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¿Qué son los organismos
genéticamente modificados (OGMs)?
V Taller de Capacitación en Biotecnología y Bioseguridad de
Organismos Genéticamente Modificados para Funcionarios Estatales
18 y 19 de noviembre de 2015
Secretaría Ejecutiva de la CIBIOGEM
OVM: organismo vivo modificado (= OGM)
Cualquier organismo vivo que posea una
combinación nueva de material genético que
se haya obtenido mediante la aplicación de labiotecnología moderna*
Protocolo Cartagena, 2000; LBOGM 2005
Cultivos GM
Organismo Genéticamente Modificado:
Cualquier organismo vivo que ha adquirido
una combinación genética novedosa,
generada a través del uso específico de
técnicas de la biotecnología moderna.
Cultivos GM
(LBOGMs Artículo 3, fracción XXI)
BIOTECNOLOGÍA MODERNA
(Protocolo Cartagena, 2000; LBOGMs 3, VI)
Por “biotecnología moderna” se entiende 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 reproducción o de la recombinación y que
no son técnicas utilizadas en la reproducción y
la selección tradicional.
• El hombre ha
seleccionado y
modificado a las plantas.
• Más de 10,000 años.
• Fomento del avance de
la Ciencia y Tecnología.
• Domesticación
7
A través de la selección
artificial:
“favoreciendo la sobrevivencia
y reproducción de individuos
de una especie con rasgos o
atributos de interés, durante
muchos años”, se han
domesticado numerosas
plantas y animales.
La influencia de la
domesticación
Muchas de las variedades agrícolas comestibles más comunes se generaron inicialmente a través de procesos de selección
humana favoreciendo las características deseables:
Silvestre
Domesticado
• Cambios en el tamaño de las plantas
• Aumento en el tamaño de semillas o frutos
• Aumento en el tamaño y número de
inflorescencias (cereales) y semillas
• Reducción o eliminación de la dispersión de
las semillas
• Floración simultánea,
• Pérdida de la latencia
• Reducción de defensas físicas y químicas (?)
Cambios relacionados con la
domesticación en plantas
11
Mediante la fertilización
cruzada y la selección
artificial el ser humano ha
obtenido variedades y razas
con grupos de
características particulares
Modificación de caninos
desde hace ≈ 4 000 años
Dibujos de los perros por Chet Jezierski, © American Kennel Club (www.akc.org)
La Selección utiliza la variación genética
Ancestro silvestre:
lobo gris
Razas domesticadas
Los organismos domesticados
También se han modificado
genéticamente
Pero por diferentes mecanismos,
• selección tradicional
• mejoramiento convencional
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.
Cambios semejantes a los que ocurren
naturalmente de manera espontánea.
W. Murcott mandarin (left) and Tango (right).
Photo credit: T. Williams, UC Riverside.
No son considerados
Organismos Genéticamente Modificados (OGMs)
Selección artificial
“La cruza del mejor con
el mejor esperando lo
mejor”
Ingeniería Genética
Reduce costos e
incrementa
rendimientos
Según el Convenio sobre Diversidad Biológica:
Biotecnología puede definirse como "toda aplicación tecnológica que
utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para lacreación o modificación de productos o procesos para usos específicos".
Industria Alimentaria
Medicina y Farmacéutica
Aplicaciones Diagnósticas
Biotecnología Ambiental
Tratamiento de aguas y biorremediación
BiocombustiblesBiofertilizantes
Agrobiotecnología
Mejora de cultivos y selección de
nuevas variedades.
Ingeniería Genética
Aprovechando el conocimiento
en Biología Molecular.
BIOTECNOLOGÍA
(CBD, 1992)
Primeros Organismos Modificados
Bacterias recombinantes productoras de Somatostatina[péptido neurotransmisor de 14 aminoácidos] (1976)
PRODUCTOS
RECOMBINANTESUTILIDAD
Insulina Humana Diabetes
Interferón (a, b) Leucemia, Cáncer
Hormona del Crecimiento Enanismo
Eritropoyetina Anemia y Fallas Renales
Interleucina-2 Inmunoterapia
Lipasas Detergentes
Vacuna Hepatitis B Programas Salud Humana
Vacuna Poliomielitis Programas Salud Humana
Anticuerpos Pruebas Diagnósticas
¿Cómo se expresa un gene?
DNA RNA Proteína
TraducciónTranscripción
Código para llegar a las
proteínas
Los genes codifican para diferentes proteínas .
Quiero C EO M R algo
C EO S R
C EO C R
C RO R E R
Cambia el sentido de la oración!
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.
Identificar genes que confieran las características deseadas y se
integran al DNA en la bacteria, eventualmente éstas características
podrán ser transferidas a la planta…
Producción de Vitaminas
Tolerancia a sequía
Mejor absorción de
nutrientes
GA T G A CT A CT
Resistencia a plagas
Como se genera un OGM
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
Por choque eléctrico, apertura de poros en membrana celular y se introduce DNA
Gene gun (biobalística)
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
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.
Como se genera un OGM
Transformación mediada por Agrobacterium sp.
Schell, Chilton, Van Montagu, Fraley, y Horsch, 1983.
Planta
GM
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.
D) Las células modificadas sepropagan, se seleccionan, y sehacen crecer hasta formar unanueva plántula.
C) El DNA externo penetra el genoma de las células, y
De esta forma el ADN se incorpora al genomade la planta que ahora esta genéticamentemodificada pues contiene la secuencia externade DNA que codifica para las nuevascaracterísticas.
Transformación por Biobalística
Sanford, 1986.
Resis
tencia
a P
lagas
Tolerancia a herbicidas
OGMs de 1era Generación
Incremento de la Productividad debido al
mejoramiento de las características
agronómicas del cultivo.
OGMs de 3era Generación
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
nutrientes.
IRRM, 2009
CIAT, 2009
Vacunas recombinantes
Peces de Ornato
Ganado para la Producción de leche
maternizada
Modelos de investigación
Enviro-pig
Productos lácteos biofortificados
Peces de crecimiento rápido
Mosquitos modificados para controlar enfermedades de relevancia epidemiológica
OTROS TIPOS DE OGMs…
antitrombina III aislado
de la leche de cabras
transgénicas.
Estudios de genómica
funcional
Bioseguridad:
Acciones y medidas de evaluación, monitoreo,
control y prevención que se deben asumir en la
realización de actividades con OGMs con el objeto de
prevenir, evitar o reducir los posibles riesgos que
dichas actividades puedan ocasionar a la salud humana,
el medio ambiente y la diversidad biológica incluyendo
los aspectos de inocuidad de dichos organismos que se
destinen para uso o consumo humano.
(LBOGMs Artículo 3, fracción V)33
1. Endonucleasas Sitio Dirigidas (SDN) y Tecnología deDedos de Zinc2. Oligonucleotide Directed Mutagenesis (ODM)3. Cisgenesis/Intragenesis4. Metilación de DNA dirigida por RNA (RdDM)5.Reverse breeding & other "negative segregants"6. Agro-infiltracion7. Injerto sobre Patrón GM
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