Fisiologia de La Plantas Transgenicas

7/26/2019 Fisiologia de La Plantas Transgenicas

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FISIOLOGIA VEGETAL - PLANTAS TRANSGNICAS 2015

INTRODUCCIN

Las plantas son un grupo ampliamente estudiado en el campo de la biotecnologavegetal y en la actualidad existe una gran cantidad de plantas transgnicas producidascon diferentes fines. En los ltimos cien aos, con el descubrimiento de las leyes de laHerencia por Mendel y el avance de la biologa vegetal, la meora de las plantas decultivo de! de ser meramente emprica y se convirti! en cientfica. Las variedades seseleccionan por ciclos de polini"aci!n cru"ada #$ibridaci!n% y selecci!n. Eldescubrimiento de las en"imas de restricci!n y el desarrollo de la tecnologa de &'(recombinante $a propiciado la aplicaci!n de diferentes tecnologas de producci!n de

plantas transgnicas con una amplia variedad de aplicaciones. )ara llegar al nivel actualde desarrollo de esta rama de la ingeniera gentica vegetal $a sido necesaria laaportaci!n de los importantes avances en el conocimiento de la *iologa molecular delos +cidos nucleicos y el desarrollo de la tcnica del cultivo de teidos vegetales in vitro.La ngeniera gentica permite el acceso y manipulaci!n directa de los genes rompiendo

las barreras impuestas por la divergencia gentica. Esta tecnologa nos permite no s!lointroducir en una planta genes procedentes de otras especies vegetales sino tambin deanimales y microorganismos. &e esta manera se obtienen plantas transgnicas, es decir,

portadoras de un gen aeno o ex!geno -ue se denomina transgn.

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO


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DEFINICIN

Los transgnicos son organismos a los cuales se $an introducido uno o m+s genesprovenientes de otra especie. Las plantas transgnicas poseen genes de todas lasprocedencias como de animales, de bacterias, de virus y de $ongos, y muc$as vecesposeen combinaciones de ellos, ya -ue se necesitan armar compleos sistemasmoleculares para garanti"ar la expresi!n de los genes for+neos. En las plantastransgnicas se $an usado genes de plantas, animales y bacterias para conferirlescaractersticas puntuales como resistencia a -umicos, a condiciones ambientalesadversas, a insectos, etc. a los cuales se aaden genes promotores y regulares de elevadaexpresi!n provenientes de virus, puesto -ue stos tienen mayor capacidad de expresi!n-ue los celulares #por las caractersticas infecciosas de los virus, -ue $acen -ue elsistema de expresi!n tenga prioridad con su genoma antes -ue con el de la clula% y deesta forma de garanti"a -ue el material introducido se transcriba y se tradu"ca. )ara la

construcci!n de transgnicos adem+s se usan genes de resistencia a antibi!ticos -uesirven como marcadores de selecci!n, para separar las clulas transformadas de las noafectadas.

PLANTAS TRANSGNICAS

La planta transgnica contiene uno o m+s genes -ue $an sido insertados en formaartificial en lugar de -ue la planta los ad-uiera mediante la polini"aci!n. La secuenciagnica insertada #llamada el transgen% puede provenir de otra planta no emparentada ode una especie por completo diferente por eemplo, el fitomeorador trata de reunir una

combinaci!n de genes en una planta de cultivo -ue la $agan tan til y productiva comosea posible. /egn d!nde y para -u prop!sito se cultive la planta, los genes deseables

pueden proporcionar caractersticas tales como un rendimiento m+s alto o meor calidad,resistencia a las plagas o enfermedades o tolerancia al calor, el fro y la se-ua.

0ombinar los meores genes en una sola planta es un proceso largo y difcil, en especialcuando el fitomeoramiento tradicional se $a limitado al cru"amiento artificial de

plantas dentro de la misma especie o entre especies estrec$amente emparentadas parareunir diferentes genes.

La tecnologa transgnica permite a los fitomeoradores reunir en una sola planta genes

tiles de una amplia gama de fuentes, no s!lo de la misma especie de cultivo o deplantas muy emparentadas. Esta tecnologa proporciona un instrumento para identificary aislar genes -ue controlan caractersticas especficas en una sola clase de organismosy para trasladar copias de esos genes a otro organismo muy diferente, -ue entoncestendr+ tambin esas caractersticas. Este poderoso instrumento permite a losfitomeoradores $acer lo -ue siempre $an $ec$o, generar variedades de cultivos m+stiles y productivas -ue contienen combinaciones nuevas de genes, y adem+s ampliarlas posibilidades m+s all+ de las limitaciones impuestas por la polini"aci!n cru"ada y lastcnicas de selecci!n tradicionales



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OBTENCION

1na tcnica para la transformaci!n de una planta debe permitir la 2creaci!n3 deorganismos -ue incorporen y expresen una secuencia extraa de (&' dentro de sugenoma. M+s especficamente, el sistema de transformaci!n deber+ permitir

1. El mtodo se bs e! el em"leo de #! $e%to& $'$o (#e lle$e el mte&'l )e!t'%o l%l#l bl!%o. E*'ste! dos +o&ms de '!t&od#%'& mte&'l )e!t'%o "o& est $,

a% Mediante virus genticamente modificados #-ue llevan los genes de inters enlugar de los genes estructurales%, los cuales insertan su genoma en el &'(celular para la replicaci!n y de esta manera se consigue la expresi!n de los genesfor+neos.

b% El mecanismo natural de infecci!n de la bacteria del suelo (grobacteriumtumefaciens -ue introduce un gen de su pl+smido en las clulas de la plantainfectada. 4ecordemos -ue un pl+smido es un fragmento de (&' circular y

extracromos!mico -ue suele contener informaci!n no vital para la bacteria ycuyo tamao es del orden del 5 al 67 del cromosoma bacteriano. Este gen seintegra en el genoma de la planta provoc+ndole un tumor o agalla. Lo -ue se$ace con (. tumefasciens, es crear una cepa recombinante de sta #con los genesde inters% y se induce la formaci!n de tumores, en los cuales se encuentranclulas modificadas por la interacci!n, se aslan estas clulas y a partir de ellasse genera el individuo transgnico. /e aplic! con xito por primera ve" en 589:en el tabaco y el girasol. Las gramneas y en general todas las monocotiled!neas

presentan gran resistencia a (grobacterium por lo cual este mtodo es bastanteinviable en un extenso grupo de plantas de gran importancia econ!mica.

2. Ot&o mtodo em"ledo "& t&!s+o&m& )e!t'%me!te "l!ts es el #so de"&oto"lstos,-ue son clulas vegetales a las -ue se les $a liberado de la pared celular.&e esta manera -ueda eliminada la barrera principal para la introducci!n de genesfor+neos. Mediante esta tcnica se consigui! por primera ve" cereales transgnicos en5899. )uede reali"arse una transferencia directa de genes mediante la fusi!n de

protoplastos #la clula vegetal sin la pared% mediante -umicos como el )E;#polietilenglicol%, de donde se obtienen $bridos nucleares y luego clulas transgnicas

por recombinaci!n< para este in tambin puede emplearse liposomas.

. L b'ol,st'% es ot&o mtodo d'+#!d'do/ %o!s'ste e! bomb&de& ls %l#ls %o!"&t,%#ls metl'%s m'%&os%"'%s &e%#b'e&ts del NA (#e se dese '!t&od#%'&. /i

bien esta tcnica $a dado buenos resultados, tiene un componente aleatorio de efectomuy fuerte -ue da un amplio margen a resultados impredecibles y un incrementosignificativo en la tasa de mutaci!n celular. gualmente costosos, pero con menos

problemas de efecto aleatorio, est+n los mtodos de inyecci!n #micro ymacroinyecci!n%, estos mtodos consisten en inyectar el material gentico for+neo alncleo de la clula mediante e-uipo sofisticado. Los mtodos de microinyecci!n tienenmayor eficacia -ue los de macroinyecci!n por la focali"aci!n dirigida de la inserci!n.(dicionalmente se emplean otros mtodos directos como la transformaci!n del polen yla electroporaci!n, pero no son ampliamente utili"ados. Microca!n o ca!n de

partculas -ue consiste en bombardear teidos de la planta con micropartculas met+licascubiertas del fragmento de (&' -ue interesa se integre en el (&' de la planta. Es el

procedimiento -ue m+s xitos $a conseguido y el -ue promete m+s avances.



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Micropartculas de oro (1) y tungsteno

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TECNICAS

T&!s+o&m%'! "o& bomb&deo %o! "&t,%#ls.

El (&' se introduce en protoplastos #clulas desprovistas de la pared celul!sica pormedios en"im+ticos o -umicos% utili"ando el polietilenglicol o la electroporaci!n.=ambin se puede introducir el (&' en las clulas por bombardeo con microproyectiles#biobalstica%.

La 2biobalstica3 es una tcnica basada en principios fsicos -ue permite literalmentedisparar genes a las plantas. )ara ello, el +cido nucleico -ue codifica los genes de intersse deposita en minsculas partculas de oro u tungsteno, las -ue posteriormente sonimpulsadas por una fuerte columna de un gas #generalmente $elio%, $asta impactar losteidos blancos de la especie a transformar. &e esta manera, al penetrar lasmicropartculas la clula blanco, estas alcan"an el ncleo y depositan el (&' -ue

portan transformando la clula con un nuevo gen.

Las ventaas del bombardeo de partculas, adem+s de la sencille" y velocidadcomparativas del proceso, podemos mencionar -ue se $a logrado introducir $asta 5>

pl+smidos separados y ?@@ Ailobases de (&'. (lgunos problemas asociados con labiolstica como mtodo para la transformaci!n vegetal, incluyen la frecuente integraci!nde mltiples copias de los transgenes y la dificultad de superar la etapa de expresi!ntransiente y lograr integraci!n estable. #Ber imagen *%

(mbos procedimientos de transformaci!n (grobacterium o biobalstica se reali"ansobre pe-ueas secciones de plantas, -ue luego de transformadas deben ser regeneradas

a plantas completas en un medio cultivo apropiado.Este es un mtodo muy original ideado y refinado en la dcada de 589@ por un grupo deinvestigadores de la 1niversidad de 0ornell #EE.11.%, -ue permite introducir (&' avirtualmente cual-uier tipo de clula. En este procedimiento el (&' es introducido enlas clulas por medio de partculas microsc!picas #micropartculas% aceleradas avelocidades supers!nicas, -ue atraviesan la pared y la membrana celular. Las partculasson aproximadamente esfricas #de @.: a >.@ micr!metros de di+metro%, est+n $ec$as demateriales densos como oro o tungsteno #ver microfotografa 5 y > , respectivamente%, yse recubren con el (&' -ue se desea transferir a las plantas. )ara -ue lasmicropartculas puedan atravesar las membranas celulares y llegar al ncleo de las

clulas blanco, son impulsadas a granvelocidad por explosi!n de p!lvora seca,liberaci!n de gas comprimido a alta presi!n#aire, $elio, 0C>o '>%, o por una descargaelctrica de una gota de agua. 1na ve"dentro del teido vegetal el (&' sedesprende de las micropartculas debido alas modificaciones del entorno i!nico.



