Plantas transgénicas
Propósito
1. Investigación básica
► Regulación de la expresión (promotores)
► Estudio funcional de genes
● Complementación
● Expresión
● Silenciamiento
2. Investigación aplicada
Generación de líneas de mayor rendimiento agrícola o forestal
► Número, tamaño y calidad del producto
► Resistencia a plagas (↓ pesticidas)
► Tolerancia a estrés abiótico (sequía, salinidad, frío, nutrientes)
Bioreactores
Genes introducidos
Especies distantes
Especies relacionadas
Variedades de la misma especie (diversidad)
Misma especie (cambio en los patrones de expresión)
Estrategias para la introducción de genes en plantas
1. Electroporación de protoplastos
2. Agrobacterium tumefaciens
3. Bombardeo con micropartículas
4. Virus modificados
 Transformación estable → Organismos transgénicos
Basadas en la capacidad de generar un organismo completo a partir de una
célula (TOTIPOTENCIA)
► Organogénesis
► Embriogénesis
 Transformación transitoria
Agrobacterium tumefaciens
Sistema natural de transferencia de genes foráneos al genoma de
las plantas → Plásmido Ti
Plásmido Ti
1. T-DNA (insertado en genoma de la célula vegetal)
Opinas: Derivados de la arginina
Utilizadas por A. tumefaciens como fuente de C, N y energía
Hormonas vegetales (oncogenes)
Auxina
Citoquinina
2. Resto del plásmido
Genes de virulencia
Funciones bacterianas (conjugación, resistencia a fagos, origen)
Catabolismo de opina
Formación de tumores y liberación de opinas por la planta al suelo
Ventaja para el crecimiento de Agrobacterium sobre otras
bacterias
opina
Proliferación de
agrobacteria en
suelo
Transferencia de T-DNA de la bacteria a la planta
¿Cómo aprovechar este sistema natural de
transferencia de DNA para introducir genes
de interés?
1. Cointegración
Generación de vectores “lanzadera” (shuttle)
recombinantes
►Elementos plásmido de E. coli
► T-DNA
► Marcador para selección de agrobacteria (Amp)
► Marcador para selección en plantas (Kan)
► Sitio de clonamiento
2. Sistema binario
Separación de funciones cis (T-DNA) y trans (genes vir) de plásmidosTi
Agrobacterium
Generación de plantas transgénicas por transformación
ESTABLE con A. tumefaciens
Verificar expresión
mRNA (Northern blot)
Proteína (Western blot, actividad)
Bombardeo con micropartículas
Comparación entre métodos de transformación
A. tumefaciens
Bombardeo
Pocas copias integradas
Muchas copias integradas
Poco control de integración
Algún control de integración (organelas)
Integridad de copias
Copias fragmentadas
Rango limitado de plantas
Rango amplio de plantas
No hay integración en DNA de organelas
Integración en DNA de organelas
Fragmentos de tamaño limitado
Fragmentos de mayor tamaño
Principales objeciones al uso de cultivos
transgénicos para producción agricultura
1. Toxicidad
2. Transferencia no controlada de genes (transgenes, resistencia a antibióticos)
► Polen (polinización cruzada)
► Transferencia horizontal
3. Disminución de diversidad y empobrecimiento genético
4. Presión para el desarrollo de resistencia en plagas
http://www.colostate.edu/programs/lifesciences/CultivosTransgenicos/sp_faqpopup.html
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Diapositiva 1 - UPCH - Universidad Peruana Cayetano …