Recinto Universitario De MayagüezDecanato de Artes y Ciencias

BIND 3005

Plantas Genéticamente Modificadas como Productoras Comerciales

Iván J. Vargas Rivera30/noviembre/2011

Plantas genéticamente modificadas como productoras comerciales

Desde la antigüedad, el hombre ha buscado la manera de optimizar el rendimiento y la producción de frutos en las plantas. Para esto, se ha recurrido a varios métodos como el sembradío en épocas favorables y en suelos ricos en nutrientes, además de que estos estén libre de parásitos y otros agentes nocivos a la planta. Con los hallazgos de Gregor Mendel (1822-1884) y su teoría genética, se comenzó a cruzar plantas de variedades relacionadas para obtener una progenie con las características deseadas.

Con el transcurso del tiempo, hubo varios hallazgos que revolucionaron el conocimiento de la vida que se tenía para entonces. Sujetos como Watson y Crick (describieron el modelo doble hélice de ADN), Cohen y Boyer (corte de genes y clonación de genes), entre otros sentaron base en dar una mirada mas profunda a aquello que compone a los organismos, como heredan sus rasgos, como realizan sus procesos metabólicos, entre otros. Con estos descubrimientos, muchas técnicas y/o herramientas fueron desarrolladas las cuales facilitaron el estudio tanto del material genético de los organismos, como de las proteínas de estos, como por ejemplo la electroforesis, el PCR (polymerase chain reaction), southern blot, etcétera.

Con todo este conocimiento y estas herramientas disponibles, se había logrado modificar el material genético de muchos organismos excepto de plantas. No fue hasta el 1982 que se logró modificar por primera vez una célula vegetal (Meeusen, 1996), en los laboratorios de Monsanto(monsanto.com) dando comienzo a una revolución en la industria agrícola y en el comercio. En 1994 se comercializa el tomate transgénico Flavr Savr™, el cual posee mayor sabor que un tomate no-transgénico y tarda más en madurar (Kramer y Redenbaugh, 1994), siendo esta la primera planta genéticamente modificada como productora comercial.

En este tiempo, ya existen varias plantas transgénicas en el mercado, como por ejemplo, los cultivos Bt, cuales algunos de ellos fueron registrados por la EPA en 1995(epa.gov), fueron creados con el propósito de matar insectos y parásitos específicos que dañan estos cultivos no transgénicos, causando perdidas en el comercio agrícola. Un ejemplo es el maíz Bt, una de sus variedades posee un gen que activa la producción de la proteína Cry1Ab (proveniente originalmente de la bacteria Bacillus thuringiensis), la cual es una toxina letal para el gusano taladrador del maíz (Clark & Ipharraguerr, 2001).

Otro producto transgénico, uno de los que se ha hablado mucho, es el arroz dorado (1999). Éste posee β-caroteno, un precursor de la vitamina A y una leve cantidad de hierro (Potrykus, 2000). Uno de los enfoques principales para crear este tipo de arroz es subsanar la escasez de alimentos en países subdesarrollados, por

consiguiente disminuir la falta de nutrientes, como por ejemplo la vitamina A, la cual es componente importante en el desarrollo de la visión y en el crecimiento y en el desarrollo de un individuo(Duester, 2000).

Debido al aumento acelerado en la población mundial, los granjeros han optado por sembrar cultivos transgénicos. En un lapso de 12 años, las hectáreas de cultivo han aumentado de 1.7 millones de hectáreas (1996) a 125 millones de hectáreas (2008), habiendo aumentado el número de países con cultivos transgénicos a 25 (James, 2010).

En otra de las áreas en las cuales las plantas han sido utilizadas, es en las

farmacéuticas. Este enfoque también es uno reciente, siendo la planta de tabaco la primera planta transgénica con fines farmacéuticos (1986), produciendo la hormona de crecimiento en los humanos (Barta et al., 1986). Aun hay muchas de estas proteínas farmacéuticas derivadas de plantas en procesos de prueba como por ejemplo lactoferrina proveniente del maíz, que trata infecciones gastrointestinales, pero también hay otras que ya están en el mercado, como por ejemplo tripsina también proveniente del maíz, la cual es una proteína esencial para la digestión (Ma & Chikwamba et al., 2005). Uno de los temas que ha llamado mucho la atención en el área farmacéutica, es la creación de vacunas en frutos. Ya, tal tema es una realidad, debido a que hay dos candidatos a vacunas orales que están en la fase de pruebas clínicas, una es la toxina (proveniente de E. Coli) que afecta la mucosa intestinal y la otra es la proteína cápsida de el virus de Norwalk, ambas expresadas en papas (Ma et al., 2003).

