MODIFICACI

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MODIFICACIÓN GENÉTICA DE LAS PLANTAS

• Melissa Sarmiento Ramírez
• Magdalena Reinoso
• Lucía Quemada Garrido

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BIOTECNOLOGIA VEGETAL

• Técnicas de ingeniería genética cultivo de
  tejidos vegetales in vitro
• Ingeniería genética
• - Técnicas de manipulación ADN
• -Desarrollo (ADN-Watson y
  Crick)nueva o moderna biotecnología
• Cultivo in Vitro
• -Partes de plantas y plantas enteras
  en medios asépticos y ambientes controlados (luz
  y Tª)
• -Totipotencia capacidad de células
  vegetales
• ( no todas) de regenerar plantas
  enteras.
• - Protoplastos Biotecnología de
  hibridación somática (híbridos
  entre especies diferentes que comienza con fusión
  de protoplastos y posterior regeneración de
  plantas enteras).

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(No Transcript)
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TRANSFORMACIÓN GENÉTICA DE LAS PLANTASAgrobacteri
um tumefasciens

• Agallas de la corona (Plasmido Ti)
• Material genético cromosoma y varios plasmidos
• Transfiere porción del plasmido Ti ( T-DNA) al
  genoma de la célula vegetal, donde se integra y
  expresan genes división y proliferación de cel
  vegetales sin controlTumor

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(No Transcript)
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• -Genes iaaM-iaatt
• -Gen ipt
• -Otros
• Particularidades únicas de Agrobactrium
• - Transferir fragmento de DNA e integrarlo en
  cel vegetal.
• - Genes DNA reconocidos por cel vegetal.
• - Genes que codifican enzimas metabolismo de
  opinas.

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• PROCESO DE INFECCION
• T-DNA y región vir (plasmidoTi) genes
  virulencia chv (cromosoma)
• -T-DNA delimitado por repeticiones de 25pb
  (borde derecho
• e izquierdo)
• -Región vir fuera del T-DNA, formada por
  operones (genes
• cuyos productos regulan la
  expresión de otros genes)

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ETAPAS DEL PROCESO
1._ Reconocimiento genes chv, movimiento
quimiotáctico bacteriano y unión a receptores
específicos de célula vegetal. 2._ Vir A se
expresa. 3._ Unión Vir G a los demás genes vir
y activación 4._ Vir D1-D2 (endonucleasas) .
Liberan cadena simple de DNA. Formación del
complejo T. 5._ Paso del complejo T por el canal
formado por Vir B. 6._ Entrada al núcleo con
previo reconocimiento de SLN por D2 y D1. 7._
Integración del T-DNA al genoma vegetal.
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• GENES DE T-DNA-SUSTITUCION POR
  FORANEOS
• - Se demuestra que los genes foráneos
  se pueden transferir, integrar y expresar en
  plantas usando Agrobacterium tumefasciens como
  vehículo.
• - VECTORES DE TRANSFORMACION plasmidos
  con información esencial para replicarse,
  transferirse e integrarse y posibilitar expresión
  de genes foráneos en genoma de la cel vegetal.

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• TIPOS DE VECTORES
• 1._ VECTORES COINTEGRADOS Cuando plasmido de
  E.coli se transfiere en agrobacterium, el Dna
  foráneo de coli se integra en los bordes de su
  T-DNA por recombinación homologa dando lugar a
  Plasmido con región vir y el T-DNA con el Dna
  foráneo

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2._VECTORES BINARIOS Plásmido Ti desarmado con
solo región vir y en un segundo plásmido bordes
de l T-DNA con origen replicación funcional en
ambas bacterias. Este último mas pequeño y
manipulable para introducir genes foráneos entre
bordes.
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• Genes marcadores permiten reconocer y seleccionar
  
• células transformadas
• Marcadores de selección permiten a cel vivir en
  agente selectivo (antibiótico o herbicida)
• Marcadores informadores Codifican enzimas que
  con sustrato adecuado reaccionan dando una
  característica nueva a las células.
• Ejemplo B-glucuronidasa con un
  sustrato da
• color azul y con
  otro fluorescente.

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• LOS PROCESOS DE REGENERACIÓN Y TRANSFORMACIÓN SON
  
• DISTINTOS PARA CADA ESPECIE VEGETAL
• - Transformar una planta no indica que por el
  mismo procedimiento se pueda transformar una
  especie muy próxima.
• - Depende de la relación patógeno/huésped
  (mayoría dicotiledóneas)
• - Genes región vir y algunos del T-DNA como los
  de virulencia determinan genoma de especies
  especificas para cada cepa bacteriana.

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APLICACIONES BIOTECNOLÓGICAS
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• -Resistencia a plagas y enfermedades
• -Resistencia a condiciones ambientales extremas
• -Integración planta y microorganismos
• -Las plantas como biofactorías
• -Mejora de la calidad en productos agrarios

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Plagas y enfermedades

• Están sometidas a
• Agentes infecciosos
• Organismos consumidores

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Plagas y enfermedades
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• Agentes químicos
• Programas de control
• a plagas, mediante organismos
  depredadores al organismo perjudicial.
• Mejoras genéticas

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Condiciones ambientales extremas

• La disminución en el rendimiento de cultivos se
  debe al estrés
• Biótico
• Abiótico
• Este último es el responsable de las mayores
  pérdidas de productividad.

