% de la población mundial; por tal razón
se fortificó con vitamina A.
El tomate Flavr Savr: es el primer vegetal transgénico
comercial, cuyos frutos tienen períodos largos y mayor
oportunidad de exportación desde el lugar de cosecha
pero presenta ablandamiento rápido y su costo es mayor
que el de un tomate normal.
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google images
Este cultivo de maíz ha sido modificado para que resista ataques
de insectos. La resistencia a insectos se basa en los genes de las
toxinas de una bacteria (Bacillus thuringiensis) que es patógena
para determinados lepidópteros, en otras palabras, es capaz
de exterminar a cierto tipo de insectos.
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En la agricultura:
En animales:
Además, como fuente de tejidos y órganos para trasplantes
en humanos, mejoramiento del ganado y otros animales de
importancia económica.
En medicina:
La hormona de crecimiento se creó para ayudar a niños con ese
padecimiento. ¿Cómo se produce? A las vacas se les introduce el
gen humano que tiene la información para fabricar esa hormona;
los niños la adquieren al tomar la leche de las vacas transgénicas.
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photoxpress.com
El genoma de los animales se puede modificar utilizando
técnicas de clonación; su finalidad es ayudar a los
investigadores a identificar y caracterizar los genes.
Vacunas que previenen la hepatitis B: estas se fabrican dentro de
bacterias específicas.
Insulina: se fabrica por medio de una bacteria; ayuda a las
personas que padecen diabetes.
Glosario
Lepidópteros: se dice de los insectos
que tienen boca chupadora y cuatro
alas, posee metamorfosis completa
hasta convertirse en mariposa.
Patógeno: tipo de organismo que
origina y provoca el desarrollo de
una enfermedad en otro.
Probióticos: son microorganismos o bacterias
activas que regulan el proceso digestivo y que
benefician la salud. Se encuentran en productos
lácteos como el yogurt.
31
Unidad 3 • Organismos vivos modificados -OVMs-
Te cuento...
De los beneficios y riesgos
en el uso de los transgénicos
S
antiago es un niño muy curioso.
L
tien os OVM
e
s
y de n venta
ja
sven
taja s
s
Su profesor de Ciencias Naturales le ha explicado sobre
los organismos vivos modificados. Santiago quiere saber si
estos son buenos o no, y decide investigar entrevistando
a algunas personas.
_Bueno, le dice el médico, _desde mi punto de vista y
mi profesión, tienen beneficios y riesgos. Un beneficio
es que, por medio de bacterias, los científicos han
creado medicamentos que ayudan a las personas que
padecen ciertas enfermedades. Entre los riesgos están
que algunos profesionales y científicos pueden usar
la biotecnología para causar daño.
Microsoft Clip Art Gallery
En su camino encuentra a un médico y le pregunta:
Doctor, ¿qué piensa acerca de los transgénicos?
–Gracias, doctor, -dice Santiago- bien dice mi
abuelita que todos los días se aprende algo nuevo.
Santiago se detiene a pensar… _¿y ahora a quién entrevisto? _¡Ah, ya sé!, a mi tío que es
agrónomo, él ha de saber de este tema. Corrió a buscar a su tío, quien vive en una casa
de campo y tiene varios cultivos.
Lo s
in
y he sectici d
perj rbici da as
ud
s
amb ican el
ient
e
Cuando llega a la casa toca la puerta con tanta
insistencia que el tío sale enojado diciendo:
_¿Quién toca de esa forma?
_Soy yo _contesta Santiago
_ ¡Santi!, ¿qué pasa, tienes algún problema?
m
_No, tío, disculpa por tocar de esa forma pero
tengo algunas dudas sobre la clase de hoy
y quiero que tú, como experto, me expliques
si los transgénicos son buenos o malos.
freeima
ges.co
_Me gusta que seas curioso, que quieras
ampliar lo que te dice el maestro; trataré
de explicarte _dice el tío. _Tú sabes que en
nuestro país se trabaja la agricultura y gracias
a lo que los agricultores producen, podemos
disfrutar de comer verduras, frutas, pan, maíz y otros.
