QUIMICA BIOLOGICA
Ing. en Alim.
Bolilla 11: Biosíntesis de Proteínas. Traducción de la
información genética. Universalidad del código genético.
Activación de los aminoácidos, fidelidad de la síntesis proteica.
Etapas de iniciación, formación del enlace peptídico, elongación y
terminación de la síntesis, factores que intervienen, consumo
energético y regulación. Inhibidores de la síntesis. Nociones
sobre alimentos transgénicos.
La mayor parte del crecimiento demográfico
tendrá lugar en los países subdesarrollados
Hacia 2025 será necesario alimentar a 2.000 millones de personas adicionales.
• Existen 800 millones de personas desnutridas; de acuerdo con las tendencias
actuales esta cifra recién disminuiría a 200 millones en 2025.
No sólo se requieren más alimentos, sino también mejores
alimentos
•
Las necesidades nutricionales no están debidamente cubiertas
cuando la dieta se basa en un único cultivo. Esta situación es común
en muchos países en desarrollo.
• La
deficiencia de vitamina A afecta a 250 millones de
personas y causa la ceguera de 500.000 niños por año.
• La deficiencia de lisina reduce el valor nutricional de
los granos de cereales.
• La ingesta de glicoalcaloides en las comunidades
Andinas provoca desórdenes alimentarios.
• Las deficiencias en hierro, iodo y zinc debilitan a
mujeres embarazadas y a niños y afectan a 2.000
millones de personas.
La ingeniería genética podría
ser parte de la solución
Objetivos:
• Aumentar la producción de alimentos para abastecer el crecimiento poblacional y
compensar el descenso de productividad y la reducción de tierra cultivable
- Aumentando la eficiencia del mejoramiento
- Introduciendo resistencia a pestes y enfermedades
- Introduciendo tolerancia a temperaturas y sequías
- Extendiendo la producción a suelos marginales
•
Aumentar la calidad nutricional y compensar dietas mal balanceadas
- Compensando deficiencias en vitaminas y micronutrientes
- Eliminando compuestos tóxicos: cianuros, glicoalcaloides, etc.
•
Disminuir los costos de producción y aumentar el valor agregado
- Aumentando la producción de alimentos mas nutritivos.
- Introduciendo productos en mercados especializados (biocombustibles, polímeros)
•
Disminuir la degradación del medio ambiente
- Introduciendo caracteres genéticos que requieran baja o mejor utilización de insumos
químicos
- Promoviendo aplicaciones en biorremediación
Cinco inquietudes que genera la ingeniería
genética
• La aprehensión instintiva hacia las nuevas
tecnologías.
• La desconfianza en las agencias
reguladoras.
• La dominancia de las corporaciones
multinacionales.
• La amenaza a la biodiversidad.
• La competencia con los sistemas de
producción agrícola alternativos.
Organismo geneticamente modificado (OGM)
•
“Un organismo (vegetal, animal, microorganismo o virus)
en el cual se ha introducido material (información) genético
preciso y definido, en forma deliberada y dirigida a obtener
un determinado producto (fenotipo), siendo dicha
introducción realizada de tal manera que esa información
genética no podría haber sido adquirida por el organismo por
la vía de mutaciones, recombinaciones u otras formas de
transferencia genética reconocidas como mecanismos que
operan en la Naturaleza sin intervención humana.”
Cuando el OGM es un alimento, adquiere
otras denominaciones:
•
•
•
•
•
•
•
•
- Alimento
biotecnológico
- Alimento transgénico
- Alimento genéticamente modificado
- Bioproductos
- Alimentos modificados por ingeniería genética
- Alimentos recombinantes
- Alimento obtenido mediante biotecnología
- Frankenfood
Alimentos transgénicos
Alimento transgénico o “genéticamente modificado” es aquel
producto de origen animal o vegetal con propiedades
nutritivas en el cual se ha introducido un gen de otro
organismo, o se le ha suprimido o modificado un gen propio,
mediante técnicas de ingeniería genética.
Tal manipulación permite que el organismo produzca una
nueva proteína, o deje de producir una proteína del organismo
original.
Ejemplos:
• Protección contra insectos. Papa, maíz.
• Protección contra hongos, virus, etc. Batata
transgénica.
• Control de malezas. Soja RR.
• Preservación de vegetales. Tomate transgénico.
Elementos básicos requeridos para la
transformación genética de plantas
1. Vectores que permitan el clonado (la incorporación)
del gen de interés y/o su transferencia al organismo blanco
de transformación.