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Microca!n con partculas met+licas rodeadas de (&'.

/i las partculas atraviesan las membranas y son atrapadas en el ncleo, el (&' puedeintegrarse de forma estable en los cromosomas mediante un proceso de recombinaci!nal a"ar, lo -ue se considera como transformaci!n estable. La transformaci!n estableocurre a muy baa frecuencia, por lo -ue es necesario utili"ar un sistema de selecci!n invitro -ue permita distinguir clulas transformadas y no transformadas.

En este mtodo de transformaci!n las construcciones genticas son m+s simples eincluyen los genes de inters y de selecci!n con sus secuencias regulatorias respectivas.El (&' para ser clonado es incluido en pl+smidos -ue son transferidos completos

durante el bombardeo a las clulas, o bien de forma de molcula lineal #el pl+smidocortado en un punto%, a diferencia de los pl+smidos utili"ados con Agrobacterium#pl+smido ti desarmado%. =ambin es muy comn -ue una ve" obtenida la construcci!ngentica dentro de un pl+smido #en el cual se clona y se obtienen muc$as copias paratrabaar%, luego se la extrae del mismo para s!lo tener la secuencia con los genes deinters y de selecci!n #incluidas las secuencias regulatorias% y as reducir el fragmentode (&' a transferir.

Este es un mecanismo universal, ya -ue su naturale"a fsica, perimte introducir (&' yexpresar material gentico no s!lo en plantas sino tambin en bacterias, proto"oarios,algas, $ongos, clulas y teidos animales #insectos, peces, aves y mamferos% y an

animales y plantas in vivo.Entre los explantos vegetales utili"ados con mayor xito, se



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encuentran las $oas, suspensiones celulares, meristemas, embriones, primordiosfoliares, cotiledones y callos.

Este mtodo a su ve" es sumamente til para anali"ar la funci!n y regulaci!n gnica,transferir (4' viral y estudiar vas metab!licas.

Los logros m+s destacados en la generaci!n de plantas transgnicas por medio de estemtodo, incluyen especies de gran importancia econ!mica como son la soa, el ma", elarro", el sorgo, la papaya, la caa de a"car, el trigo y el esp+rrago.

(mbos procedimientos de transformaci!n (grobacterium o biobalstica se reali"ansobre pe-ueas secciones de plantas, -ue luego de transformadas deben ser regeneradasa plantas completas en un medio cultivo apropiado.

T&!s+o&m%'! "o& A)&ob%te&'#m.

(grobacterium tumefaciens es una bacteria presente en el suelo -ue causa laenfermedad conocida como 2agalla3, caracteri"ada por el crecimiento de tumores en los

teidos vegetales. (grobacterium tumefaciens es el nico organismo natural capa" detransformar genticamente una clula vegetal, utili"ando un sistema para la trasferenciae integraci!n de genes altamente evolucionado. /e sabe -ue los crecimientos tumorososson el resultado de la integraci!n estable en el genoma vegetal de un segmento de (&',denominado (&'D= #(&' transferido%, proveniente de un pl+smido, el pl+smido =i#2tumorDinducing3%, el cual est+ presente en un pe-ueo porcentae de las poblacionesnaturales de (. tumefaciens.

El (&'D= est+ delimitado por repeticiones directas de > pares de bases, y cual-uier(&' entre estos bordes ser+ transferido al (&' de la clula vegetal. Este (&' puedeintegrarse en diferentes lugares en el cromosoma vegetal y cuando se usa con fines

pr+cticos para lograr la transformaci!n arbitraria de una planta, es deseable -ue estaintegraci!n sea de un bao nmero de copias. El (&'D= contiene genes -ue codifican

para las $ormonas vegetales auxina y citocinina, reguladores de crecimientoresponsables del fenotipo tumoroso, y para metabolitos conocidos como opinas, loscuales son usados por (grobacterium como fuente de carbono y nitr!geno. )ara lograresta transcripci!n, el (&'D= contiene secuencias eucari!ticas de control como las caas=(=( y 0((= y sealas vegetales de poliadenilaci!n.

La transferencia del (&'D= al (&' vegetal est+ mediada por una regi!n grande delpl+smido =i conocida como el locus vir #por virulencia%. La protena vir( detecta loscompuestos fen!licos secretados por las clulas $eridas y provoca la fosforilaci!n de la

protena vir;, la cual a su ve" provoca una cascada de transcripci!n de las dem+sprotenas vir, -ue se encargan, a travs de un proceso an no completamentecaracteri"ado, de la transferencia e integraci!n del (&'D=.

Ot&s t%!'%s de t&!s+e&e!%' )e!t'%

/e $a intentado la transformaci!n directa depositando una soluci!n de (&' a transferiry de polen sobre los estigmas. &e esta manera se supone -ue el (&' penetrara a travsdel tubo polnico durante su desarrollo en el estigma. Los raros xitos conseguidos no$an superado, $asta a$ora, las pruebas de la expresi!n de los genes en la descendencia.



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=ambin se $a intentado inyectar en una clula vegetal una soluci!n de (&'. Lamicroinyecci!n se reali"a bao control microsc!pico y con microcapilares. Lamicroinyecci!n resulta poco efectiva por-ue las puntas de los microcapilares se rompeny se obstruyen con facilidad adem+s se necesitan inyectar al menos 5@@@@ clulas, una auna, para tener la seguridad de -ue al menos una de ellas $a incorporado el material

gentico.

Otras tcnicas de transferencia entica

Transf!r"aci#n $!r $r!t!$%ast!sLa clula vegetal a la -ue se le -uit! la pared lleva el nombre de protoplasma. )araseparar las clulas, se utili"an medios fsicos. Luego, para -uitar la pared de las clulas,se utili"an en"imas como el celulasa y el pectinasa. )or eemplo, se pueden obtener

protoplastos petunia a partir de $oas, mediante la retirada de la epidermis #medio fsico%y el tratamiento con celulasas y pectinasas #en"imas% en medio isot!nico.

Los protoplasmas as liberados son puestos en suspensi!n en un medio de cultivo. Losprotoplastos se mantienen en un medio de cultivo y se adiciona el gen o el pl+smido -uese $a de transferir. )ara conseguir la penetraci!n de este (&' es necesaria la

permeabili"aci!n de la membrana, -ue se lleva a cabo mediante distintos procesos

a. Electroporaci!n /e aplican descargas elctricas -ue $acen poros en las membranasde los protoplasmas. El (&' del medio penetra por estos $oyos.

b. =ratamiento con polietilenglicol para desestabili"ar la membrana de las protoplasmas.

c. La utili"aci!n de liposomas.d. Los mtodos al calcio.

Los protoplasmas son multiplicados en condiciones -ue permiten regenerar la planta.

Las plantas nacidas de protoplasmas recombinados son seleccionados. La planta -ueincorporo un gen de resistencia a un $erbicida es seleccionada en un medio -ue contieneeste $erbicida.



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.6.D M04C'FE00G'

La transformaci!n estable va inyecci!n de &'( en el ncleo celular #aenisc$I Mint",58J:% es una tcnica -ue $a sido aplicada en clulas animales desde $ace ya veinte aos,

convirtindose en el mtodo de transferencia gnica m+s utili"ado, sobre todo enmamferos. La microinyecci!n ofrece la ventaa de -ue es uno de los dos mtodos, untocon la transformaci!n mediada por l+ser, -ue permite la transferencia gnica a unaclula concreta. La clula continuar+s su desarrollo y es transgn expresado lo $ar+tambin en su progenie. Esto constituye una poderosa $erramienta para anali"ar laexpresi!n gnica diferencial en distintos tipos celulares y para el marcae de clulas enel estudio de morfognesis vegetal.

En plantas la aplicaci!n de la microinyecci!n resulta m+s dificultosa -ue en animales y ,aun-ue se $an $ec$o importantes avances en la aplicaci!n de esta tcnica en clulasvegetales, su uso continua resultando muy complicado. La principal dificultad -ue se

encuentran en plantas es la presencia de pared celular, la cual no es solo una barrerafsica -ue $ace necesario el uso de capilares muc$o m+s gruesos para llevar a cabo lamicroinyecci!n, sino -ue tambin dificulta muc$o la visuali"aci!n del ncleo, lo -ue$ace -ue la microinyecci!n tenga lugar muc$as veces en el citoplasma.

Ctro problema es la presencia de grandes vacuolas en las algunas clulas vegetales, puessi el &'( es transportado a su interior, este ser+ degradado antes de alcan"ar el ncleo.

.:.D M(04C'FE00G'

La trasformaci!n mediante la inyecci!n de &'( en el interior de cavidades -uecontienen meristemos u !rganos sexuales de la planta parece ser un paso obvio para laintroducci!n de &'( en la planta. Esta tcnica ofrece la oportunidad de un mayor y m+sntimo contacto entre el &'( y la lnea germinal.



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La metodologa de esta tcnica es sencilla la soluci!n -ue contiene el pl+smido de&'( ser+ inyectado en la cavidad -ue rodea la inflorescencia en desarrollo. Elinconveniente es -ue ser+ necesario utili"ar una gran cantidad de pl+smido. La potencialventaa de esta tcnica es por tanto su simplicidad, ya -ue puede ser utili"ada en todaslas plantas sin necesidad de la preparaci!n de cultivos tisulares.

En los primeros estudios llevados a cabo, se utili"! &'( gen!mico de plantas -uecontena genes cuyo efecto poda ser valorado morfol!gicamente. (lgunos estudiosafirmaron la transformaci!n, mientras otros dieron resultados negativos, comoconsecuencia de la difcil interpretaci!n de los resultados a causa de lascontaminaciones -ue pueden ocurrir cuando se utili"an genes marcadores naturales de la

planta.

..D ELE0=4C)C4(0G'

El principio de esta tcnica de transformaci!n se basa en el conocimiento de -ue laaplicaci!n en la membrana celular de pulsos elctricos cortos y de alto voltae $ace -ueen esta apare"can, de forma temporal, poros -ue van a permitir la entrada en el interiorde la clula de macromolculas presentes en la soluci!n extracelular

Los poros van a crearse en el componente lipdico de la membrana, por lo -ue tras eltratamiento, la membrana volver+ a su estado normal. Este proceso permite a las clulassuspendidas en un tamp!n con pl+smidos de &'( incorporar al interior celular el (&'tras la electroporaci!n, resultando en una trasformaci!n transitoria o estable.nicialmente, la aplicaci!n de la electroporaci!n como mtodo de transformaci!n fuedesarrollado en bacterias, levaduras y sistemas animales.

)osteriormente se aplic! a protoplastos de plantas como una alternativa a los procesos

de captaci!n de &'( ex!geno inducidos -umicamente.