32
Unidad 3 • Organismos vivos modificados -OVMs-
a
gu st ser
e
M
e
ea d a do r
d
i
la estig
inv
¿Te recuerdas de lo
que te contó la
abuela? _Uhmm... ah
sí, sí, cuando hice el
experimento de las pajillas. _Exactamente.
Ahora te voy a enseñar donde siembro el
maíz, ¿ves la mazorca? _Sííí… y ¿qué le
pasó?, ¿por qué se ve así como podrida?
_La atacó una plaga. Ahora los científicos
han logrado que esto ya no suceda; con
el experimento de ADN recombinante
crearon plantas de maíz modificadas
genéticamente o transgénicas. Estas son
resistentes a los insectos o a gusanos
barrenadores y el cultivo no se pierde.
Esa metodología se ha empleado en otros
cultivos como arroz, papa, algodón,
tomate, trigo y otros. Estos alimentos
modificados pasan por un proceso de
experimentos, evaluaciones y pruebas para
asegurar que el humano o los animales que
He visto que has estado muy atento, ahora
podrías llegar a una conclusión a partir de
lo que te expliqué.
_Claro, dice Santiago; creo que los OVMs
benefician al agricultor porque tendrán
mejores cosechas y no dañan
al ambiente.
_¡Muy bien! _dice el tío;
pero no todo es color
de rosa, el uso de los
transgénicos también
podrían tener riesgos: te
explicaré rápidamente y
no todo, ¡porque hablar
de esto es muy extenso! Por
ejemplo, si los agricultores
utilizan solo semilla mejorada,
ellos trabajarían con un solo
tipo de cultivos en zonas
extensas. Con el tiempo,
esa práctica agotaría la
agrobiodiversidad o riqueza
agrícola de nuestro país y el agricultor
dependería de un solo proveedor de la
semilla mejorada genéticamente y se
incrementaría el costo de la agricultura.
Ambrosy
Los científicos han
descubierto cómo
autoproteger a las
plantas de las plagas o
enfermedades que las
atacan; lo lograron por
medio de una bacteria
llamada Agrobacterium
tumefaciens. Cuando
esta bacteria penetra
en las plantas, a través
de un corte, transfiere
parte del ADN que
lleva en su plásmido.
lo consumen no corran ningún riesgo;
también es importante que no sean dañinos
para el ambiente. A este conjunto de
evaluaciones se le llama análisis de riesgo.
© Claudia
_Te voy a enseñar el huerto familiar. Para
obtener buen rendimiento en mis cultivos,
cuando la planta crece, le quito la maleza
que la rodea, la riego y utilizo varios
productos químicos, llamados insecticidas
y herbicidas que, lamentablemente,
perjudican el ambiente, pues contaminan
el agua, el suelo y matan algunos insectos.
_¡Ah! y te cuento que en nuestro país hasta
el momento no existen leyes que
reglamenten el uso de OVMs.
_Bueno hijo, otro día te comentaré datos
interesantes sobre este tema.
_Gracias, tío, me voy satisfecho porque
aprendí con tu explicación, me gusta la
idea de ser investigador. ¡Hasta pronto!
Santiago regresó a casa y le contó a
su mamá y a su papá la fantástica
experiencia del día.
Glosario
Agrobiodiversidad: es la parte de los recursos genéticos que
comprende tanto a las especies cultivadas y domesticadas como
a sus parientes silvestres.
Análisis de riesgo: utilización sistemática de la
información disponible para identificar los peligros
y evaluar los riesgos.
33
Unidad 3 • Organismos vivos modificados -OVMs-
No se puede generalizar el riesgo,
s
o
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s
ni las ventajas de estos organismos,
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E
ya
que
estos dependerán del organismo
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Mecanismos
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a
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modificado, sus características nuevas
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genética
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a
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a
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y el sitio en que se va a usar.
s
co n el u icos?
n
transgé
En Guatemala aún no se dispone de
laboratorios especializados para
crear transgénicos.
¡IMPORTANTE!
Etiquetado comercial de OVMs
Cuando compras en el supermercado, ¿has observado el etiquetado de los productos?
