ingeniería genética lechuga!

Rodolfo Ordaz . 4ºB - Lechuga con alta capacidad para crecer a bajas temperaturas -

- American British School – Departamento de Ciencias -

Ingeniería Genética; Mutaciones.

- Lactuca sativa - Reine de Mai -


25 de junio de 2012.

I. Tabla de contenido

Página 2 Índice.

Página 3 Introducción.

Página 4 Experimento, Objetivo , Materiales.

Página 5 Experimento, Descripción.



Página 8 Experimento, Tabla de Desarrollo.

Página 9 Experimento, Tabla de Desarrollo.

Página 10 Conclusión.

Página 11 Conclusión

Página 12 Bibliografía

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II. Introducción

Este documento detalla el proceso en el cual se buscó la presencia de un gen mutado en una variante de lechugas, que podría permitir a estas crecer en un ambiente con una alta concentración de sales, en este caso NaCl (sal común).

Antes de comenzar el experimento que llevó a descubrir la presencia de este gen mutado, se sabia que en Tomates, existía una variante de su especie que crecía en ambientes muy salados, aunque que no era comestible por su misma salinidad (Estudiadas por la Universidad de Atacama, Chile), por lo tanto se concluía que existen genes que codifican para proteínas que actuarían de alguna forma en la regulación hidro-salina de la planta permitiéndole crecer en ambientes ricos en sales minerales.

El objetivo de este proyecto es encontrar en Lechugas una variante de un Gen que permita la posibilidad de que germinen en un ambiente salado y así, a través de la Bioingeniería, crear un hibrido de lechugas que crezca bajo estas condiciones como también otras especies de plantas transgénicas.

El primer paso para este proyecto será descubrir la presencia natural del gen, con un experimento que se detallará mas adelante. Se sabe que la temperatura ideal para la germinación de una semilla de Lechuga oscila entre los 15º C y los 20º C, sin embargo se han encontrado lechugas que germinan desde los 4º C hasta los 30º C y debido a las bajas temperaturas de la época en nuestro país, ocuparemos una variante de lechugas que crecen a bajas temperaturas, llamadas comúnmente “Lechugas de Invierno”, en este experimento utilizaremos la variante llamada “Lactuca Sativa - Reine de Mai” que se sabe que puede germinar a temperaturas de 2ºC a 3ºC.

Si se encuentra en forma natural en lechugas el gen que permitiría germinar en medios con altas concentraciones de sales, se procederá a obtener una cepa con una alto porcentaje de expresión y presencia de tal gen, para así lograr estudiarlas a futuro, descubriendo las proteínas necesarias para esta “hazaña” y crear, a partir de esto y el conocimiento de la Biotecnología, otras especies de plantas o frutos con estas características, creando especies transgénicas que puedan germinan en ambientes salinos.

Si no se encuentra una lechuga que pueda crecer en medios con alta concentración de sales, simplemente se descartará que las lechugas tengan un gen que codifique una proteína capaz de permitir esto y se buscará otra planta o fruto que presente esta característica, para así, proceder de la misma manera que en el párrafo anterior para generar especies transgénicas.

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III. Experimento

Objetivo del Experimento: El objetivo de este experimento es encontrar la presencia, en forma

natural, de un gen que permita a Lechugas germinar y desarrollarse en medios con altas concentraciones de sales ( NaCl).

Materiales del Experimento:

4 Bandejas de Aluminio3 Experimentales, 1 Control

Sal ( NaCl) y 1 Cuchara pequeña 2 Botellas de 1Lt. de H2O

8 Novas cortadas al tamañode cada bandeja ( 2 c/u )

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Descripción del Experimento:Para encontrar la expresión del gen que se

busca, se procederá a sembrar en bandejas de aluminio (por su capacidad para conservar la temperatura) una cantidad de 100 semillas que se distribuirán por toda la bandeja. Se utilizaran 3 Bandejas Experimentales y 1 Bandeja de

Control.

Previamente al sembrado de las semillas, la bandeja se cubrirá con dos papeles absorbente (Nova) que mas adelante se mojara con la mezcla de agua salada o normal para que las semillas obtengan H2O, necesaria para la germinación.

1 Paquete de Lechugasde especie “Sativa”

1 Foil Plástico

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En una de las botellas, se hará una mezcla para el riego de las 3 bandejas experimentales, esta mezcla consistirá de 1 Lt. de H2O proveniente de la llave + 2 cucharadas de NaCl, Esta mezcla se denominara “Mezcla Salada”. La otra botella solo regara la bandeja de control y esta tendrá solo H2O proveniente de la llave, esta mezcla se denominara “Mezcla Control”.

