Desde hace mucho tiempo utilizada en animales terrestres

-Desde hace mucho tiempo utilizada en animales “terrestres” y vegetales; Incrementos espectaculares: Nº huevos por gallina: 2, 6% anual ( de 165 a 235 en 20 años) Lana de oveja: 11% anual Litros de leche en vacuno: 2% relativamente nueva en acuicultura. SELECCIÓN DE REPRODUCTORES Agua dulce marinos Incrementos relativos de 1940 a 2000 mediante la utilización de programas de mejora (selección) en especies animales y vegetales Mazorca de maíz primitivo (2000 a. C. ) «Cueva de los murciélagos» de Méjico en comparación con una de maíz híbrido obtenido por mejora genética (Mangelsdorf. 1950. Scientific American) -Selección asistida por marcadores moleculares -Manipulación cromosómica -Biotecnología

Un transgénico (u Organismo Modificado Genéticamente, OMG): organismo al que se le incluye en su genoma gene/s de su misma u otra especie DISEÑO DE GENES PARA LA TRANSFERENCIA (PLÁSMIDOS VECTORES) Los genes deben llevar su propio promotor para garantizar su expresión y el lugar específico de ella. Promotor de la b-lactoglobin de oveja( expresión Factor IX (hemofilia B en glándula mamaria) Humano) Planta de tabaco con el GFP Para conocer que células han sido modificadas (transformadas) se suele agregar un gen marcador selectivo. (GPF-geen fluorescence proteinresistencia a antibióticos, . . )

MÉTODOS Clonación Modificación de células madre

MICRO INYECCIÓN Inyectar un huevo fertilizado (esperma) con moléculas del ADN vector Inyección del vector óvulo Individuo “heterocigoto”. Por cruzamientos se obtendrán homocigotos transgénicos

TRANSFORMACIÓN POR ACELERADOR DE PARTÍCULAS (Bombardeo-Gene Gun) cubrir pequeñas partículas de tungsteno (1 micrón) con el plásmido micropartículas percutor Cartucho de polvora Disparar las partículas sobre los tejidos. Proyec til Micropartículas válvula Callos, células hembriones, …

UTILIZACIÓN DE CÉLULAS MADRE Modificación de células madre Introducción en un embrión en desarrollo Nacimiento de quimeras. No transgénico cruzamientos 100% transgénico

UTILIZACIÓN DE LA CLONACIÓN Células modificadas Introducción del núcleo de las células modificadas en un óvulo anucleoado descendiente 100% transgénico implantación en madre Estimulación “in vitro” del desarrollo del óvulo

ADN T Genes vir

Plásmido Ti Se infectan hojas con la bacteria sin T-DNA Ti recombinante terminadores Gen Kan-R Gen Bt Bt Se fragmenta la hoja y se transfiera a placas de cultivo Medio de cultivo con hormonas del crecimiento y kanamicina Plantas en crecimiento portadoras de los genes Bt y Kan-R PLASMIDO RI (Agrobacterium ryzobium) produce multiples raices

País USA Argentina Canada China Sudafri Australi Mexico Bulgaria Rumania España Alemania Francia Uruguay Cultivo ESPECIES VEGETALES Soja, maiz, algodón, canola TRANSGÉNICAS Soja maiz, algodón soja, maiz, canola -resistencia a plagas de insectos algodón -resistencia a herbicidas maiz, algodón -fijación N en no leguminosas algodón -aumento valor nutritivo algodón -maduración controlada maiz soja, patata maiz

ALGUNOS TIPOS DE PLANTAS TRANSGENICAS COMERCIALIZADAS RESISTENCIA (Bt) A INSECTOS Origen Genes Tóxico para Bacillus Cry(A)a, b y c, Cry 1 B y D, Cry. A 1 C Ledidópteros thuringiensis. Cry. II, Cry. V Lepidópteros y coleopteros Cry. III Coleoóteros Cry. IV Dípteros Efectos de la infestación por insectos en copos de algodón Bt (derecha) y no Bt (izquierda). Fuente: USDA Maíz híbrido Bt (izquierda) y un híbrido sensible al barrenador europeo del maíz (derecha). (Monsanto) Patatas y tomates transgenicos (Bt)