Es importante saber qué contiene el producto que vas a ingerir; todas las personas
involucradas en el comercio y mercado de OVM, especialmente el consumidor
final, debe contar con suficiente información al respecto; esto le permite elegir
de manera acertada los productos que consume.
¡Mami,
leamos el
¡Mami,
contenido de
leamos qué
este producto!
contiene este
producto!
34
© Gernot Krautberger
¿Sabías qué...?
Unidad 3 • Organismos vivos modificados -OVMs-
¿Cóm
vam
s?
Ejercicios individuales y cooperativos.
1. Actividad:
Cuando mamá o papá vayan al supermercado debes hacer lo siguiente:
A.
Busca el etiquetado en los productos que comes o tomas y lee
el contenido alimenticio e ingredientes.
B.
Escribe en un cuaderno el nombre de los alimentos que contienen
probióticos.
C.
¿Puedes saber qué alimentos son
genéticamente modificados?
¿Por qué?
2.
Busca en la lista de palabras y completa la frase:
transgénico - ambiente - agricultor - análisis de riesgo - Biotecnología
A.
Espacio que compartimos todos y que la Biotecnología puede ayudar a
conservar disminuyendo el uso de sustancias químicas:
B.
Tecnología que permite usar organismos vivos para producir bienes o
servicios útiles al hombre:
C.
Conjunto de evaluaciones que se efectúa para determinar la seguridad
de los alimentos transgénicos:
D.
Persona que se podría beneficiar al sembrar plantas transgénicas:
35
Unidad 3 • Organismos vivos modificados -OVMs-
¿Cóm
vam
3. Investiga:
A.
Pregunta a tu profesor qué significan las siglas:
SAT, MARN, MSPAS, MAGA y cuál es la función de cada institución.
NOMBRE
FUNCIÓN DE LA INSTITUCIÓN
SAT
MARN
MSPAS
MAGA
B.
Describe la relación de cada institución con los OVMs.
RELACIÓN CON LOS OVMs
SAT
MARN
MSPAS
MAGA
C.
36
¿Qué aplicaciones biotecnológicas se llevan a cabo en Guatemala
y qué países trabajan transgénicos?
s?
© Mehalcar Álvarez
Archivo CONAP
Acerca de la diversidad biológica
Convenios internacionales
¿Qué es un movimiento
transfronterizo?
Cultivos nativos de Guatemala
y OVMs
Competencias en el Currículum Nacional Base -CNBCompetencias
Indicador de logro
Contenidos
2. Contrasta
características,
estructuras y
funciones
del ser humano,
de los animales
y de las plantas
para comprender
la razón de la
diversidad biológica.
2.2. Describe las
causas de la
diversidad
biológica.
2.2.1. Integración de los
cromosomas, los
genes y el ADN en la
diversidad biológica.
2.2.3. Demostración de
la forma como los cruces
en las especies
determinan cambios
en los nuevos individuos.
2.2.4. Demostración de
los beneficios que se
obtienen con la
utilización de los
injertos.
2.2.5. Demostración de
la forma en que los
organismos vivos se
pueden modificar a
partir de los cruces
genéticos (biotecnología).
© Holger Tobuschat
© Jorge Chavarría
¡Guatemala, país megadiverso!
Unidad 4 • Acerca de la diversidad biológica
Conocimiento previo
Acompaña a tu mamá o a tu papá al mercado y anota los
productos que venden allí; también observa a las personas
y los rasgos que las puedan diferenciar.
es
é
u
¿Q r si da d
divelóg ica?
bio
Es toda la
diversidad
de
organismos
vivos,
animales,
plantas,
climas,
ecosistemas
terrestres,
marinos,
culturas,
idiomas y otros.
¿Sabías que Guatemala es uno de los
19 países con mayor diversidad de todo
el mundo? Este es el valioso tesoro
que tenemos y debemos cuidar.
Mapa extraído de:
CONAP 2013. Folleto de la Exposición
Itinerante Guatemala Megadiversa.
Documento Educativo No. 59 (01-2013).