Luego de sembrar las semillas en las 4 bandejas por igual, se identificara la bandeja de control con la palabra “CONTROL” escrita en los costados de la bandeja, las 3 bandejas que serán las experimentales se identificaran con los números “1”. “2” y “3”.

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Sembradas las semillas se procederá a regar las bandejas “1”. “2” y “3” con la “Mezcla Salada” solo hasta que el papel absorbente este húmedo. De la misma forma se regará la bandeja “CONTROL” con la “Mezcla Control” hasta que el papel absorbente este húmedo.

La función que cumplirá la bandeja “CONTROL” será controlar la germinación y el crecimiento normal que tendría la semilla de lechuga ya que se riega con agua dulce, la cual no le hace daño. La función que cumplirán las bandejas “1”. “2” y “3” será de mostrar germinación y crecimiento anómalos, ya que de germinar y crecer, en el medio salino en las que están, se debería a la presencia de alguna proteína codificada por un gen, que de alguna forma permitiría a la planta regular de mejor forma su balance hidro-salino.

Se espera que solo unas pocas semillas germinen y no todas, esto explicaría en las que germinaron la presencia del gen buscado, que permite la producción de una proteína que permite esta funcionalidad anómala, el descubrimiento de estas semillas que germinen en las bandejas “1”. “2” y “3” es el objetivo del experimento.

Luego, las bandejas serán cubiertas con un foil plástico para protegerlas y mantener la humedad en su interior.

Finalmente se revisara el estado de avance de las 4 bandejas diariamente aproximadamente a la misma hora y poniendo los datos que se observaran en una tabla que se detallará más adelante.

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Tabla de Desarrollo del Experimento:

DÍAS. “ CONTROL “ BANDEJA “ 1 “ BANDEJA “ 2 ” BANDEJA “ 3 “Sbdo. 9 Jun. Inicio. Inicio. Inicio. Inicio.

Dom. 10 Jun. No se observan cambios.

No se observan cambios.



Lun. 11 Jun. Riego. Riego. Riego. Riego.

Mar. 12 Jun. Se observan pequeños

puntos blancos en algunas semillas.




Mier. 13 Jun. Los puntos blancos están en todas las

semillas.




Jue. 14 Jun. No hay cambios

significativos.




Vier. 15 Jun. Comienza a surgir un brote

pequeño de color blanco. Se asume que ha Germinado.

Aun no germinan.

Aun no germinan.

Aun no germinan.

Sbdo. 16 Jun. No hay cambios

significativos.

Aun no germinan.

Aun no germinan.

Aun no germinan.

Dom. 17 Jun. Riego.El pequeño

brote blanco ha crecido.

Riego.Aun no

germinan.

Riego.Algunas

semillas se ponen negras.

Aun no germinan.

Riego.Aun no

germinan.

Lun. 18 Jun. Crece el brote. Aun no germinan.

Aun no germinan.

Germinan pocas semillas.

Mar. 19 Jun. Crece el brote. Aun no germinan.

Aun no germinan.

Se observa el mismo brote

blanco que en

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“CONTROL” pero de menor

tamaño.Mier. 20 Jun. Riego

El brote blanco llega hasta la mitad de la altura de la

bandeja.

RiegoGerminan

pocas semillas.

RiegoGerminan 2

semillas.

Riego.

Jue. 21 Jun. En la punta del brote surge

una hoja verde.


blanco que en “CONTROL”

pero de menor tamaño.

Germinan otras semillasSe divisa un

10% aprox. de semillas

germinadas

No hay cambios significativos.

Vier. 22 Jun. La punta se hace mas verde y grande.

Crecen muy poco las que germinaron,

las que no germinaron se

encuentran igual.


blanco que en “CONTROL”

pero de menor tamaño.

Algunas semillas se

tornan negras(Necrosis).

(Alrededor del 5%)

Sbdo. 23 Jun. El brote blanco llega hasta la altura del foil

plástico.100% de las

semillas germinaron.

Todas llegan al foil.

Algunas semillas se

tornan negras(Necrosis).

(Alrededor del 5%)

Crecen muy poco las que germinaron,

las que no germinaron se

encuentran igual.

No hay cambios significativos.

Dom. 24 Jun. RiegoEl brote

comienza a doblarse y

caer.