La electroporaci!n es un mtodo relativamente sencillo, aun-ue su aplicaci!n aprotoplastos es relativamente difcil, como consecuencia de las limitaciones tcnicas-ue supone el cultivo y la regeneraci!n de protoplastos. 'o obstante, est+ tcnicacomen"! a utili"arse ya a principios de los oc$enta, asumiendo de forma general -ue la

pared celular no es permeable a macromolculas del tamao de los +cidos nucleicos, porlo -ue se re-uera un tratamiento con pectinasas.

1L=4(/C'&C/

El tratamiento con ultrasonidos o sonicaci!n es un mtodo fsico para la transferencia depl+smidos de &'( a protoplastos y clulas intactas. Esta tcnica se basa en laaplicaci!n se ondas de ultrasonido -ue van a crear, en primer lugar, la formaci!n de

burbuas, con la consecuente generaci!n de elevada presi!n y temperatura.

En segundo lugar, los ultrasonidos van a provocar la generaci!n de corrientes alrededorde las burbuas. La velocidad de estas corrientes estar+n relacionadas con el efecto -ueva a producir el tratamiento con ultrasonidos< de forma general, el tratamiento fuertecon ultrasonidos se asocia con la in$ibici!n de la sntesis de polisac+ridos y protenas,as como con la destrucci!n de algunas macromolculas. &e $ec$o, antes de disponer delos en"imas de restricci!n, esta tcnica era utili"ada para el fraccionamiento de &'(#Hagen et al., 58J@%. Los primeros experimentos reali"ados en plantas y animalesmostraron los importantes efectos fsicos -ue la sonicaci!n tiene en las clulas< el Biciafaba produce la rotura de la pared celular de las clulas de la ra" #Miller et al., 58J:%



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mientras -ue en clulas animales produce alteraciones en la permeabilidad de lamembrana plasm+tica #0$apman, 58J:%. En base a estas observaciones, la sonicaci!ncomen"! a emplearse para la transferencia gnica a protoplastos, clulas en suspensi!ny peda"os intactos de teidos.

El proceso utili"ado para transferir &'( es el mismo independientemente del tipo declulas de la planta con el -ue se vaya a trabaar. El pl+smido de &'( es transferido almedio de sonicaci!n, en el cual se encuentran ya resuspendidas previamente las deinters. La me"cla es tratada con pulsos de ultrasonidos de una intensidad -ue

previamente $a sido seleccionada y de una duraci!n -ue va a dependerfundamentalmente del tipo de clula. El factor m+s importante -ue afecta a la entrada de&'( en la clula mediante sonicaci!n es la composici!n del medio de sonicaci!n ascomo la cantidad de pl+smido. oersbo y *runstedt #588@% encontraron -ue losexperimentos llevados a cabo con elevadas cantidades de &'( #9@D55@ gKml% y elmedio de sonicaci!n suplementado con sacarosa producen una mayor expresi!ntransitoria de los genes.

1na de las principales ventaas -ue ofrece la sonicaci!n es la simplicidad y velocidad dela tcnica, as como su bao coste. (dem+s, la sonicaci!n es un mtodo de transferenciagnica muy vers+til, -ue permite introducir &'( ex!geno desde protoplastos a clulasen suspensi!n y teidos. 'o obstante, esta tcnica tiene tambin alguna limitaci!n, comoes el $ec$o de -ue las ondas de ultasonidos pueden causar dao en las clulas a causa dela elevada temperatura -ue produce, lo -ue limitan el uso de esta tcnica.

.J.D =4('/C4M(0G' ;'0( ME&('=E LN/E4

La transformaci!n de las clulas vegetales mediante la irradiaci!n con l+ser se basa enllevar a travs del obetivo pulsos de lu" de alta energa a las regiones del teido diana

de menos de 5m de di+metro. Esta tcnica resulta muy til para manipular componentescelulares y org+nulos, por-ue el rayo puede ser dirigido directamente a esta +reaseleccionada. El $ec$o de -ue con el l+ser, agueros de dimensiones definidas puedenser creados en la pared y membrana celular, permitiendo la entrada pasiva de &'( atravs de los al interior de la clula, $ace de esta $erramienta una posible forma devencer la barrera para introducir &'( en la clula. Este proceso puede ser ayudado porla creaci!n de un gradiente osm!tico entre la clula y el tamp!n $ipot!nico -uefavore"ca la entrada de &'( a favor de gradiente.

El experimento tpico comien"a introduciendo agregados de cultivos en suspensi!n oexplantos de teidos en un medio $ipert!nico durante 5D6 $oras. Este medio va a inducir

-ue las clulas situadas en la "ona exterior de los agregados se plasmolicen $asta el 9@D8@7 de su volumen total. &espus, los cultivos son filtrados y trasladados a una c+marade cultivo. El &'(, disuelto en medio l-uido es aadido a las clulas, las cuales soninmediatamente irradiadas con el l+ser. Las clulas preDplasmoli"adas, cuando sonintroducidas en el medio $ipot!nico -ue contiene el &'(, introducen r+pidamente el&'( a travs de las perforaciones $ec$os por el l+ser. Este $ec$o s ve maximi"ado

por-ue las clulas plasmoli"adas captan mayores cantidades de l-uido -ue las clulasno tratadas previamente. El dao causado a las clulas por el tratamiento con l+ser esmnimo debido al $ec$o de -ue las perforaciones $ec$as con el l+ser son muy pe-ueasy pueden ser r+pidamente cerradas tras el tratamiento. La forma en la -ue el tratamientocon l+ser es llevado a cabo es enfocando el rayo en la superficie de las clulas elegidas y

posteriormente despla"+ndolo en una lnea fina para perforar clulas sucesivas. 1na delas principales ventaas de la transformaci!n por l+ser es la elevada precisi!n del



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mtodo. 0omo el l+ser es dirigido con un microscopio se pueden ver y elegirexactamente las clulas -ue van a ser tratadas. (s, esta tcnica resulta aplicable para latransformaci!n de clulas de los meristemos, -ue son competentes para la regeneraci!n.La microinyecci!n -ue tiene en estos aspectos caractersticas similares, aun-ue esta $ade ser llevada a cabo en las clulas de forma individual. La transformaci!n con l+ser es

una tcnica -ue puede ser llevada a cabo en un nmero de clulas muc$o mayor, aun-uela subsiguiente trasferencia de (&' est muc$o menos controlada.

'o obstante, esta tcnica tiene tambin una importante limitaci!n, el gran coste dele-uipo necesario para llevarla a cabo y la gran $abilidad necesaria para manear el l+ser.

.9.D =4('/C4M(0G' ME&(&( )C4 )CLE'

&ado -ue la funci!n del polen es transmitir &'(, por lo -ue siempre $a existido ungran inters en la transformaci!n mediada por gametos. 'o obstante, $asta la llegada delos marcadores $eterogneos y de las tcnicas moleculares de an+lisis, la obtenci!n deevidencias de la transformaci!n resultaban difciles de interpretar, dado -ue losmarcadores cl+sicos como un resultado de la contaminaci!n del polen en ve" de c!moresultado de la transformaci!n. En 589?, se consigui! obtener la transformaci!n de ma"

por polini"aci!n con una me"cla de polen y de &'( #Ct$a, 589?%. Esto increment!notablemente el inters en este tipo de tcnicas. En este experimento, el pl+smido de&'( con el gen npt fue aplicado a las flores tras la polini"aci!n. La transformaci!nfue confirmada por existencia a antibi!ticos o /out$en blot. El obetivo del mtodo es-ue el &'( sea transportado durante la fecundaci!n al interior de los !vulos, pues eneste estado el &'( tiene m+s posibilidades de ser integrado.

Esta publicaci!n gener! un gran inters, aun-ue los experimentos -ue despus sellevaron a cabo en arro" y otras plantas obtuvieron resultados generalmente negativos.

.8.D =4('/E4E'0( ;'0( )C4 '**0G'

La introducci!n de &'( durante la imbibici!n de teidos de plantas des$idratados es unmtodo -ue $a sido estudiado desde los aos sesenta. &urante la des$idrataci!n ocurrencambios fsicos y -umicos como la expansi!n r+pida de la clula, la rotura de la pared,los cambios estructurales en la membrana, etc., -ue sugieren -ue en estas condiciones el&'( puede ser captado.

En 5898, =oepfer et al. consiguieron la incorporaci!n y expresi!n transitoria delpl+smido de &'( con el gen npt, mediante la imbibici!n de cereales en una soluci!ncon &'(. /eis aos m+s tarde, en 588, se consigui! la transformaci!n estable de arro"expresando el gen ;1/ mediante la imbibici!n de embriones.La gran ventaa de estatcnica es su simplicidad y -ue no re-uiera un e-uipamiento especiali"ado. /inembargo, esta tcnica solo puede ser aplicada a determinados !rganos.

Sele%%'! e T&!s+o&m!tes

El rendimiento de la operaci!n siempre es dbil. Hay -ue escoger el pe-ueo nmero de

plantas -ue expresan el transgn y eliminar todos los otros. )ara la selecci!n, lo m+ssimple es utili"ar un gen de resistencia a un antibi!tico ! a un $erbicida. Este gen es



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insertado en el pl+smido. /i las clulas son cultivadas en un medio -ue contiene elantibi!tico o el $erbicida las clulas -ue incorporaron el pl+smido ser+n las nicas -uesobreviven.

Este mtodo es muy controvertido, por-ue acaba en una diseminaci!n de los genes de

resistencia ya sea a los antibi!ticos, o ya sea a los $erbicidas. La transmisi!n $ori"ontalde los genes $a sido demostrada. La diseminaci!n de los genes no puede ser controlada./e tienen -ue reempla"ar estos mtodos.

(ctualmente se incorporan al pl+smido, genes -ue permiten la utili"aci!n de otrasfuentes de carbono -ue las utili"adas por la clula. /!lo sobrevivir+n en presencia deesta fuente, las clulas -ue contiene el pl+smido -ue lleva el gen selectivo.

Es muy importante conocer el modo en el -ue las clulas $an sido seleccionadas paradecidir la aceptaci!n de un transgOne.

E&E'PLOS DE PLANTAS TRANSGNICAS

a( Resistencia a $%aas ) enfer"edades

El *acilo t$urigiensis exprime una protena t!xica para muc$os insectos, pero no paraotros organismos. El gen -ue codifica esta protena $a sido introducido en ciertas

plantas. El fin es el de disminuir el consumo de insecticidas.

/e estudia la resistencia a los virus. Lo -ue permitira proteger los cultivos de tabaco, depapas, de tomates, de calabacines, etc. )ero todo a-u est+ al punto de ensayos. /erainteresante medir el tiempo, o cu+nto $ace falta $asta -ue los insectos y el virus sevuelvan resistentes a las tcnicas utili"adas.