Guatemala. 40p
Escribe en las líneas siguientes lo que obtienes de la diversidad biológica.
1
2
3
4
5
38
Unidad 4 • Acerca de la diversidad biológica
¡Guatemala, país megadiverso!
NOTICIA
Guatemala, por su alta diversidad biológica a nivel genético, de especies
y ecosistemas, fue declarada en Japón, en el año 2010, como un país
megadiverso. Desde entonces nuestro país es reconocido frente a países
como Brasil, India y México, entre otros.
¡Nuestro inventario!
Hasta el año 2012 en Guatemala se conocían un total de:
720 especies de aves
10317 especies de flora
244 especies de mamíferos
245 especies de reptiles
1033 especies de peces
147 especies de anfibios
Mapa extraído de:
CONAP 2013. Folleto de la Exposición
Itinerante Guatemala Megadiversa.
Documento Educativo No. 59 (01-2013).
Guatemala. 40p
¡Y se siguen descubriendo más con las investigaciones científicas!
Reflexión
La amenaza generada sobre la diversidad biológica, principalmente por acciones
humanas, no tiene precedentes históricos similares, se continúan degradando seriamente
las especies; a veces, con tasas aceleradas de extinción y deteriorando los ecosistemas
naturales; por ende, también los servicios ecosistémicos que estos prestan.
Glosario
Ecosistema: es una unidad compuesta de organismos
que interactúan y comparten el mismo hábitat.
Servicios ecosistémicos: bienes que directa e indirectamente propician el bienestar
humano. Ejemplos: agua, ciclos naturales, biocombustibles, alimentos; entre otros.
39
Unidad 4 • Acerca de la diversidad biológica
¿Qué acciones debo realizar
para cuidar este inventario?
© Lissette Rodas
Sembrar un árbol
Para que Guatemala siga siendo un país
megadiverso debo conservar su diversidad biológica.
Utilizar responsablemente los recursos
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Participar en actividades o
como voluntario en grupos u
organizaciones ambientalistas
Archivo CONAP
Sin cortar árboles
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Sin contaminar los suelos y
las fuentes de agua
Sin cazar ni traficar especies
Sin sacar a los animales silvestres
de su hábitat para utilizarlos
como mascotas
¡IMPORTANTE!
La diversidad biológica es clave para prevenir y
mitigar los efectos negativos del cambio climático.
Otras amenazas a la diversidad biológica
Archivo CONAP
El desconocimiento de la población acerca
de la diversidad biológica
El cambio climático, por la variabilidad del clima y
los efectos de los fenómenos atmosféricos.
© Marisol Paiz
La sobreexplotación de los recursos naturales,
como la minería, bosques, suelos, entre otros.
Los incendios forestales.
La introducción de especies exóticas que alteran ecosistemas.
El desmedido avance de la agricultura y la ganadería.
Glosario
Cambio climático: se entiende como un cambio de clima
atribuido directa o indirectamente a la actividad humana
que altera la composición de la atmósfera.
40
Especies exóticas: son especies de flora, fauna o microorganismos,
que vienen de afuera e invaden el territorio nacional. Pueden ser producto
de actividades humanas voluntarias o por la actividad de la propia especie.
Unidad 4 • Acerca de la diversidad biológica
¿Sabías que...?
© Estuardo Solórzano
© Estuardo Solórzano
© Estuardo Solórzano
Guatemala como país megadiverso es un potencial de oportunidades para su desarrollo,
aprovechar sus recursos para que sus habitantes puedan vivir en forma sostenible, así
como para salir de la desnutrición, ya que se pueden emplear las plantas que tienen alto
nivel en proteínas, vitaminas y carbohidratos. Esto también es una oportunidad para la
reducción de la pobreza.
Para tu conocimiento
Archivo CONAP
En 1989 se creó el Consejo Nacional de Áreas Protegidas
-CONAP- mediante el decreto 4-89 que también
establece el Sistema Guatemalteco de Áreas Protegidas
-SIGAP-. Las áreas protegidas se crearon con el fin
de conservar la diversidad biológica y los recursos
naturales, estos espacios pueden ser terrestres o acuáticos
y se declaran legalmente para su resguardo.