RiegoSe divisa un

10% aprox. de semillas

germinadas

RiegoAlgunas

semillas se tornan negras.

(Necrosis).(Alrededor del

5%)

RiegoCrecen muy poco las que

germinaron, las que no

germinaron se encuentran

igual.

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IV. Conclusión

Se concluye que en la especie “Lactuca sativa - Reine de Mai” hay una cantidad no despreciable de individuos con la expresión de alguna proteína, codificada por un gen, que les permite de alguna forma crecer en este ambiente con altas concentraciones de sales.

Se confirma la tesis de que existen variantes de genes que actúan sobre la regulación hidro-salina. Se confirma también, que el compuesto NaCl actúa inhibiendo la germinación en plantas que no presentan esta variante del gen.

Cabe destacar que el compuesto NaCl ralentiza el periodo de germinación en los individuos que expresan la variante del gen.

Con las muestras de las lechugas que crecieron exitosamente, a las que llamaremos “Lechugas Anómalas”, en el ambiente con alta concentración de sal mineral NaCl se procederá a estudiar su Código Genético y compararlo con Códigos Genéticos de lechugas que no crecieron exitosamente, a las cuales llamaremos “ Lechugas Normales”, por los medios de la Electroforesis y las Enzimas de Restricción.

Por medio de la Hibridación de ADN-ARN se encontrara el segmento donde se encuentra la mutación, se determinará como se logró ( Delección, Translocación, Inversión o Duplicación)

Se encontrara con estos métodos la secuencia que codifica a las proteínas responsables de esta “germinación anómala”.

Una vez encontradas las proteínas que influyen en la capacidad de tolerar el estrés salino, donde germinaron estas lechugas, se procederá a buscar en que estructuras se encuentra y cual es la función que cumple.

Se cree que esta proteína puede ser responsable de algún cambio en alguna de las siguientes estructuras o que sea una enzima capaz de influir en la regulación hidro-salina de la planta de la siguiente manera:

1. Membrana Plasmática: Posiblemente esta proteína tenga alguna función en la membrana, inhibiendo el transporte de sales minerales al interior de la célula.

2. Aparato de Golgi: Posiblemente esta proteína influya sobre el Aparato de Golgi, generando una cantidad excesiva de Vesículas ( de transporte) que excretarían el NaCl de la célula.

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3. Retículo Endoplasmático Rugoso: Posiblemente esta proteína influya sobre el RER, generando una cantidad excesiva de Vesículas ( de transporte) que excretarían el NaCl de la célula.

4. Plasmodesmos: Como estas unidades continuas de citoplasma, en organismos como los vegetales, pueden atravesar la pared celular, manteniendo interconectadas las células continuas permitiendo la circulación directa de las sustancias del citoplasma entre célula y célula, esta proteína podría actuar creando una forma de que el compuesto NaCl no sea transportado por estos “poros” .

5. Giberelinas: Esta Proteína podría ser una Enzima que en presencia de NaCl actúe sobre las Giberelinas, con el propósito de conseguir la germinación de un modo mas lento, en el cual la célula no sucumba ante el estrés salino.

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V. Bibliografía

-http://es.wikipedia.org/wiki/Giberelinas

-http://www.faxsa.com.mx/semhort1/c60le001.htm

-http://es.wikipedia.org/wiki/Germinación

-http://es.wikipedia.org/wiki/Plasmodesmo

-http://es.wikipedia.org/wiki/Fitohormona

-http://www.saltspringseeds.com/catalog/index.cfm?categoryid=4

-http://fichas.infojardin.com/hortalizas-verduras/lechugas-lechuga-iceberg-lechuga-romana.htm

-http://es.wikipedia.org/wiki/Lactuca_sativa

-http://www.botanical-online.com/tablasdegerminacion.htm

-http://www.infoagro.com/hortalizas/lechuga.htm

-biblioceop.files.wordpress.com/2011/02/equilibrio-hidrosalino-1.doc

-http://es.wikipedia.org/wiki/Mutación

-http://es.wikipedia.org/wiki/Ves%C3%ADcula_(biolog%C3%ADa_celular)

http://www.chilternseeds.co.uk/item_1760c_lettuce_may_queen_or_reine_de_mai_regina_de_maggio__heirloomheritage_variety__butterheadcrisphead_seeds

12

http://es.wikipedia.org/wiki/Mutaci%C3%B3n

http://www.infoagro.com/hortalizas/lechuga.htm

http://www.botanical-online.com/tablasdegerminacion.htm

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ingeniería genética lechuga!

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