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.
QUIMICA BIOLOGICA Ing. en Alim.
La mayor parte del crecimiento demográficotendrá 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 tendenciasactuales 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.
pTi
ADN-T
Gen Auxina
Gen Citoquinina
Gen Opina
EIED
Genes traGenes vir
Ori
Genes vir
Genes tra
Ori
ADN-T modificado
Gen de interés Gen Marcador
pTi modificado
EI ED
Enz. Restricción + Ligasa
Construcción del vector
Representación esquemática de la bacteria A. tumefaciens
Plásmido Ti
ADN-T
Cromosoma
ADN de interés (transgen + gen
marcador)
Ti
Construcción del vector
Plásmido bacteriano
Vector(plásmido +
transgen + gen marcador)Incorporación del
Vector en Agrobacterium
AgrobacteriumInoculación de
Agrobacterium en medio selectivo con explantos
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
Método con Agrobacterium Método Biobalístico
Métodos biológico y biobalístico de transformación de células vegetales
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.
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
En Argentina:
Resistencia a Sequía
Otras características Introducidas
Vitamina A en Arroz – Arroz Dorado
Otras características Introducidas
El arroz dorado es una variedad de arroz (Oryza sativa) producida a través de ingeniería genética, biosintetizando los precursores de beta-caroteno (pro-vitamina A) en las partes comestibles del grano de arroz.
Vitamina A en Arroz – Arroz Dorado
Otras características Introducidas
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 beta-caroteno del difosfato de geranilgernailgeranylgernayl diphosphate. El Beta-caroteno se convierte en retinal y subsecuentemente en retinol (vitamina A) en el intestino animal
Productos farmacéuticos (Molecular Pharming)
Otras características que se pretenden introducir
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- Guillermo está trabajando en un programa genético para transformar los vegetales modificados en 100% orgánicos