Susceptibilidad y Resistencia SS RS SS SS SS RS SS SS SS Maiz Bt sin “refugio” La mayoría de las larvas son homocigotas para el gen de la sensibilidad (SS) y no se desarrollaran en maiz transgénico. Sin embargo un % de ellas serán heterocigotas (RS) para el gen de la resistencia e infectarán y se desarrollarán en el maiz transgénico RS RS SS RR

Maiz no-Bt (Refugio) Maiz Bt RS SS SS SS RS Cruzamiento más probable de RS RS SS SS SS No RRs

TOLERANCIA A HERBICIDAS Tolerancia a Glifosato Objetivo: Transformar plantas sensibles en altamente tolerantes, para su aplicación directa Glifosato (Roud up) Glifosinato (Basta) Tabaco, algodón Maíz, Soja 5 -enolpiruvil-sikimato-3 fosfato sintetasa -plantas con gen ESPS mutante que produce enzima herbicida resistente Otras posibilidades: -introducir gen capaz de degradar herbicida (fosfonotricina acteil transferasa (gen bar de Striptomyces hygroscopicus) inhibe acción de glufosinato que a su vez inhibe síntesis de glutamina) -amplificar expresión del gen normal.

ALGUNOS TIPOS DE PLANTAS TRANSGENICAS COMERCIALIZADAS TOLERANCIA A HERBICIDAS Origen Agrobacterium sp cepa CP 4 Streptomyces hygroscopius Genes CP 4 EPSPS Bar soja infestada por malezas (izquierda) y soja Roundup Ready® (Monsanto) Bt + HERBICIDAS Tolerancia a glifosato PPT (Phosphinothricin)

RESISTENCIA A LAS HELADAS Proteína codificada por pez antártico Zoarces americanus que impide congelación de su plasma

La maduración del tomate se produce por un proceso en el que se genera etileno y, en respuesta, se produce una enzima (poligalacturonasa) que es la responsable del ablandamiento progresivo de la piel del tomate. La empresa Calgene han producido un tomate patentado, Flavr. Savr™, en el que se ha introducido un gen que codifica una copia antisentido de esta enzima, así reducen en un 90% su acción, ya que el efecto de la copia antisentido es anularla: Se produce una unión llave-cerradura entre la enzima y su copia antisentido, inutilizando ambas, otra alternativa: inhibir la producción de etileno, por lo que la enzima no se sintetizará como reacción al etileno. Esto permite poder decidir cuándo queremos que maduren los tomates, suministrándoles etileno externamente.

Te y café -Maduración simultánea de los granos -!!descafeinados!! en forma natural !!!!Tabaco sin nicotina!!!!! Arboles Alamo, eucalipto, abeto, frutales -resistencia insectos -resistencia herbicidas -menos lignina Resistencia a enfermedades calidad de las uvas para vino y de mesa

Variedades transgénicas de petunia con modificaciones en el color y la distribución de la pigmentación en las flores (Jorgensen, 1955. Science, 268)

TRANSGÉNICOS: la otra forma de mejorar fecundación Introducción del ADN foráneo op. AFP GHc. DNA op. AFP 3’ Especie Elección de mosaicos en línea germinal Salmón patentado “Adquadventage” h crecimiento+ p. anticongelante Gen introducido Efecto deseado y comentarios País S. Atlántico AFP Salmón GH Tolerancia a bajas temperaturas Crecimiento potenciado y eficiencia en función del alimento Salmón plateado (Coho) GH + AFP de salmón real Después de 1 año, aumento del crecimiento de entre 10 y 30 veces Canadá Tilapia AFP Salmón GH Crecimiento potenciado y eficiencia en función del alimento; herencia estable Canadá, U. K. Tilapia GH de tilapia Salmón lisosoma arco iris y gen pleurocidina de lenguado Resistencia a enfermedades, aún en etapa de desarrollo USA, Canadá Róbalo listado (Striped Bass) Genes provenientes de insectos Resistencia a las enfermedades, primeras etapas de investigación USA Siluro o Coto punteado GH Carpa GH de salmón y humanos Oreja de mar Ostras GH de salmón plateado + varios promotores +Crecimiento y herencia estable Potenciación del crecimiento del 33% en condiciones de cría piscícola Potenciación del crecimiento del 150% en condiciones de cría piscícola; mayor resistencia a las enfermedades; tolerancia a bajos niveles de oxígeno USA, Canadá Cuba USA China, USA Crecimiento potenciado USA