Reserva de Usos Múltiples Cuenca del Lago de Atitlán
Glosario
Parque Nacional Laguna Lachuá
© Carlos E. Godoy
© Ronny Mejía
© Carlos E. Godoy
Reserva de Biosfera Trifinio
Parque Nacional Tikal
Sostenible: actividad o iniciativa que se puede mantener por sí misma en el largo plazo.
41
Unidad 4 • Acerca de la diversidad biológica
¿Para qué sirven los convenios internacionales
respecto a la diversidad biológica y los OVMs?
Recordando...
La Biotecnología ha sido utilizada por el hombre
es
desde los comienzos de la historia en actividades
s,
como preparación de pan, bebidas alcohólicas,
a
mejoramiento de cultivos. Dado a que esta rama
es importante para el desarrollo de los pueblos y
ha generado discusiones en cuanto a cómo
n
controlar y regular la introducción de los OVM en
d
los diferentes mercados de mundo, la comunidad
internacional por medio de la Organización de
Naciones Unidas, decidió normar y regular las
a
actividades derivadas del uso de la Biotecnología
por medio del Convenio sobre Diversidad
Biológica, el Protocolo de Cartagena y el
Protocolo de Nagoya.
?
¿Cómo
Se reúnen los países a los que se les llama
las Partes.
Escriben un normativo o reglamento de
un convenio o un protocolo.
Los países (las Partes) deben respetar
ese convenio o ese protocolo y ponerlo
en práctica.
Glosario
Acuerdo suplementario: convenio
entre dos o más partes que sirve
para suplir algo o completarlo.
42
Centros de origen: son aquellas regiones del mundo
en donde la domesticación de plantas silvestres causa el
establecimiento de un pueblo para dar origen a la agricultura.
Convenio: supone el acuerdo
de voluntades entre dos o más
personas sobre cualquier punto.
Unidad 4 • Acerca de la diversidad biológica
El Convenio de Diversidad Biológica -CBDEn 1992, en la Cumbre de la
Tierra, realizada en Río de
Janeiro, Brasil, se firmó este
convenio.
Se enfoca en la conservación
de la diversidad biológica, la
utilización sostenible de los
recursos naturales y la
participación justa
y equitativa en los beneficios
provenientes del uso de los
recursos genéticos.
Contempla la seguridad de la
Biotecnología, este concepto
corresponde a la necesidad de
proteger la salud humana y el medio
ambiente, frente a posibles
consecuencias desfavorables.
Reconoce que la Biotecnología
moderna tiene un gran potencial para
promover el bienestar de la humanidad,
en cuanto a satisfacer necesidades
críticas de alimentación, agricultura
y cuidados sanitarios.
El Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la
Biotecnología del Convenio sobre la Diversidad Biológica
Fue adoptado en Montreal
el 29 de enero del año
2000, en calidad de
acuerdo suplementario
al Convenio sobre la
Diversidad Biológica.
Para Guatemala entró en
vigor en octubre de 2003.
Proporciona normas internacionales para
enfrentar las necesidades de protección
del comercio y del medio ambiente en
una industria mundial en rápido
crecimiento (industria de la Biotecnología).
Reconoce la importancia que para la
humanidad tienen los centros de origen
y los centros de diversidad genética.
Protocolo Nagoya Kuala-Lumpur
Este protocolo, nace con
el nombre de las dos
ciudades donde tuvieron
lugar las negociaciones
finales y debates, el
Protocolo: es un reglamento o una serie de
instrucciones que se fijan por convenio para
alcanzar un propósito común.
nuevo Tratado establece reglas y
procedimientos internacionales para la
responsabilidad y compensación en
caso de daños a la diversidad biológica
resultantes de OVMs.
Recurso genético: es todo material genético de valor real o potencial,
de origen vegetal, animal y microbiano o de otro tipo que contenga
unidades funcionales de la herencia.