Indudablemente, la modificación genética en plantas ha revolucionado el mundo. Ahora no solo se pueden obtener frutos más grandes y jugosos, si no que incluso cabe la posibilidad de recibir los suplementos medicinales necesarios para tratar cualquier condición. ¿Pero en que consiste la modificación genética en plantas? ¿Que se utiliza para modificar las plantas?

Una de las maneras para modificar genéticamente una planta es usando la bacteria Agrobacterium tumefaciens. Esta infecta la planta por medio de las heridas que la misma tenga, y luego inserta un plásmido Ti (Tumor inducing) el cual se adhiere al genoma de la célula vegetal, causando que la planta mute o sea modificada genéticamente (Vasil, 2008). Otra manera para modificar la planta es usando bombardeo de micro proyectiles cubiertos en ADN a alta velocidad (Vasil, 2008), lo cual penetra la pared y la membrana de la planta, insertando el plásmido, por consiguiente modificándola (Klein et al., 1988). Estas dos técnicas son las que comúnmente se usan para modificar el material genético de las plantas.

BeneficiosEn términos agrícolas, las plantas genéticamente modificadas son

beneficiosas ya que si estas poseen su propia línea de defensa contra insectos dañinos al cultivo, ellas podrán crecer y dar fruto. Además, las mismas pueden ser alteradas a tal manera que el fruto puede ser mas grande, jugoso y de mejor sabor.

Siendo un atractivo para el comercio. El terreno donde se siembra la planta se puede conservar debido a que no se necesita el uso de herbicidas ni pesticidas, por consiguiente, el ambiente es conservado (Wolfenbarger, 2000). En las farmacéuticas, la modificación de plantas puede dar como resultado el incremento de medicamentos, por ende, una disminución en el precio de los mismos.

Riesgos

Muchas de las plantas transgénicas sembradas en EU son no nativas, esto puede representar un riesgo para los cultivos ya que la misma puede ser una especie invasiva, la cual dañe la calidad del ecosistema donde se encuentre. Puede también que los insectos de los cuales algunas plantas poseen un sistema de defensa, creen resistencia, causando un problema en la producción de cultivos.

Propuesta

Mi propuesta se basa en modificar una planta a tal punto que esta produzca un inhibidor para la lipasa pancreática humana y que el mismo se expresara en el fruto de alguna planta con genoma ya secuenciado. Buscaría los precursores para la creación del inhibidor, y cual es la ruta metabólica disponible para el mismo.

Referencias:

Barta, A. et al., 1986. The expression of a nopaline synthase human growth hormone chimaeric gene in transformed tobacco and sunflower callus tissue. Plant Molecular Biology 6: 347–357

Clark J. H. and Ipharraguerr I. R., 2001. Livestock Performance: Feeding Biotech Crop. Journal of Dairy Science, 84: 9-18.

Duester, G., 2000. Families of retinoid dehydrogenases regulating vitamin A function. European Journal of Biochemistry, 267: 4315–4324.

James, C., 2010. A global overview of biotech (GM) crops. Landes Bioscience. 1:1-8.

Ma J., Chikwamba R., Sparrow P., Fischer R., Mahoney R. and Twyman R. M., 2005. Plant-derived pharmaceuticals – the road forward. Trends in Plant Science, 10 (12): 580-585.

Ma J., Drake P. and Christou P., 2003. The production of recombinant pharmaceutical proteins in plants. Nature Reviews, 4: 794-805.

Meeusen, R.L., 1996. Commercialization of transgenic seed products. Two case studies. Annals of the New York Academy of Sciences, 792: 172-176.

Paine, J.A., Shipton, C.A., Chaggar, S., Howells, R.M., Kennedy, M.J., Vernon, G., Wright, S.Y., Hinchliffe, E., Adams, J.L., Silverstone, A.L., et al, 2005. Improving the nutritional value of Golden Rice through increased pro-vitamin A content. Nature biotechnology, 23: 482-487.

Potrykus, I., 2001. The ‘Golden Rice’ tale. In Vitro Cellular & Developmental Biology – Plant, 37: 93-100.

Vasil, I., 2008. A history of plant biotechnology: from the Cell Theory of Schleiden and Schwann to biotech crops. Plant Cell Reports, 27(9): 1423-1440.

Wolfenbarger L. L., et al., 2000. The Ecological Risks and Benefits of Genetically Engineered Plants. Science, 290: 2088-2093.

Zadoks J.C. and Waibeu H., 2000. From pesticides to genetically modified plants:

History, economics and politics. Netherlands Journal of Agricultural Science, 48: 125-149.