*( 'e+!ra de %as $r!$iedades ntriti-as ) !ran!%$ticas

El conocimiento del metabolismo de las plantas permite meorar y presentarmeoramientos de sus caractersticas. )or eemplo en el tomate meoramos la textura yla co$erencia del fruto. =ambin se controla el proceso de madure".

c( Resistencia a .er*icidas

La resistencia a los $erbicidas es conferida por genes de resistencia descubiertos enciertas bacterias ! en ciertas plantas como las petunias. ($ora, tenemos soa, col"a yalgod!n transgnicos. La resistencia a los $erbicidas simplifica el control de las malas$ierbas en el momento de la cultura. Hasta el da cuando la resistencia ser+ transmitidatambin a las malas $ierbas.

d( Resistencia a estrs a"*ienta%

La productividad de muc$os cultivos es comprometida por la gran variedad de presionesecol!gicas, como la se-uedad, las $eladas, etc. La resistencia en las condicionesdesfavorables es controlada por varios genes. Es difcil de obtener a$ora un mediotransgnico de crearlas. 1n eemplo de meoramiento de la resistencia de una planta a



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las $eladas $a sido efectuado por medio de )seudomonas syringae y ErPinia $erbicola.El $+bitat natural de estas bacterias son las plantas.

Estas bacterias son responsables de daos de geles sobre muc$as verduras. acilitan laproducci!n de los cristales de $ielo a partir de una protena -ue acta como ncleo decristali"aci!n. La separaci!n del gen -ue codifica esta protena permite conseguircolonias de estas bacterias -ue, una ve" inoculada en grandes cantidades en la planta leconfieren una resistencia m+s grande sobre las temperaturas baas.

e( Otras a$%icaci!nes

En $orticultura se $an podido conseguir variedades de colores normalmente imposiblesy -ue $ubo -ue obtener por medio de cru"amientos ! de $ibridi"aciones. /e $anobtenido as rosas a"ules #terribles% introduciendo un gen de petunia responsable de lasntesis del pigmento responsable del color a"ul #terrible%.

=ambin se $a producido un pl+stico biodegradable por medio de las plantas en lascuales se $an insertado los genes -ue codifican el poli D bD$idroxibutirato.

inalmente, tambin plantas transgnicas QposiblementeQ ser+n desarrolladas paraproducir vacunas contra el ttanos, la malaria etc. #a partir de plantas como el pl+tano, lalec$uga ! el mango%

ESPECIES TRANSFOR'ADAS 'EDIANTE INGENIER/A GENTICA

OB&ETI0OLas plantas -ue $oy se cultivan son diferentes a sus antepasados silvestres, los cultivos-ue utili"a el agricultor en la actualidad $an sido generados por los mtodosconvencionales en centros pblicos o privados dedicados al meoramiento y producci!nde nuevas variedades, motivo por el cual es preciso tener un conocimiento sobre dic$asespecies modificadas y meoradas.

CONCEPTO1

Hasta 588J se $aban reali"ado en el mundo, unos 6?@ experimentos de campo concultivos transgnicos y con resultados positivos, de los cuales la mayora correspondena las especies -ue se indican en la =abla 5. (proximadamente la cuarta parte de estoscultivos se $an reali"ado con genes cry.


Especies transgnicasEspecie Experimento de campo[%]

Maz 28Nabo 18Patata 10

Tomate 9,5Soja 7,5Algodn 6Tabaco ,5Total 83,5


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=abla 5 Es$ecies c!"ercia%es "2s i"$!rtantes en %as 3e se .an c!nseid!$%antas transnicas ) $!rcenta+e de e4$eri"ent!s de ca"$!5

Ta*%a 6, se reali"a una relaci!n de las especies vegetales transformadas por ingenieragentica $asta el 5888. 0ada ao, se $a de actuali"ar, como consecuencia de la grancantidad de experimentos -ue se reali"an en todo el mundo dedicado a la creaci!n denuevas aplicaciones comerciales.

N!"*re c!"7n 't!d! transf!r"aci#n N!"*re c!"7n 't!d! de transf!r"aci#n

Nlamo (grobacterium Lec$uga (grobacterium

(lbarico-ue (grobacterium Ma" (grobacterium

(lgod!n (grobacterium Man"ana (grobacterium

(pio (grobacterium Melocot!n (grobacterium

(r+ndano (grobacterium Mel!n (grobacterium

(rro" (grobacterium 'abo (grobacterium

*r!coli (grobacterium )apaya *iobalstica

0aa de a"car *iobalstica )epino (grobacterium

0iruelo (grobacterium )etunia (grobacterium

0tricos (grobacterium 4+bano (grobacterium



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0lavel (grobacterium /oa (grobacterium

CULTI0OS 'ODIFICADOS GENTICA'ENTE

1. C+ des%+e'!doEn todo el mundo existe un gran inters por el desarrollo de caf sincafena. Los mtodos actuales para prepararlo emplean solventesorg+nicos para extraer la cafena, lo cual genera la preocupaci!n dela posible presencia de residuos de los solventes en el caf. Ctrosmtodos son criticados por alterar el sabor final de la bebida. Los

investigadores identificaron los genes involucrados en la sntesis dela cafena caf y est+n ensayando diferentes estrategias parasilenciarlos y as obtener un caf con menos cafena pero -ueconserve su sabor y caractersticas originales.

01(L&(&E/

Meorar la resistencia al ata-ue de insectos. ncrementar el rinde productivo. #rendimiento de la plantaci!n y la cosec$a%. 4efor"ar el aroma.

4educir el contenido de cafena.2. 3#% %o! me!o& %o!te!'do de )l#%s'dos %'!o)!'%os

La mandioca es una fuente importante de $idratos de carbono en todo el mundo ycontiene gluc!sidos cianognicos, -ue provocan unaenfermedad degenerativa en las personas si la comida no es

procesada correctamente antes de su consumo. Las tcnicas demeoramiento tradicional son dificultosas debido a la forma dereproducci!n de la yuca. )ara disminuir los niveles degluc!sidos cianognicos se eligi! silenciar genes cuyos

productos intervienen en la sntesis de tales compuestos5



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. So4 me!os le&)!'%La soa es uno de los alimentos -ue puede produciralergia en ciertas personas. La mitad de los casos sedeben especficamente a una protena, denominada)6:. 4ecientemente, un grupo de investigadores

demostr! -ue es posible silenciar la expresi!n delgen correspondiente sin alterar la maduraci!n ni lacomposici!n de las semillas. =ambin se $a

producido una variedad de man $ipoalergnico.

01(L&(&E/

/oa con una proporci!n m+s saludable de +cidos grasos. 4educir la necesidad de utili"aci!n de fertili"antes. avorecer su resistencia a $erbicidas m+s selectivos. ncrementar su aporte nutritivo aumentando su valor proteico. Eliminar los componentes causantes de alergias.

. A&&o6 do&do( este arro" se le agregaron los genes necesarios para

producir beta caroteno, el precursor de la vitamina (. Elarro" dorado podra meorar la salud de millones de c$icos,sobre todo en (sia, -ue sufren de ceguera y cuadrosintestinales y respiratorios graves asociados a la deficienciade esta vitamina.

El Qarro" doradoQ es un arro" modificado genticamente -uecontiene una gran cantidad de vitamina (, m+scorrectamente, el arro" contiene el elemento betacaroteno, -ue dentro del organismo seconvierte en vitamina (. (s, al comer arro" dorado, obtenemos m+s vitamina (.El betacaroteno da el color narana a las "ana$orias y es la ra"!n por la cual el arro"modificado genticamente es dorado. )ara -ue el arro" cre betacaroteno, se implantantres nuevos genes dos de los narcisos y el tercero de una bacteria.El arro" puede considerarse una ventaa especfica para las personas pobres de los

pases en vas de desarrollo. stas tienen una dieta extremadamente limitada en la -uefaltan las vitaminas esenciales -ue el organismo precisa. 0omo consecuencia de estadieta restringida, muc$as personas acaban por morir o -uedar ciegos. Es lo -ue ocurre

muc$as veces en las regiones pobres de (sia, donde gran parte de la poblaci!n sealimenta de arro" de la maana a la noc$e.

5. Ls "ttsLa patata (mflora se $a conseguido a base de modificar elgenoma de la patata para anular la va metab!lica -ue dalugar a la amilosa. ntroduciendo un gen antisentido, demanera -ue al unirse al (&' de la amilosa lo inutili"a./irve para producir almid!n para uso industrial. El almid!nse compone de amilosa y de amilopectina. En la industria,la estructura de la amilopectina viene muy bien para satinar

el papel, por eemplo, o para -ue el cemento se ad$iera



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meor a la pared. Es m+s valiosa cuanto m+s pura, por-ue da un meor producto, por esola empresa alemana *(/ $a ideado una patata -ue s!lo produce amilopectina.

01(L&(&E/ )otenciar su resistencia a ser afectada por virus.

(umentar su resistencia al ata-ue de insectos.

4educir su capacidad de absorci!n de aceites #durante la fritura%.

Cbtener variedades m+s dulces.

)atatas con mayor contenido proteico.

)apa con mayor contenido de s!lidos especialmente almid!n.

7. C!ol %o! #! "&o"o&%'! de %'dos )&sos ms s!

La canola es un importante cultivo oleaginoso. La biotecnologase propone meorar la calidad del aceite modificando sucomposici!n de +cidos grasos, como por eemplo, elevando la

proporci!n de +cido oleico el cual la $ace m+s saludable. (lgunasde estas variedades ya se cultivanLos cientficos $an transferido ungena la planta de la col"a -ue

la $ace resistente a un cierto pesticida. El gen es retirado de una bacteria con capacidadde resistir a los pesticidas. 0uando el agricultor pulveri"a el cultivo de col"a con

pesticidas, puede destruir la mayor parte de las plagas sin matar las plantas de col"amodificadas genticamente.Los genes del cultivo de col"a modificado genticamente pueden ser transferidos a las

plagas. )ero stas se $acen resistentes al pesticida y la pulveri"aci!n resulta intil.La col"a puede polini"ar las $ierbas dainas, por eemplo el nabo redondo, -ue seencuentra en los campos de col"a. 0uando la col"a polini"a, sus genes se transfieren alnabo redondo. ste ad-uiere entonces resistencia a los pesticidas.

01(L&(&E/ Cbtener una cosec$a mayor por-ue es m+s f+cil combatir las plagas. En algunos casos, el agricultor puede utili"ar un pesticida menos perudicial para

el ambiente.

8. 9,6 d#l%e

El ma", la soa y la caa de a"car son otros eemplos de plantasmodificadas genticamente por los cientficos para -ue toleren la

pulveri"aci!n de pesticida.

Los cientficos $an modificado genticamente el ma" dulce paraproducir un veneno -ue mata insectos nocivos. Esto significa -ue

el agricultor ya no necesita combatir los insectos con insecticida.El ma" modificadogenticamente se llama "a89 Bt, por-ue el nuevo gen de la planta proviene de la

bacteria *acillus t$uringiensis

01(L&(&E/

http://biodictionary%20%28%272%27%2C%27gen%27%29/http://biodictionary%20%28%272%27%2C%27gen%27%29/http://biodictionary%20%28%272%27%2C%27insecticida%27%29/http://biodictionary%20%28%272%27%2C%27insecticida%27%29/http://biodictionary%20%28%272%27%2C%27bacillus%20thuringiensis%27%29/http://biodictionary%20%28%272%27%2C%27insecticida%27%29/http://biodictionary%20%28%272%27%2C%27bacillus%20thuringiensis%27%29/http://biodictionary%20%28%272%27%2C%27gen%27%29/


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El agricultor ya no necesita utili"ar insecticidas para matar a los insectos. Elambiente circundante ya no est+, de este modo, expuesto a grandes cantidades deinsecticida nocivo.