43
Unidad 4 • Acerca de la diversidad biológica
La Organizacón de Naciones Unidas -ONU- es una organización internacional
fundada en 1945 tras la Segunda Guerra Mundial, por 51 países que se
comprometieron a mantener la paz y la seguridad internacional, fomentar
entre las naciones relaciones de amistad y promover el progreso social y la
mejora del nivel de vida de los derechos humanos.
¿Sabías que...?
Guatemala ha confirmado el Protocolo de Cartagena, por lo cual, es
una ley ordinaria en el país e implementarlo es un compromiso nacional.
¡IMPORTANTE!
Movimiento transfronterizo
stockvault.net ©LKW-Verkehr
El movimiento transfronterizo está contemplado dentro
del Protocolo de Cartagena para proteger la diversidad
biológica y el ambiente, evitando que pasen las fronteras
territoriales aquellos productos que son o contienen OVMs
que puedan ser factor de riesgo o causar daño a la salud
humana, fauna y flora local.
44
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© César Azurdia
© Andrés Sicá
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Escribe en la línea verde el nombre del cultivo que conozcas.
¿Qué
s
del te abes
ma?
© César Azurdia
Cultivos nativos
Unidad 4 • Acerca de la diversidad biológica
qué
¿Por m
n
se llanaativos?
cu ltivos
Son los cultivos que se siembran en diferentes
regiones de nuestro país y que se han
conservado; forman parte de la alimentación,
la cultura y economía de los agricultores, por
ejemplo el maíz, frijol, chile, papa, arroz, yuca,
camote y tomate.
© Omar Polanco
En Guatemala, la mayoría de los campesinos
que se dedican a la agricultura, son
productores tradicionales de alimentos
básicos.
Guatemala es una de los ocho regiones que son consideradas
centro de origen y diversidad de plantas cultivadas en todo el
mundo. Esto se debe a que en territorio contiene riqueza
genética importante en el ámbito nacional y mundial.
Mesoamérica, por ejemplo, es el centro de origen del maíz.
© Andrés Sicá
¿Sabías que...?
A través de la historia
1983
Se inició el desarrollo de la ingeniería genética en plantas,
con las primeras modificaciones de células vegetales.
1984
Se produjeron las primeras plantas transgénicas.
19861998
Se realizaron las primeras pruebas de campo y se
desarrollaron plantas resistentes a virus, insectos,
plagas, herbicidas.
45
Unidad 4 • Acerca de la diversidad biológica
¿Qué relación tienen los
cultivos nativos con los OVMs?
El desarrollo de los OVMs utilizados en el proceso de
producción agrícola, especialmente en los principales
cultivos nativos de Guatemala, ha tomado importancia.
En el país se debe establecer una normativa que
regule el uso de los OVMs, con base en el análisis
de riesgo.
¿Qué se
debe hacer?
¿Qué se debe
cuidar en
el análisis
de riesgo?
La presencia y distribución de
especies silvestres emparentadas.
Diversidad de las especies nativas cultivadas.
Aspectos biológicos como floración, polinización,
flujo del polen, entre otros. También se debe conocer
el desarrollo actual de la Biotecnología que genera
OVMs y el uso actual de estos en las regiones donde
se localizan cultivos nativos.
Riesgos que pueden sufrir
los cultivos nativos ante
cultivos transgénicos
ALERTA
Si existen cultivos transgénicos cerca
de cultivos nativos, puede haber
transferencia de genes a poblaciones
silvestres, así como a sus parientes
cercanos y a las variedades criollas del
mismo cultivo.
Cultivo de maíz
transgénico
Glosario
Especies silvestres: animales y vegetales que son nativas de determinado sitio; de tal
forma que constituyen el patrimonio natural de un ecosistema, país o región biogeográfica.
46
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El potencial de “contaminación genética”
puede reducirse mediante el análisis y
mitigación del riesgo.
Cultivo de maíz
nativo
Unidad 4 • Acerca de la diversidad biológica
¿Cóm
vam
s?
Ejercicios individuales y cooperativos.
1.
Describe, en las siguientes líneas, las necesidades
que se satisfacen con la diversidad biológica.
1._______________________________________________
2._______________________________________________
3._______________________________________________
4._______________________________________________
5._______________________________________________
2.