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• A través de la ingeniería genética, podrá
  aumentar la torelancia y desarrollar estrategias
  hacia el estrés.
• Para ello es necesario conocer los mecanismos de
  defensa de las plantas hacia el estrés

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Interacción planta-microorganismo

• Los microorganismo se agrupan según relación
• Perjudiciales
• Beneficiosas
• Sin efecto directo
• Compiten por nutrientes y espacio.
• Ej. Rizobacterias

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Perjudiciales

• Dalbulus maidys la chicharrita adulta del maíz

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Beneficiosas

• 
  Rhizobium en leguminosa

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Las plantas como biofactorías

• Las plantas son fuente de alimento, combustible,
  y fibras.
• Los avances en vitro del ADN y la transformación
  de diferentes especies han permitido la creación
  de plantas transgénicas.

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Plantas de Ananas sativus
Agave sp.
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• Han ido encaminadas al desarrollo de plantas con
  características agronómicas mejoradas.
• Plantas tolerantes a herbicidas, virus, insectos
• A mejorar el producto extraído de la planta como
  en el tomate, las patatas

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Tolerancia a los herbicidas

• Parcela de soya infectada con herbicida Roundup
  (izquierda)

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Cultivos Bt resistentes a los insectos

• Maíz híbrido con un gen Bt (izquierda) y un
  híbrido sensible al barrenador europeo del maíz
  (derecha).

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• Sus esporas contienen una proteína cristalina
  (Cry). En el intestino del insecto, la proteína
  se descompone y libera una toxina que se une al
  revestimiento intestinal y crea poros así muere
  el insecto.
• En los cultivos Bt se ha incorporado una versión
  modificada del gen Cry bacteriano en el ADN de la
  propia planta, de tal modo que la maquinaria
  celular de la planta produce la toxina.

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• Otra utilidad en las plantas como
  biofactorias, es la de producir enzimas
  industriales, antígenos para las vacunas,
  anticuerpos, péptidos de uso farmacéutico

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Mejora de productos agrarios

• Para el incremento de la producción de las
  cosechas y la disminución del uso herbicidas
• Beneficiados los agricultores y la sociedad
• Objetivos obtención de productos con menos
  contaminantes agroquímicos y de mejor calidad
• Mejorar en el tamaño, valor nutritivo, extensión
  de vida

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GENES EN ANTISENTIDO PARA RESTABLECIMIENTO DEL
FRUTO

• Muchos genes han sido introducidos en variedades
  de interés agrónomo con objetivos de mejora.
• En plantas transgénicas se ha conseguido
• - resistencia y mayor tolerancia a plagas,
  enfermedades, herbicidas.
• - mejora de la calidad nutritiva.

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EL TOMATE DE LARGA VIDA

• En tomates cosechados, la enzima
  poligalacturonasa degrada las pectinas
  (componentes esenciales de muchas frutas)
• Consecuencia reblandecimiento del fruto y
  deterioros en su aroma y sabor.

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• Procedimiento
• 1º Las plantas transgénicas de tomate se han
  transformado en la región codificadora del gen de
  la enzima poligalacturonasa.
• 2º El gen se ha insertado al revés en el
  módulo de expresión, es decir, en antisentido.
• Antisentido en la doble cadena de DNA
• - la guanina se sustituye por citosina
  y la citosina por guanina.
• - la adenina se sustituye por timina y
  la timina por adenina.

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• 3º El gen en antisentido transcribe un RNAm
  con secuencia complementaria al RNAm transcrito
  por el gen de la poligalacturonasa.
• 4º Se tiende a la formación de una doble
  cadena entre ambos RNAm y así, bloquear
  parcialmente la síntesis del enzima.
• 5º Debido al efecto previo, se consigue un
  retraso en la degradación de las pectinas y, por
  tanto, un tomate que tarda mucho más tiempo en
  reblandecerse.

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Retraso de la maduración en el tomate

• Maduración conjunto de cambios externos, de
  sabor y textura que un fruto experimenta cuando
  completa su crecimiento.
• Según el proceso de maduración, el tomate es un
  fruto climatérico, es decir, acumula almidón
  durante su crecimiento y, en la maduración, lo
  hidroliza a monosacáridos, glucosa y fructosa
  principalmente. Se produce mucho gasto de energía
  y se experimenta un aumento en la respiración.

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• Por transformación con genes en antisentido, se
  ha conseguido bloquear parcialmente la síntesis
  de etileno (hormona de la maduración).
• Procedimiento
• - Mediante la técnica antisentido, se ha
  conseguido bloquear la síntesis de ACC-sintasa ?
  no se sintetiza etileno ? no se produce
  maduración.
• Restauración de la maduración
• - por tratamiento con etileno exógeno cuando
  los frutos se ponen a la venta.

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(No Transcript)