El agricultor ya no necesita recorrer los campos con un pulveri"ador de productot!xico, una m+scara y una ropa protectora.

Ma" con mayor contenido de los amino+cidos lisina, metionina y tript!fano.

Ma" con mayor contenido de almid!n

ncrementar la resistencia al ata-ue de insectos.

resistencia a insectos lepid!pteros.

tolerancia al $erbicida glufosinato de amonio.

D!s cas!s $artic%ares de transnic!s de% "a89

a5 'a89 $r!teid! c!ntra ta%adr!s :'ON ;


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arom+ticos. Esto explica por-u el glifosato s!lo acta selectivamente en las plantas yes muy poco t!xico para los mamferos.El evento ;( >5 del ma" 4oundup 4eady contiene un gen epspsmodificado,procedente del ma" #Rea mays L.%. La protena E)/)/ del ma" modificado#mE)/)/% y la E)/)/ del ma" de tipo convencional s!lo difieren en dos amino+cidos.

Esto significa -ue la secuencia de esta protena E)/)/ es idntica en un 88,67 a la -ueproduce el ma" de forma natural. La protena mE)/)/ no se ven afectadas cuando selas trata con glifosato ya -ue, como la en"ima mE)/)/ tolerante sigue actuando, la

planta puede seguir generando los amino+cidos arom+ticos -ue necesita.El ma" 4oundup 4eady se produo mediante la tecnologa de aceleraci!n de partculas,utili"+ndose un fragmento de (&' lineal -ue llevaba el gen mepsps.

El uso del ma" 4oundup S4eady ofrece las siguientes ventaas

0ontrol de un amplio espectro de malas $ierbas. Excelente seguridad para el cultivo, ya -ue su uso controla las malas $ierbas sin

daar el cultivo. Mnimo impacto medioambiental. 0ontrol de malas $ierbas a un coste adecuado. 1n nuevo modo de acci!n $erbicida para el control de malas $ierbas de ma" en

el perodo de cultivo. El ma" 4oundup 4eady interacciona con el medio ambiente igual -ue el ma"

convencional. Las plantas espont+neas de ma" son poco frecuentes y f+ciles deeliminar en los campos de cultivo. Estudios $an demostrado -ue esta variedadtransgnica del ma" es e-uivalente al ma" tradicional en lo -ue se refiere a laseguridad de los alimentos, los piensos y el medio ambiente.

C!%9a resistente a %!s $esticidas

Los cientficos $an transferido ungena la planta de la col"a -ue la $ace resistente a uncierto pesticida. El gen es retirado de una bacteria con capacidad de resistir a los

pesticidas. 0uando el agricultor pulveri"a el cultivo de col"a con pesticidas, puededestruir la mayor parte de las plagas sin matar las plantas de col"a modificadasgenticamente.

0enta+as

El agricultor puede obtener una cosec$a mayor por-ue es m+s f+cil combatir lasplagas. En algunos casos, el agricultor puede utili"ar un pesticida menos perudicial parael ambiente. El agricultor tambin podr+ proteger el ambiente utili"ando menos

pesticidas.

Inc!n-enientes1

Los genes del cultivo de col"a modificado genticamente pueden ser transferidosa las plagas. )ero stas se $acen resistentes al pesticida y la pulveri"aci!n resultaintil.La col"a puede polini"ar las $ierbas dainas, por eemplo el nabo redondo, -ue seencuentra en los campos de col"a. 0uando la col"a polini"a, sus genes se transfieren al

nabo redondo. ste ad-uiere entonces resistencia a los pesticidas.

http://biodictionary%20%28%272%27%2C%27gen%27%29/http://biodictionary%20%28%272%27%2C%27gen%27%29/http://biodictionary%20%28%272%27%2C%27gen%27%29/


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T!"ate de %ara draci#n

El tomate modificado genticamente para durar m+s tiempo fue el primer productoalimenticio modificado genticamente -ue los consumidores tuvieron la posibilidad dead-uirir. Este tomate fue lan"ado en 588: en el mercado de EE.11. Est+ modificado

genticamente para mantenerse firme y fresco durante muc$o tiempo< esto ocurrepor-ue, como consecuencia de la modificaci!n gentica, el tomate produce una cantidadinferior de la sustancia -ue causa su deterioro.

0enta+as1/i el tomate se mantiene fresco durante m+s tiempo, se puede dear -ue madure

al sol antes de ser recogido, y as tendr+ meor sabor. El tomate modificadogenticamente tiene una duraci!n m+s prolongada y aguanta un perodo de transportetambin m+s prolongado, lo -ue significa -ue los $orticultores pueden evitar recoger eltomate an verde con el fin de -ue tolere el transporte. Los productores tienen la ventaade poder recoger todos los tomates al mismo tiempo.

Inc!n-enientes1

El primer tomate modificado genticamente desarrollado por cientficos contienegenes -ue lo $acen resistente a los antibi!ticos. Los mdicos y veterinarios utili"an losantibi!ticos para combatir las infecciones. /i los genes trasplantados se transmiten a losanimales y a las personas, los mdicos podran llegar a tener alguna dificultad paracombatir las enfermedades infecciosas. Hoy en da, los cientficos pueden modificargenticamente el tomate sin introducir genes para la resistencia a los antibi!ticos.

LI'ITACIONES ACTUALES EN LA CREACIN DE PLANTAS

TRANSGNICAS&e lo dic$o $asta a$ora se desprende un gran optimismo en los avances de la ingenieragentica vegetal, pero no $emos de olvidar -ue actualmente existen unas limitacionestcnicas -ue $ay -ue tener presente.

Estas limitaciones consisten en -ue s!lo se pueden modificar caractersticas controladaspor no m+s de tres a cinco genes, -ue algunos cultivos no responden a los mtodosactuales de transferencia de genes y -ue no siempre se pueden aislar genes de inters.(dem+s los retrasos en la comerciali"aci!n pueden deberse a problemas de ndole notcnica, como la preocupaci!n de los consumidores por la seguridad de los alimentos yel impacto ambiental.

En 5@ aos los cultivos de plantas transgnicas $an alcan"ado las 8@ millones de$ect+reas. En total, >5 pases permitieron en >@@ su siembra, cuatro m+s -ue en >@@:.Entre los nuevos figuran tres de la 1E rancia, )ortugal T-ue reanudan la siembra dema" modificado tras una suspensi!nT y la 4epblica 0$eca. El cuarto es r+n. Estados1nidos, con m+s de la mitad de la superficie del mundo dedicada a estas plantas, es el

pas donde los transgnicos se enfrentan con menores obst+culos. Espaa ocupa elpuesto 5: de la lista, con 5@@.@@@ $ect+reas de ma".

Las sospec$as y las crticas no frenan el avance de los cultivos de plantas modificadas

genticamente. El ?@7 de la superficie dedicada a estas plantas lo ocupa la soa #:,millones de $ect+reas%, seguido del ma" #>5,> millones% y el algod!n #8,9 millones%,

http://xn--biodictionary%20%28%272%27%2C%27antibiticos%27%29-nze/http://xn--biodictionary%20%28%272%27%2C%27antibiticos%27%29-nze/


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segn el estudio -ue reali"a cada ao el /ervicio nternacional para la (d-uisici!n de(plicaciones (groDbiotecnol!gicas #/((( en sus siglas en ingls%. Las plantastransgnicas son variedades a las -ue se introducen genes -ue las $acen m+s resistentesa los $erbicidas, a las plagas o a ambos a la ve".

Esta modificaci!n es criticada por los grupos ecologistas, -ue temen -ue estos factoresde propaguen en la naturale"a, alterando el medio ambiente. El proceso tendra doslneas al $acer selectivamente -ue unas plantas sean m+s resistentes a los $erbicidas,los agricultores pueden usar cada ve" productos -umicos m+s potentes, lo -ueeliminara las plantas de alrededor de los cultivos. )or otro lado, la luc$a contra las

plagas puede alterar la existencia de insectos -ue son base de la cadena alimentaria. M+sde la mitad de la superficie dedicada a transgnicos est+ en Estados 1nidos #:8,9millones de $ect+reas%, principal defensor y productor de estos cultivos.

*rasil Ttercer productor mundialT $a sido el -ue m+s $a aumentado el territorio de a 8,: millones de $ect+reas. &e los >5 pases -ue en el mundo permite este tipo de

plantas, 5@ son industriali"ados y 55 est+n en vas de desarrollo. El nmero deagricultores -ue $a optado por los cultivos transgnicos llega ya a los 9, millones, lamayora en pases pobres, segn el informe #en >@@: eran 9,> millones%. El informe delobservatorio sobre biotecnologa Tuna organi"aci!n de la -ue forman parte agenciasestatales, C'; y las principales agencias del sectorT destaca -ue tres pases de la1ni!n Europea $an vuelto a plantar ma" transgnico. El lder en la regi!n es Espaa,con unas 5@@.@@@ $ect+reas.

rancia y )ortugal, -ue abandonaron estos cultivos $ace cinco y cuatro aorespectivamente, $an vuelto a sembrar cantidades muy pe-ueas, destinadas en gran

parte a estudiar sus efectos en el medio ambiente y la posibilidad de aislar los terrenospara impedir la contaminaci!n de otras plantas #la distancia de separaci!n -ue se maneaes de unos >@@ metros%. )recisamente a finales del ao pasado la 1ni!n Europeaautori"! otros 5: tipos de ma" modificado para conferirle la resistencia a un insecto,llamado taladro del ma". Estas plantas incorporan un gen -ue lleva las instrucciones

para -ue se fabri-ue una toxina, llamada *t, -ue envenena al insecto, lo -ue defiendelos cultivos de esta plaga.

0on estas ltimas aprobaciones ya son > las variedades de ma" *t autori"adas en la1E. Este tipo de ma" es el -ue $a empe"ado a plantar la 4epblica 0$eca. El otro pas-ue $a comen"ado a cultivar plantas transgnicas es r+n. En este caso se trata de arro",

tambin con el gen -ue genera la toxina *t. 0on ello se espera defender las plantacionesdel ata-ue de varios tipos de insectos. En el mundo se comerciali"an seis plantastransgnicas #variedades de soa, ma", algod!n, col"a, calaba"a y papaya%, y se estudianotras como uvas, remolac$a y patatas.