2. Un protocolo de transformación (sistema o método
de transferencia de genes y de selección del material
transformado).
3. Un sistema de cultivo que permita generar
organismos (plantas) completos y fértiles.
4. Herramientas de análisis para detectar la presencia
del transgén y los productos del mismo en la planta.
Construcción del vector
ADN-T modificado
ADN-T
Gen
Citoquinina
Gen Auxina
Gen
Marcador
Gen de interés
Gen
Opina
EI
ED
EI
ED
Enz. Restricción
+ Ligasa
pTi
Genes tra
Genes tra
Genes vir
Ori
pTi modificado
Genes vir
Representación esquemática de la bacteria A. tumefaciens
Plásmido Ti
Cromosoma
ADN-T
Ori
Métodos biológico y biobalístico de transformación de
células vegetales
Método con Agrobacterium
Ti
Plásmido
bacteriano
Incorporación del
Vector en
Agrobacterium
Inoculación de
Agrobacterium en
medio selectivo
con explantos
Método Biobalístico
ADN de interés
(transgen + gen
marcador)
Construcción del
vector
Vector
(plásmido +
transgen + gen
marcador)
Agrobacterium
Partículas de Au o
Tg recubiertas
con ADN que
posee el gen de
interés
Cañón de partículas
Bombardeo de
partículas al medio
selectivo con
explantos
Incorporación del
transgen y gen marcador
en el ADN cromosomal
de las células vegetales
Incorporación del
transgen y gen marcador
en el ADN cromosomal
de las células vegetales
Proliferación de las
células vegetales y
replicación del transgen.
Selección y crecimiento
de las células que
expresan el transgen y
gen marcador
Transferencia de las
plántulas transformadas
al suelo.
En Argentina:
Cultivos aprobados
Denominación
Método de
transformación
Soja tolerante a glifosato
GTS 40-3-2
Bombardeo de micropartículas
Maiz resistente a lepidópteros
MON810
Bombardeo de micropartículas
Maiz tolerante a glifosato
GA21
Bombardeo de micropartículas
Maiz resistente a lepidópteros
BT11
Transferencia directa a
protoplastos
Canola tolerante a herbicida
OXY235
Agrobacterium tumefaciens
Fuente: www.agbios.com
Otras características Introducidas
Resistencia a Sequía
Otras características Introducidas
Vitamina A en Arroz – Arroz Dorado
El arroz dorado es una variedad de arroz (Oryza sativa) producida a
través de ingeniería genética, biosintetizando los precursores de betacaroteno (pro-vitamina A) en las partes comestibles del grano de arroz.
Otras características Introducidas
Vitamina A en Arroz – Arroz Dorado
En 2005 se anuncia la obtención de una nueva variedad,
Golden Rice 2, que produce 23 veces más beta-caroteno que
el a. dorado original. Todavía ninguna de estas variedades
está disponible para consumo humano. A pesar de su
concepción humanitarista, tiene significativa oposición de los
ambientalistas y activistas anti-globalización.
Vista simplificada de la biosíntesis de
carotenoides en a. dorado. Las enzimas
expresadas en el endosperma del a. dorado,
van en rojo, cataliza la biosíntesis de betacaroteno del difosfato de
geranilgernailgeranylgernayl diphosphate. El
Beta-caroteno se convierte en retinal y
subsecuentemente en retinol (vitamina A) en
el intestino animal
Otras características que se pretenden introducir
Productos farmacéuticos (Molecular Pharming)
Productos farmacéuticos (Molecular Pharming)
-Papa productora de una vacuna que previene la Diabetes tipo 1
(autoinmune) insulino-dependiente, 100 veces más poderosa que la
actual vacuna.
-Papa que produce la subunidad B antigénica de la enterotoxina del
Vibrio cholerae causante del cólera
- Soja productora de anticuerpos que protegen contra el virus 2 de
Herpes simplex (HSV)
- Tabaco con anticuerpos que previenen la caries dental producida por
Streptococcus mutans.
CONABIA Comisión Nacional Asesora de Biotecnología Agropecuaria.
SENASA Servicio Nacional de Sanidad Agraria.
DNMA Dirección Nacional de Mercados Alimentarios.
SAGPyA Secretaría de Agricultura, Ganadería, Pesca y Alimentos ..
INASE - Instituto Nacional de Semillas.
- Guillermo está trabajando en un programa genético para
transformar los vegetales modificados en 100% orgánicos
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