BIOTECNOLOGIA APLICADA EN BIOTECNOLOGIA APLICADA EN LA AGRICULTURALA AGRICULTURA

YESENIA CAMACHO RODRIGUEZ

BIOTECNOLOGÍABIOTECNOLOGÍALa biotecnología es la tecnología La biotecnología es la tecnología basada en la biologíabasada en la biología, , especialmente usada en agricultura, farmacia, ciencia de los especialmente usada en agricultura, farmacia, ciencia de los

alimentos, ciencias forestales y medicinaalimentos, ciencias forestales y medicina. .

INTRODUCCION

• El hombre lleva varios miles de años modificando los vegetales que utiliza como alimento .

• Por ejemplo, las coles de bruselas, la coliflor, el broculi y el colinabo son variedades artificiales de la misma planta (aunque no lo parezcan)

• Sin embargo, la ingeniería genética permite ahora llevar a cabo, en pocos años y de forma controlada, lo que antes podía costar décadas o siglos, o conseguir

• Efectos que sólo estaban en los sueños de los agricultores, pero que eran imposibles con las viejas técnicas de cruce y selección.

• La ingeniería genética se utilizó inicialmente (por su alto coste) para producir sustancias de usos farmacéutico, como la insulina.

• Posteriormente se han obtenido vegetales (y animales) modificados genéticamente para mejorar sus propiedades.

ANTECEDENTES HISTÓRICOS En 1953 Watson y Crick proponen la estructura del ADN.

En 1960“Primera Revolución Verde”. Mejora de cultivos con el uso de fertilizantes y plaguicidas químicos.

En 1970“Segunda Revolución Verde" aparición de las compañías biotecnológicas.

En 1986 se transfirió al tabaco un gen procedente de una bacteria, que le hacía resistente al herbicida glifosato.

En 1997 Wilmut y colab. “Oveja Dolly”

.En 2000 Schattenm y colab. “Mono ANDI”.

ALIMENTOS GENETICAMENTE MODIFICADOS

• La demanda de alimento global ha aumentado la necesidad de cultivos mejorados.

• La Biotecnología ofrece la tecnología necesaria para producir alimentos más nutritivos y de mejor sabor, rendimientos más altos de cosecha y plantas que se protegen naturalmente contra enfermedades, insectos y condiciones adversas.

• La tecnología de Alimentos Genéticamente Modificados (también llamados Alimentos Transgénicos).

• Permite efectuar la selección de un rasgo genético específico de un organismo e introducir ese rasgo en el código genético del organismo fuente del alimento, por medio de técnicas de ingeniería genética.

Existen muchas especies vegetales que no presentan unas cualidades apropiadas para su explotación, bien sea porque sus semillas no son resistentes o porque ellas mismas no se desarrollan en determinadas condiciones. Para evitar estos inconvenientes se desarrollan métodos que permiten modificar algunas de estas cualidades.

Uno de esos métodos es el de creación de semillas artificiales o embriogénesis somática, que permite crear semillas de plantas, mejoradas y con unas características apropiadas según interese.

Las semillas artificiales permiten desarrollar nuevos cultivos que sean capaces de superar limitaciones de adaptación tanto al clima como a cualquier otro factor externo limitante como nutrición o plagas. Un ejemplo de esto es el de las semillas que no se pueden deshidratar para su conservación (recalcitrantes), cuya viabilidad se ve claramente aumentada, ya que en condiciones normales son semillas que poseen una humedad elevada y pierden su viabilidad cuando ésta es reducida.

PASOS EN LA PRODUCCIÓN DE

SEMILLAS ARTIFICIALES1. Inducción a la embriogénesis somática

2. Producción sincronizada y a gran escala de los embriones somáticos

3. Maduración de los embriones somáticos

4. Encapsulamiento mecanizado

5. Almacenamiento de las semillas artificiales

6. Siembra en invernadero o campo

ENCAPSULAMIENTO MECANIZADO

• Los materiales usados para encapsular los embriones somáticos son análogos a la testa de las semillas naturales.

• Deben cumplir dos funciones:

– Protección física

– Contener nutrientes, antibióticos, funguicidas, microorganismos..etc

• Se han desarrollado dos tipos diferentes:

– Hidratado

– Seco

ALIMENTOS TRASNGENICOS

• Algunos enzimas y aditivos utilizados en el procesado de los alimentos se obtienen desde hace años mediante técnicas de DNA recombinante.