BENEFICIOS DE LAS PANTAS TRANSGNICAS

A5 Resistencia a insect!s5

La introducci!n de genes *t en las plantas $ace -ue stas sean QnaturalmenteQresistentes a las principales plagas -ue atacan los cultivos y producen grandes prdidasen la producci!n. La ventaa de las protenas t!xicas *t #provenientes de los genes cry%es -ue atacan solamente a ciertos grupos sensibles a ellas y no afectan al resto de laentomofauna relacionada a las plantas del cultivo.



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Ctros beneficios se derivaran de la disminuci!n del uso de plaguicidas -umicos aldisponer de cultivos -ue no re-uieran estas sustancias para detener las plagas. )uesto-ue la planta por si misma es capa" de envenenar a los insectos, el uso de agrot!xicos se$ace innecesario, reduciendo de esta manera el impacto sobre las plantas, laentomofauna y el suelo, y reduciendo el costo de producci!n en lo -ue a plaguicidas se

refiere. Los plaguicidas -umicos actan sobre un amplio espectro de especies agresoraspor lo -ue suponen un riesgo sobre la fauna y flora silvestre, siendo tambin productost!xicos para el cuerpo $umano. (ctualmente se emplea alrededor de 5@ millones detoneladas de insecticidas en todo el mundo y a pesar de todo se pierde un 67 de lascosec$as mundiales por culpa de los insectos.

B5 Resistencia a .er*icidas5

La construcci!n de plantas resistentes al efecto de los $erbicidas, posibilitaeliminar con facilidad las male"as -ue crecen en los campos de cultivo. La selectividadde resistencia $ace -ue sea posible aplicar el $erbicida a todo el campo de cultivo y

matar a las male"as pero no a las plantas de inters econ!mico.C5 'e+!ra de %a $r!dcti-idad ) $r!dcci#n5

1no de los puntos m+s importantes en la construcci!n de transgnicos es elaumento de productividad y producci!n, es decir, el aumento de calidad y cantidad del

producto final. 1no de los desafos m+s grandes del mundo actual es dar de comer a lapoblaci!n mundial #-ue se acerca a los 9 mil millones de $abitantes% con la mismacantidad de tierras productivas, y para ello se necesitan variedades -ue den mayorcantidad de producto.

D5 'e+!ra de %a ca%idad ntriti-a5

(lgunas plantas son ricas en ciertos nutrientes esenciales para el $ombre,mientras -ue otras carecen de ellos o los poseen en muy baas cantidades, es por ello-ue los mtodos de ingeniera gentica $an conseguido incrementar la producci!n deciertas sustancias en las plantas transgnicas. 1no de los eemplos m+s representativosde ellos es el arro" dorado #golden rice, por su color% -ue es rico en vitamina (, lacual ayuda a evitar la ceguera en medio mill!n de nios por ao en el mundo.

La expresi!n de ciertos nutrientes -ue no estaban presentes antes en determinadoscultivos es una buena opci!n para combatir la desnutrici!n en poblaciones con accesorestringido a muc$os alimentos, y -ue por tal ra"!n tienen una dieta incompleta y

deficiente. Los principales campos de acci!n de esta +rea son el aumento de +cidosgrasos, de protenas y de micronutrientes.

Benefici!s en cant! a ntrici#n

La deficiencia de vitamina ( es causa de -ue medio mill!n de nios -ueden parcial ototalmente ciegos cada ao #0onPay y =oennissen 5888%. Los mtodos tradicionales demeora de plantas no $an logrado producir cultivos -ue contengan altasconcentraciones de vitamina (, de modo -ue la mayora de los gobiernosdependen de costosos y compleos programas de complementaci!n para atender este

problema. Los investigadores $an introducido tres nuevos genes en el arro" dos deellos proceden del narciso y uno de cierto microorganismo. El arro" transgnico ex$ibe



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mayor producci!n de betaDcaroteno, el precursor de la vitamina (, y la semilla es decolor amarillo #Fe y cols. >@@@%. Este arro" amarillo o dorado, puede ayudar aresolver el problema de la deficiencia de vitamina ( entre los nios de las regionestropicales.

La fortificaci!n con $ierro es necesaria por-ue los cereales son deficientes enmicronutrientes esenciales como este metal. La deficiencia de $ierro provoca anemiaen las mueres embara"adas y los nios pe-ueos. )or consiguiente, cerca de :@@millones de mueres en edad reproductiva sufren de esta afecci!n y tienen mayoresriesgos de muerte fetal o de parir nios con muy bao peso, as como una mayor

probabilidad de muerte por parto. La anemia $a sido identificada como un factor deriesgo en m+s de >@7 de los casos de muerte posparto en (sia y Nfrica #0onPay5888a, b%. Mediante el uso de genes relacionados con la sntesis de una protenafiadora de $ierro y con la producci!n de una en"ima -ue facilita la absorci!n del$ierro presente en los alimentos $umanos, se produo un arro" transgnico con altasconcentraciones de $ierro #;oto y cols. 5888< Lucca 5888%. Estas plantas contienen de

dos a cuatro veces m+s $ierro -ue el arro" no transgnico, pero -ueda pendienteinvestigar su asimilaci!n biol!gica.

E5 C!ntr!% de enfer"edades -ira%es5

Las enfermedades virales son causa de prdidas masivas del cultivo cada ao.

Los grupos de virus -ue infectan las principales plantas son variados, los m+sconocidos son los virus mosaico. Los virus producen enfermedades mortales en las

plantas y son capaces de acabar con cultivos enteros puesto -ue el contagio medianteinsectos #u otros vectores% propaga r+pidamente la enfermedad y produce un deterioro

permanente de los cultivos. /e $an diseado plantas transgnicas resistentes adiferentes enfermedades virales mediante ingeniera gentica.

El principio de la resistencia a enfermedades virales es la expresi!n de protenas

del mismo virus, -ue compitan con las partculas virales infecciosas e interrumpan losprocesos de entrada a las clulas y de replicaci!n. =ambin se $an diseado plantastransgnicas -ue expresan protenas capaces de interferir con los circuitos de regulaci!ngnica de los virus, in$ibiendo la replicaci!n del genoma viral yla sntesis de protenasvirales imprescindibles, mediante 4'( antisentido.

En este campo tambin se $an $ec$o avances acerca de la resistencia a enfermedadesbacterianas y virales, mediante plantas productoras de ciertas protenas y sustancias -uefuncionan como antibi!ticos y antimic!ticos.

F5 T!%erancia a% estrs a"*ienta%5

Ctro factor negativo sobre los cultivos son las condiciones ambientales adversas,-ue provocan fuertes situaciones de estrs sobre las plantas disminuyendo su



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productividad o mat+ndolas. )ara ello, se $an aislado genes de organismos resistentes adeterminadas condiciones ambientales extremas, como son las elevadas o baastemperaturas, condiciones de salinidad extremas o de pH bao o sobre 8. Estos genesde resistencia a factores extremos normalmente se $an tomado de ar-ueobacterias, -ueson los organismos meor adaptados a estas circunstancias, aun-ue tambin se $an

tomado genes de animales yplantas para este efecto. 1no de los avances m+s llamativosen este sentido es la producci!n de plantas de tabaco y nabo portadoras de un gen$umano -ue les confiere la resistencia a ciertos metales pesados, por medio de una

protena de asimilaci!n de stos metales, pas+ndolos a formas menos t!xicas dentro delorganismo. La principal ventaa -ue tiene esta reducci!n del estrs ambiental, es la

potencialidad de uso de $+bitats marginales para cultivos. )lantas transgnicas -uepueden crecer en ambientes poco o nada aptos para sus parientes silvestres.

El estrs ambiental representa una fuerte restricci!n para el aumento de la productividadde los cultivos y el aprovec$amiento de los recursos naturales. /e estima -uenicamente un 5@7 de la superficie de la tierra arable se encuentra libre de algn tipo

de estrs #*enavides, >@@>%.El deterioro ambiental por las actividades $umanas no es un fen!meno reciente@@>%.



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Las plantas, a lo largo de su vida, se ven sometidas a un gran nmero de condicionesambientales adversas, como el dficit de agua en su entorno< y esto no resulta unalimitante para su distribuci!n en las diferentes condiciones clim+ticas de la superficieterrestre. Esta amplia distribuci!n se da gracias a -ue las plantas cuentan conmecanismos muy eficientes para $acer frente a los factores ambientales adversos

#)re"DMolp$e yCc$oa, 588@%.

Las plantas cultivadas se ven sometidas a diferentes grados de estrs en alguna etapa desu crecimiento, los cambios generados son una respuesta a la sobrevivencia de la plantamisma< el efecto del estrs por se-ua generalmente es refleado en una disminuci!n dela producci!n y del crecimiento total< esto con respecto al grado de reducci!n defactores, como la etapa de crecimiento y el agotamiento de agua, as como el tiempo deduraci!n de las condiciones de se-ua #Uramer, 5896%.

Es probable -ue el estrs est asociado con un dficit $drico y sea este uno de losproblemas m+s comunes entre los plantas cultivadas y la comunidades naturales#*enavides, >@@>%. La prdida de agua por el dosel vegetal es algo inevitable, ya -ueesto forma parte del proceso natural de transpiraci!n de las plantas como un mecanismode enfriamiento. )or otra parte, la asimilaci!n de 0C> , a travs de los estomas, originauna prdida natural de agua para mantener un ritmo de crecimiento. )or eemplo, las

plantas 0D6 pierden un Ailo de agua por cada 5D6 gr de 0C> fiado y las plantas 0D:ganan >D gr de 0C> por Ailo de agua transpirada y las plantas 0(M fian de 5@D:@ grde 0C> por Ailo de agua transpirada #*enavides, >@@>%.

( causa de su papel esencial en el metabolismo de las plantas, el dficit de agua afectar+pidamente los procesos -ue van desde la fotosntesis $asta la respiraci!n.

El agua es un agente -umico -ue imparte orden y estructura en las biomolculas yayuda a la interacci!n entre estas, adem+s de ser una fuente de prot!nDelectr!n. &entrode los procesos biofsicos m+s afectados por la carencia de agua, se encuentra laexpansi!n celular y el crecimiento< des!rdenes -ue afectan a otros procesos biofsicos#)ugnaire y otros, 588:%.

Las plantas $an desarrollado estrategias para tolerar el dficit $drico

5. 4espuesta fisiol!gica o de modulaci!n, -ue se caracteri"a por manifestarse comomodificaci!n r+pida reversible y con acci!n de corto pla"o< por eemplo, el cierre

estom+tico.>. 4espuesta de aclimataci!n -ue involucra cambios r+pidos reversibles o inclusoirreversibles y con acci!n a mediano pla"o< por eemplo, el auste osm!tico, derivado dela acumulaci!n de solutos, cambios en la elasticidad de la pared celular y algunosmorfol!gicos.

6. (daptaciones. Estrategias a largo pla"o -ue incluyen patrones fios #genticamentedependientes% de reparto de biomasa #ra"Kfollae%< modificaciones anat!micas -ue se$eredan entre generaciones, mecanismos fisiol!gicos compleos como el metabolismo0(M, crecimientos reducidos para optimi"ar el uso del agua y la captura de energa#)ugnaire y otros, 588:%.