Busca la imagen de una especie animal en peligro de extinción
en Guatemala y elabora con ella un rompecabezas. Juega e
intercambia con tus compañeros.
3.
Investiga qué cultivos se dan en cada departamento de Guatemala.
Preséntalo como un álbum, dibujando cada departamento y sus
cultivos. Utiliza tu creatividad.
4.
Escribe con tus palabras la importancia que los cultivos nativos tienen
para el agricultor.
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
47
Unidad 4 • Acerca de la diversidad biológica
5.
Reconoce en la siguiente olla de letras las palabras
que te parecen conocidas y píntalas con diferentes
colores o enciérralas en un círculo.
¿Cóm
vam
- Diversidad biológica
- Cultivos nativos
- OVMs
- Centros de origen
- Protocolo de Cartagena
DIVEISNCENTROSDEORIGEN
CULTIVOSNATIVOSKVLSPFG
ADESATRUIMQWEPBMTESDX
NATIVOSPROTOCXLSJUGLE
DIVERSIDADBIOLOGICASES
PROTOCOLODECARTAGENA
OVSMORIGENMOSOVXFTGL
BIOLOGICAOMVSCOLOGER
Actividades
1.
48
Realiza, con la supervisión de tu maestra o maestro, una feria tradicional
con toda la diversidad biológica, gastronomía, tradiciones, mercado.
A continuación escribe un cuento breve acerca de la actividad, en el
que tú eres el protagonista.
s?
Unidad 4 • Acerca de la diversidad biológica
¿Cóm
vam
s?
49
Unidad 4 • Acerca de la diversidad biológica
¿Cóm
vam
2.
Elabora, con la supervisión de tu maestra o maestro, una
lotería con toda la diversidad biológica y juega en clase.
3.
Solicítale a tu maestra que organice un concurso acerca
de cómo debe ser el emblema del Convenio de Diversidad
Biológica y el Protocolo de Cartagena.
¿Cuál sería tu propuesta? Dibújala.
Protocolo de Cartagena
Convenio de Diversidad Biológica
50
s?
Unidad 4 • Acerca de la diversidad biológica
¿Cóm
vam
s?
Explica.
¿Crees que en Guatemala se cumplen el Protocolo
de Cartagena y el Convenio de Diversidad Biológica?
Sí_____
No____
¿Por qué?
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
4.
Ilustra, en los cuadros, acciones fáciles de poner en práctica
para detener la reducción de la diversidad biológica y los
riesgos de los OVMs y el cambio climático.
•
¿Por qué elegiste esas acciones?
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
•
¿Cómo afectarías al planeta y a las personas
si no las practicas?
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
51
Referencias bibliográficas • Consultas en internet
Referencias bibliográficas • Consultas en internet
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http://www.eduteka.org/proyectos.php/1/2761
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http://www.un.org/es/aboutun/
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http://www.definicionabc.com/general/convenio.php#ixzz3E788zjek
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Diccionario de la lengua española http://lema.rae.es/drae/?val=pat%C3%B3geno
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Presentación Evaluación de Riesgo CSB Cuba
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CONAP. 2013. Folleto de la exposición itinerante Guatemala Megadiversa
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53
Referencias de imágenes utilizadas
Referencias de imágenes utilizadas
Las imágenes que aparecen en este documento son utilizadas libres de derechos,
con permiso de autor o institución, con licencia gratis para propósitos educativos
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Fuentes insitucionales:
• Consejo Nacional de Áreas Protegidas -CONAP• Prensa Libre
Fotografías:
• Álvarez Mehalcar
• Ambrosy Claudia
• Archivo Consejo Nacional de Áreas Protegidas -CONAP• Azurdia César
• Chavarría Jorge
• Gernot Krautberger
• Godoy Carlos E.
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Imágenes de ingeniería genética por Gernot Krautberger tomadas de:
• http://elrincondelacienciaytecnologia.blogspot.com
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Esta publicación fue impresa en los
talleres gráficos de Serviprensa, S. A. en
el mes de febrero de 2015. La edición
consta de 1,000 ejemplares en papel
couché mate 80 gramos.