• La quimosina, por ejemplo, enzima empleada en la fabricación del queso y obtenida originalmente del estómago de terneros, se produce ahora utilizando microorganismos en los que se ha introducido el gen correspondiente.

• 18 de mayo de 1994, cuando la Food and Drug Administration de Estados Unidos autorizó la comercialización del primer alimento con un gen "extraño", el tomate "Flavr-Savr", obtenido por la empresa Calgene.

• En el caso de los vegetales con genes antisentido, el gen insertado produce un mRNA que es complementario del mRNA del enzima cuya síntesis se quiere inhibir. Al hibridarse ambos, mRNA del enzima no produce su síntesis.

. .

• En el caso de los tomates "Flavr -Savr" en enzima cuya síntesis se inhibe es la poligalacturonasa, responsable del ablandamiento y senescencia del fruto maduro. Al no ser activo, este proceso es muy lento, y los tomates pueden recogerse ya maduros y comercializarse directamente.

Maíz B.t.

• Bacillus thuringiensis.

• Es capaz de producir varias proteínas que le permiten infectar un amplio rango de insectos deteniendo el proceso normal de absorción intestinal causando que el insecto deje de alimentarse y muera.

PRINCIPALES APLICACIONES

• Resistencia a enfermedades y plagas• Resistencia a sequías y temperaturas extremas• Aumentos en la fijación de nitrógeno (permitiendo

reducir el uso de fertilizantes)• Resistencia a suelos ácidos y/o salinos• Resistencia a herbicidas (permitiendo eliminar

malezas sin afectar el cultivo)• Mejoramientos en la calidad nutricional.• Modificaciones para obtener cosechas más

tempranas.• Mejor manejo de postcosecha.• Otras características de valor agregado.

VENTAJAS 1. Mejoras nutricionales:

enriquecidos en aminoácidos esenciales, alimentos con contenido modificado de ácidos grasos.

2. Mayor productividad de cosechas: modificados que presenten resistencia natural a enfermedades o plagas, condiciones climáticas adversas o suelos ácidos o salinos, aumento en la fijación de nitrógeno de las plantas, resistencia a herbicidas.

3. Protección del medioambiente:• Los cultivos biotecnológicos que son resistentes

a enfermedades e insectos reducen la necesidad del uso de pesticidas agroquímicos, lo que se traduce en una mucha menor exposición de aguas subterráneas, personas y ambiente en general a residuos químicos.

4. Alimentos más frescos:• Cultivos a los cuales se ha modificado los genes

que regulan la velocidad de maduración de frutos permiten obtener variedades de maduración lenta, de modo de permitir manejos de postcosecha o transportes de más larga duración sin que los alimentos lleguen al consumidor en estados avanzados de madurez.

PRINCIPALES CULTIVOS TRANSGENICOS

• Soya

• Maíz

• Canola

• Tomate

• Patatas

• Calabaza

Soya resistente a glifosato

• Se le ha transferido un gen que produce resistencia al glifosato, componente activo del herbicida "Roundup". Esto permite la utilización del herbicida sin afectar el cultivo, permitiendo que se alcancen mayores niveles de productividad.

Maíz resistente a glufosinato y a Ostrinia nubilabis • Resistente al glufosinato de amonio (componente

activo del herbicida "Basta"), y resistente además al Ostrinia nubilabis, un insecto que horada el tallo de la planta destruyéndola.

• El maíz resistente al ataque de insectos contienen un gen que codifica una proteína da Bacillus thuringiensis, que tiene acción insecticida al ser capaz de unirse a receptores específicos en el tubo digestivo de deteriorados insectos, interfiriendo con su proceso de alimentación y causando su muerte.

Maíz PLA• Convierte los carbohidratos

de la semilla de la mazorca en un plástico llamado polilactido (PLA) mediante la introducción de un gen que codifica para una enzima bacteriana que transforma la dextrosa en ácido láctico que se unirán en cadenas de un plástico con atributos similares al tereftalato de polietileno.

• Botellas de bebida y fibras textiles.

Arroz semienano

• Doble rendimiento.