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Las plantas presentan principalmente dos mecanismos de respuesta frente al dficit$drico, como la evitaci!n o escape y la tolerancia #Uramer, 5896%. La evitaci!n seentiende como el uso de ciclos de crecimiento muy r+pidos o de madure" temprana,

permitiendo el aprovec$amiento r+pido de la disponibilidad de agua y evitando as laprdida o se-ua.

Los experimentos llevados a cabo por el nstituto 'acional de nvestigaci!n y=ecnologa (graria y (limentaria #'(%, $an permitido descubrir, gracias ala manipulacin gentica, nuevas plantas transgnicas -ue presentan mayor tolerancia aestrs abi!tico.

La invenci!n puede englobarse dentro del campo de la ingeniera gentica y de laVsiologa vegetal. /e reVere al desarrollo de nuevas $erramientas genticas para lameora de plantas de inters agron!mico frente a condiciones ambientales adversas -uelimitan su rendimiento.

&e forma m+s concreta esta invenci!n se fundamenta en la utili"aci!n del factor detranscripci!n, 0&6, para generar plantas transgnicas -ue presenten mayor toleranciasimult+nea a diferentes tipos de estrs abi!tico.

Las plantas durante su desarrollo tienen -ue enfrentarse a condiciones ambientalesadversas -ue afectan negativamente tanto a su crecimiento como a su productividad, y-ue provocan cambios muy importantes en diferentes aspectos de las plantasVsiol!gicos, morfol!gicos, bio-umicos y moleculares. En trminos generales, los tiposde estrs abi!tico m+s comunes, alos -ue enfrentan las plantas son las temperaturasextremas, las se-uias y los suelos salinos

0uando una planta es sometida a un estrs de tipo abi!tico, se $a observado -ue grancantidad de genes cambian sus niveles de expresi!n, lo -ue provoca, de forma general,cambios en los niveles de protenas y metabolitos, muc$os de los cuales tienen funci!n

protectora frente al estrs.

Estos genes se pueden catalogar, de forma general, en dos grupos



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;enes -ue codiVcan para protenas -ue est+n implicadas en el desarrollo de latolerancia.

;enes -ue codifican protenas con funci!n reguladora.

En la invenci!n se $a descubierto -ue la sobreexpresi!n en plantas del gen 0&6 de

(rabidopsis t$aliana, -ue codifica para un factor de transcripci!n del tipo &C, $ace-ue dic$as plantas presenten una mayor tolerancia a distintas condiciones adversassimult+neamente, tales como una mayor tolerancia a la des$idrataci!n, al exceso desales en el medio y a las temperaturas extremas #ro y 0alor%. )or lo tanto, estosresultados demuestran -ue el factor de transcripci!n de tipo &C, 0&6, puedeutili"arse como una nueva $erramienta para la meora de la tolerancia a diversos tiposde estrs a la ve". (s la invenci!n describe plantas transgnicas -ue sobre expresan elgen 0&6 y -ue presentan una meora de la tolerancia a diversos tipos del estrsabi!tico simult+neamente.

Las plantas transgnicas pueden ser de cual-uier gnero y especie, preferentemente -ue

tengan inters agr!mico, tales como ma", arro", tomate, patata,etc.

Estrateias $ara desarr!%%ar $%antas t!%erantes a% estrs "ediante inenier8aentica

La tolerancia ad-uirida al estrs puede ser incrementada modificando la expresi!n degenes y protenas o por la sobrexpresi!n de metabolitos asociados al estrs. Latolerancia es un car+cter -ue depende de la actividad concertada de muc$os genes,

protenas y rutas metab!licas. La tolerancia a los estreses abi!ticos puede desarrollarsepor ingeniera gentica o meoramiento asistido con marcadores moleculares y-uantitative trait loci #W=Ls%.

Crater!sti"a $%antaine"es una planta poi-uilo$dricamodelo para el estudio detolerancia a la des$idrataci!. Los dos a"cares m+s prominentes $allados en 0.

plantagineum son >Doctulosa y esta-uiosa. >Doctulosa predomina en las $oas y esconvertido en sacarosa durante la des$idrataci!n. Esta-uiosa predomina en las races,tanto en condiciones normales como bao des$idrataci!n.



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(rriba 0. plantagineum #2)lanta de la 4esurrecci!n3%. (bao efecto de la

des$idrataci!n. )lanta totalmente trgida #i"-uierda%< planta des$idratada #centro% $ #derec$a%.

T.e%%nie%%a .a%!$.i%aes una planta $al!fila modelo para el estudio de la tolerancia asalinidad, es $al!fila altamente tolerante al estrs salino. =iene un ciclo de vida corto ycomparte muc$as similitudes biol!gicas y moleculares con (rabidopsis t$aliana.La fotografa muestra plantas de =. $alop$ila y (. t$aliana cultivadasdurante J das en medio saturado con @, >@@ y ?@@ mM de 'a0l.

PLANTAS TRASNGNICAS RCI> RESISTENTES AL FR/O ? ESTRSSALINO

El instituto 'acional de nvestigaci!n y =ecnologa (graria y (limentaria #'(% y el0/0, descubren despus de diversos experimentos, relacionados con la aclimati"aci!nal fro de la plantas con su entorno y de c!mo $a condicionado esto a la evoluci!n dealgunas especies.



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(lterando el gen 40, se obtuvo una planta transgnica -ue tiene un mayor nivel de laprotena 40 en relaci!n con una planta no transgnica, y el uso de composiciones -uecontienen =M(C para la meora de la tolerancia al estrs salino de las plantas afectadas.

La presente invenci!n describe una planta transgnica resistente al fri! y al estrs salino

basada en el uso de un nuevo gen, el gen 40, codificante de una en"imamonoxigenasa -ue induce la aparici!n de =M(C. (dem+s la invenci!n proporcionasecuencia de nucle!tidos, vectores y clulas necesarias para llevar a cabo el

procedimiento para obtener dic$as plantas transgnicas. inalmente, se aade el uso decomposiciones -ue contienen =M(C para la meora de la tolerancia al estrs salino delas plantas afectadas mediante la aplicaci!n ex!gena de dic$as soluciones sobre la

planta o semilla, por eemplo pulveri"aci!n o inyecci!n.

G5 Pr!dcci#n de frt!s "2s resistentes5

El primer transgnico -ue sali! al mercado fue el tomate QlavrS/avrQ de0algene, el cual posee un gen artificial -ue genera un 4'( de antisentido -ue in$ibe la

producci!n de la protena responsable de la senescencia del fruto. Esta tecnologapermite almacenar y tener m+s tiempo de exposici!n al ambiente de muc$os frutos sin-ue se ablanden y se malogren.

@5 Pr!dcci#n de $%antas *i!react!ras5

La posibilidad de inserci!n de genes en plantas, es tan amplia, -ue permiteactualmente, generar nuevas plantas -ue funcionen como bioreactores paradescontaminaci!n y reciclae de productos.

I5 Fi+aci#n de nitr#en!5

/e $an creado plantas transgnicas con amplio espectro de asimilaci!n de4$i"obium sp. una bacteria fiadora de nitr!geno. Estas bacterias normalmente $acensimbiosis solamente con las leguminosas, pero las nuevas tendencias en biotecnologavegetal $an logrado ampliar el espectro de $usped a otras plantas.

&5 'e+!ra c!n fines !rna"enta%es5(lgunas plantas de importancia ornamental $an sido modificadas para meorar

sus caractersticas estticas, en especial el color de las flores y de esta manera $acerlasm+s atractivas al consumidor, por medio de la manipulaci!n de pigmentos se $anlogrado colores de flores inexistentes en la naturale"a.

5 Pr!dcci#n de f2r"ac!s ) -acnas5

La expresi!n de protenas teraputicas y de vacunas de subunidad $an sido ungran logro de las plantas transgnica en el campo de la medicina. 'ormalmente lasvacunas y muc$os f+rmacos son difciles de producir y los costos al consumidor son tan

elevados -ue se $acen inaccesibles a la mayora de la gente. Es por ello -ue laproducci!n de vacunas activas y anticuerpos funcionales en plantas representa una



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buena alternativa para difundir el uso de vacunas importantes #como la de la $epatitis *%a un costo muc$o menor.

0arrillo y colaboradores #5889% $an logrado expresar respuesta inmune efectiva enratones mediante plantas transgnicas -ue expresan la protena B)5 de la enfermedad

de pieSboca #tambin conocida como fiebre aftosa%. Estos resultados son alentadorespara pensar -ue en un futuro pr!ximo, la inmuni"aci!n contra las principalesenfermedades se la realice mediante los alimentos.

DE LAS PLANTAS TRANSGNICAS


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insectos, procedentes de *acillus t$uringiensis, $an $ec$o posible reducirconsiderablemente la cantidad de insecticida -ue se le aplica al algod!n en Estados1nidos . En un an+lisis, por eemplo, se demostr! -ue $ubo una reducci!n de dosmillones de $ect+reas tratadas en 5888, es decir, un mill!n de Ailogramos de insecticidas-umicos, en comparaci!n con 5889 #1./. 'ational 4esearc$ 0ouncil >@@@%. /in

embargo, las poblaciones de plagas y organismos fitopat!genos se adaptan r+pidamentey se vuelven resistentes a los plaguicidas, y no existen ra"ones para suponer -ue noocurrir+ lo mismo, y con la misma rapide", en el caso de las plantas transgnicas.(dem+s, los biotipos de las plagas varan de una regi!n a otra. )or eemplo, es probable-ue los cultivos resistentes a insectos diseados para Estados 1nidos y 0anad+ tenganresistencia a plagas -ue no ocasionan problemas en los pases en vas de desarrollo, yesto ocurre por igual en las plantas transgnicas y en las desarrolladas por medio detcnicas de cru"amiento ordinarias. ncluso en el caso de -ue los mismos genes deresistencia a los insectos o los $erbicidas sean tiles en varias regiones, normalmente esnecesario introducirlos en cultivares adaptados a las condiciones locales. )or lo tanto, sere-uieren m+s investigaciones sobre las plantas transgnicas -ue se $an vuelto

resistentes a plagas locales, a fin de evaluar su sustentabilidad frente a un aumento enlas presiones de selecci!n para plagas cada ve" m+s virulentas.

La utili"aci!n de plantas resistentes a $erbicidas no est+ relacionada exclusivamentecon el uso de plantas transgnicas. &e $ec$o los $erbicidas se utili"an comnmentesobre cultivos de plantas resistentes obtenidas mediante meora gentica convencional osobre cultivos naturalmente tolerantes. /iempre -ue se cultiva una planta resistente aun $erbicida, sea cual sea el origen de la resistencia, existe un riesgo potencial de -ueel gen responsable de la resistencia se transfiera a otras plantas indeseables o no, y$aga -ue el $erbicida sea inefica" . /in embargo, para -ue se produ"ca la difusi!n delos genes de resistencia a las malas $ierbas y especies silvestres -ue conviven con el

cultivo, stas $an de pertenecer a su misma especie o estar muy relacionadas. (s, poreemplo, en Espaa esto no pueD de ocurrir para los cultivos de ma" transgnico #losnicos cultivados $asta el momento% al no existir plantas silvestres relacionadas. nclusocuando existen plantas silvestres emparentadas con el cultivo, las $ibridaciones entrestas y la planta de cultivo se producen con muy baa frecuencia en la naturale"a y los$bridos son en su mayor parte estriles, por lo -ue esta difusi!n es improbable.

En el caso de -ue se difunda la resistencia, esta nueva caracterstica no confiere a laplanta silvestre ninguna ventaa selectiva excepto en presencia del $erbicida. Ellorepresenta un problema mayor para el propio cultivo -ue pueD de verse invadido por las

plantas silvestres -ue reducir+n su producci!n, -ue para el medio ambiente. La

aparici!n de resistencia en malas $ierbas como consecuencia de la $ibridaci!n con lasplantas cultivadas est+ documentada en 0anad+ en los aos oc$enta para los $erbicidasdenominados tria"inas y se $a solucionado utili"ando otros $erbicidas.



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5 Resistencia a anti*i#tic!s5

Los genes de resistencia a diferentes antibi!ticos se usan durante la construcci!nde los QcassettesQ gen!micos de las plantas transgnicas #conunto de genes necesariospara la expresi!n de la caracterstica deseada%, estos genes no tienen funci!n alguna enla planta transgnica y la mayora de las veces no se expresan , pero sirven comoun marcador de selecci!n para distinguir las clulas transformadas de las notransformadas, puesto -ue ninguno de los mtodos de inserci!n de material genticofor+neo tiene una eficacia del 5@@7.

Los genes de resistencia a antibi!ticos son tiles solamente durante el proceso deconstrucci!n del transgnico y despus no cumplen ninguna funci!n, pero permanecenen el genoma de la planta. Esta permanencia dea abierta la posibilidad de transferencia$ori"ontal de estos genes a las bacterias del suelo o a bacterias patognicas del $ombre./e $a comprobado -ue esta interacci!n gen!mica plantaSbacteria se da en la naturale"a,aun-ue en muy baa proporci!n, por lo -ue la presencia de genes de resistencia aantibi!ticos en las plantas transgnicas se convierte en un problema de salud pblica de

primer orden.

'ormalmente se emplea el gen de la resistencia a la Aanamicina para este proceso, perotambin se usan otros genes como el de resistencia a la ampicilina y a la estreptomicina,y la presencia de estos genes en las bacterias no s!lo ocasiona resistencia a estos,sino -ue puede desencadenar procesos fisiol!gicos -ue $agan a la bacteria menossensible a otras familias #moleculares% de antibi!ticos. 0omo se puede ver, esta

potencialidad de transferencia de resistencia a antibi!ticos amena"a seriamente dcadasde trabao mdico en el combate de enfermedades, ya -ue si las bacterias se vuelvenresistentes sera imposible tratar las dolencias -ue producen, y los efectos sobre la saludy calidad de vida $umanas seran catastr!ficos.

Estudios recientes $an demostrado -ue, la probabilidad de transferencia $ori"ontal degenes de resistencia de antibi!ticos de plantas transgnicas $acia bacterias es muyreducida. 1no de los factores limitantes es el estado fisiol!gico de las bacterias, ya -uestas necesitan estar en un estadio de competencia #bacteria competente% -ue le permitaintroducir material gentico externo por medio de un proceso de transformaci!n. Lasegunda limitante -ue describen estos autores son las diferencias de compleidad a nivelde genoma, ya -ue el genoma de plantas y bacterias son tan distintos -ue las barreras

para la integraci!n son muy amplias. &e todas maneras este problema -ueda latente y se



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est+n generando alternativas como el uso de marcadores moleculares alternativos para laselecci!n de las clulas modificadas.

(lgunas de las plantas manipuladas genticamente -ue se est+n cultivando ya contienengenes para $acer ineficaces a los antibi!ticos.

Estos genes de resistencia a los antibi!ticos pueden ser absorbidos por losmicroorganismos del suelo o por las bacterias pat!genas -ue se encuentran en losintestinos de animales y $umanos y, por tanto, $acerse invulnerables a los antibi!ticosencuesti!n. =ambin pueden ser recogidas por bacterias no dainas -ue las mantendran,

pudindolas pasar a otras pat!genas al entrar en contacto con estas.

El ma" manipulado genticamente por la multinacional agro-umica 'ovartis, -ue $asido cultivado por primera ve" en Europa en 5889, y -ue puede ser procesado para suutili"aci!n como alimento, debe ser observado con especial atenci!n. 0ontiene un gende resistencia a diversas penicilinas frecuentemente utili"adas en medicina para terapias$umanas y animales. /u utili"aci!n como forrae o alimento supone un peligro para lasalud por lo -ue debera ser inmediatamente pro$ibido.

El gen de resistencia a los antibi!ticos se encuentra en todas y cada una de las clulas dela planta manipulada genticamente. (l cultivar el ma" de 'ovartis en grandesextensiones, miles de millones de estos genes son liberados al medio ambiente. =odoslos $alla"gos cientficos $asta la actualidad demuestran -ue el gen de resistencia a losantibi!ticos puede ser absorbido por las bacterias intestinales de animales y $umanos.

0on una sola mutaci!n en un gen de resistencia a un determinado antibi!tico se puede

generar resistencia a todos los antibi!ticos de una misma familia, incluso a los de nuevageneraci!n, $acindoles intiles para cual-uier terapia. 1na ve" -ue un pat!geno $aad-uirido la resistencia a un antibi!tico, esta $abilidad es transmitida a las siguientesgeneraciones, imposibilitando el uso de este f+rmaco durante aos.

(un-ue son muc$os los genes de resistencia a antibi!ticos utili"ados en las plantastransgnicas, $ay cuatro -ue merecen una especial atenci!n, dado -ue presentan unriesgo especial al $aber sido ya introducidos en los mercados europeos

La ampicilina El gen de resistencia a la ampicilina, conocido como gen QblaQ, se

encuentra en el ma" *t de 'ovartis -ue est+ siendo cultivado y comerciali"ado enEuropa #En Espaa bao los nombres 0CM)( 0* y C4& 0*%. 0on una solamutaci!n puntual de este gen, los pat!genos pueden inactivar a los cefalosporinos #ungrupo de antibi!ticos de la familia de los betaDlact+micos%, por lo -ue confiereresistencia no s!lo a la ampicilina sino tambin a otra serie de penicilinas como la

penicilina ;, la penicilina B, la amoxicilina, la propicilina o la fenoximetipenicilina.Ctros muc$os antibi!ticos de la misma familia, podran tambin verse afectados, comola feneticilina, meticilina, flucoxicilina o cloxacilina. Estos antibi!ticos se encuentranaun $oy en da entre los de m+s amplia utili"aci!n para combatir diversas enfermedades.En Europa cada ao se recetan millones de veces. /!lo en (lemania, durante 588?, se

prescribieron m+s de 5> millones de recetas.



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/on utili"ados para tratar la faringitis, amigdalitis, bron-uitis, difteria, escarlatina,neumona, accesos de tos, inflamaci!n del odo medio y muc$as otras enfermedadesinfecciosas.

La canamicina y la neomicina Este gen de resistencia a la canamicina y la neomicina es

conocido como npt o ap$6XD>. Entre las plantas transgnicas con este tipo de genes seencuentran, por eemplo, el tomate de maduraci!n retardada de 0algene o las colas *tde (grEvo y de 0algene.

La canamicina es un antibi!tico -ue puede ser utili"ado para el tratamiento de diferentesenfermedades infecciosas cuando la penicilina u otras drogas menos t!xicas sonineficaces a causa de la presencia de agentes infecciosos resistentes.

)or eemplo, para infecciones de $uesos, tracto respiratorio, piel, teidos, abdominales ydel tracto urinario. (dem+s, estamos $ablando de uno de los pocos f+rmacos existentes-ue todava son tiles para la luc$a contra la bacteria =* o bacilo de Uoc$, causante de

la tuberculosis.Estos antibi!ticos, pertenecientes a la familia de los aminoglic!sidos, podran afectar ala efectividad de otros como la neomicina, la estreptomicina, la gentamicina o, incluso alos de nueva generaci!n, como la tobramicina y la amicacina.

La amicacina En la actualidad se encuentra en proceso de conseguir licencia paraEuropa una lnea de patata modificada genticamente -ue contiene un gen de resistenciaa la amicacina #el gen npt o ap$6XD6%. La amicacina es observado como un antibi!ticode QreservaQ en la medicina $umana. /e utili"a lo menos posible para evitar generarresistencia entre las bacterias.

)or esta ra"!n, las autoridades alemanas se $an pronunciado en contra de -ue estasvariedades de patata sean autori"adas para su uso alimenticio. La amicacina es unantibi!tico de nueva generaci!n de la familia de los aminoglic!sidos.

La estreptomicina. El gen aad6XX6, -ue confiere resistencia a la estreptomicina y a laespectinomicina, est+ siendo utili"ado en algunas plantas transgnicas, como el algod!nde Monsanto. /i bien la espectinomicina se utili"a casi exclusivamente, aun-ue cada damenos, para el tratamiento de la gonorrea, la estreptomicina todava tiene gran utilidaden medicina, ya -ue es utili"ada para el tratamiento de infecciones severas como laendocarditis #infecci!n bacteriana en las v+lvulas cardiacas%. (dem+s, dada la cada ve"

mayor resistencia de enterococos, estafilococos y estreptococos a la gentamicina, laestreptomicina alcan"a mayor inters como antibi!tico an til.

YPo& (# !e%es't l '!d#st&' de l '!)e!'e&, )e!t'% de estos )e!es de &es'ste!%' !t'b't'%os:

Los genes de resistencia a antibi!ticos no tienen ninguna funci!n en la planta una ve"-ue sta se encuentra en el campo. /!lo son utili"ados en el laboratorio durante el

proceso de manipulaci!n gentica y son denominados Qgenes marcadoresQ. /u obetivo

es facilitar el trabao de los ingenieros genticos a la $ora de encontrar, entre millonesde clulas, a-uellas en las -ue se $a producido con xito la manipulaci!n gentica. Es



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decir su nica funci!n es la de Qseparar la paa del granoQ. 0uando, tras la manipulaci!ngentica, son tratadas con antibi!ticos, las clulas naturales mueren y s!lo a-uellas enlas -ue la intervenci!n gentica se $a reali"ado con xito sobreviven. Entonces sonseleccionadas para su posterior cultivo.

&e todos modos, $a sido posible durante aos $acer plantas transgnicas sin necesidadde utili"ar genes de resistencia a antibi!ticos. M+s an, existen mtodos -ue permitenretirar estos genes una ve" $an sido utili"ados y antes de ser transferidos a la planta.

Las nicas ra"ones para mantenerlos son de comodidad, por su bao c

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Fisiologia de La Plantas Transgenicas