• Variedad insensible al fotoperiodo que puede ser sembrada a lo largo de todo el año.

Arroz dorado• Solución a la deficiencia de

vitamina A (un millón de niños muertos al año).

• Introducción de tres genes que producen beta caroteno, un pigmento que el organismo es capaz de convertir en Vitamina A.

OTROS EJEMPLOS DE TRANSGÉNICOS

•Salmón transgénico por hormona de crecimiento.

• Vacas Lecheras con incremento de proteínas.

• Arroz con enzima lactoferrina de leche humana

• Arroz dorado con beta caroteno de genes de narciso y de Erwinia uredovora

Los cultivos Transgénicos son principalmente resistentes a:

SUPERFICIE MUNDIAL DE CULTIVOS TRANSGÉNICOS:

58.7 Millones de Has.

Los principales cultivos transgénicos son:

Países con mayores cultivos:

HERBICIDAS75%INSECTOS 17%

SOYA 61%

MAÍZ 23%

ALGODÓN 11%

CANOLA 5%

USA 59%

ARGENTINA 20 %

BRASIL 6%

CANADA 6%

CHINA 5%

PARAGUAY 2%

SUDAFRICA 1%

De donde se obtienen los genes que se introducen en los vegetales

transgenicos • En el caso de querer conseguir una

vida comercial mas larga, por ejemplo, en el tomate "Flavr Svr", no se introduce un gen de otro ser vivo, sino un gen "antisentido", artificial, que evita que se sintetice una proteína responsable de la senescencia (digamos, del apochamiento") del tomate.

• En los demás casos, se introducen genes que codifican la síntesis de proteínas especiales.

• El gen que hace a la soja resistente al glifosato (un enzima que no es afectado por este herbicida) procede de una bacteria común del suelo.

• El que codifica la resistencia a insectos se obtiene de una bacteria patógena para los insectos, pero totalmente inocua para los animales superiores

IMPACTOS DE LOS OGM EN EL MEDIO AMBIENTE

• Los cultivos transgénicos se pueden convertir en supermalezas

•Pueden cruzarse con especies silvestres emparentadas o afines

•Las malezas transgénicas aumentarían los costos de la agricultura

•Además desplazan a las especies nativas por desuso.

•Generan resistencia a los herbicidas Por desplazamiento competitivo

• Por efecto de traspaso de genes

• Dependencia de planta, tipo de gen.

• Polinización cruzada.

• Contaminación genética.

• Pérdida de diversidad genética.

• Homogeneidad, Monocultivos.

• Daño a especies no objetivo. Insectos beneficiosos, controlan plagas. Ej. M. Monarca

• Deforestación (Argentina y Brasil)

RIESGOS PARA LA SALUD HUMANA Y ANIMAL

Epidemias que provocan infecciones virales asociadas transferencias horizontal de genes. Genes resistentes a los antibióticos.

Proliferación de transgénicos farmacológico que pueden cruzarse con especies afínes

Alergias ya que se introducen proteínas de organismos desconocidos.

Uso de químicos para el control de plagas, como el Glifosato tercer herbicida con mayor impacto en la salud humana.

En España está permitido el cultivo En España está permitido el cultivo y comercialización de OMG al y comercialización de OMG al amparo de la Ley de 3 de junio de amparo de la Ley de 3 de junio de 1994, que establece el régimen 1994, que establece el régimen jurídico de la utilización confinada, jurídico de la utilización confinada, liberación voluntaria y liberación voluntaria y comercialización de organismos comercialización de organismos modificados genéticamente, a fin de modificados genéticamente, a fin de prevenir los riesgos para la salud prevenir los riesgos para la salud humana y el medio ambiente, y de su humana y el medio ambiente, y de su reglamento de desarrollo, aprobado reglamento de desarrollo, aprobado por Real Decreto de 20 de junio de por Real Decreto de 20 de junio de 1997.1997.

• “ Una vez que un Organismo Genéticamente Modificado es liberado al medio ambiente, puede ser imposible retirarlo o prevenir su dispersión; por esto se deben evitar los efectos adversos ya que podrían ser irreversibles.”

COMISION EUROPEA. 1990

• http://foro.univision.com/univision/board/message?board.id=agriculturaorganica&message.id=641