UNIVERSIDAD NACIONAL "SAN LUIS GONZAGA"

FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS

ESCUELA PROFESIONAL DE BIOLOGÍA

BIOTECNOLOGIA

PROTOCOLOS PARA LA OBTENCION DE PLANTAS

TRANSGENICAS

INTEGRANTES:

Blgo. ICA - PERU

2023
 La biotecnología moderna se suma hoy a las prácticas convencionales
como una herramienta más para mejorar o modificar los cultivos
vegetales.

objetivos y aplicaciones

El mejoramiento de rasgos
agronómicos
La generación de alimentos
más saludables y seguros
La obtención de mejores
alimentos para animales
El empleo las plantas como
fábricas de moléculas de
interés industrial
 METODOS PARA LA OBTENCION DE PLANTAS TRANSGENICAS

1. METODOS DIRECTOS

2. METODOS INDIRECTOS
 BIOBALÍSTICA
Aislar y clonar genes de
BIOTECNOLOGIA interés.

Es una tecnica que existe para la

BIOBALÍSTICA introducción directa de ácidos
nucleicos a células vegetales

Consiste en el bombardeo hacia tejidos con

micropartículas cubiertas con DNA o con
cualquier otra biomolécula que se pretenda
introducir a células vegetales.
 EL PROCESO DE BIOBALÍSTICA CONSTA
DE VARIOS PASOS:
Se utiliza para transferir genes
específicos a su genoma con el
1. Selección del material genético
propósito de conferirles
Se elige el gen o genes de interés que se
características deseables, desea introducir en las células vegetales o
como: secuencias de ADN sintéticas diseñadas
específicamente

resistencia a
enfermedades
tolerancia a condiciones 2. Recubrimiento de partículas
ambientales adversas
Se utilizan partículas pequeñas, como
mejora de la calidad de microproyectiles de oro o tungsteno,
los cultivos. recubren con el ADN de interés.
3. Disparo de las partículas
Las partículas recubiertas con el material genético se colocan en un
soporte y se activa el sistema de eyecion, una descarga eléctrica que
acelera las partículas a alta velocidad hacia las celulas vegetales

4. Impacto en las células

El impacto que genera permite que las partículas atraviesen la pared
celular y la membrana plasmática de las células. Como resultado, las
partículas liberan su carga genética, que consiste en el ADN de interés.
Callos
embriones
celulas

5. Incorporación del ADN

El ADN de interés liberado por las partículas tiene la capacidad
de integrarse al cromosoma de las células vegetales.
 6. Regeneración de plantas
Las células vegetales se cultivan en un medio de cultivo
especializado que contiene nutrientes y hormonas vegetales para
promover su crecimiento y desarrollo.

7. Selección de plantas transgénicas

Las plantas regeneradas se someten a un proceso de selección para
identificar aquellas que han incorporado el gen de interés de manera
estable

8. Análisis y aplicaciones:
Estas plantas pueden utilizarse para estudios de investigación en
biología vegetal, agronomía, mejoramiento de cultivos o consideradas
para su uso comercial en la producción de cultivos genéticamente
modificados.
Ventajas Desventajas
Los métodos directos de
transferencia de ADN como la Es un sistema costoso y que
Biobalística, permiten transferir requiere suministros de alta
ADN desnudo sin mediación de calidad, equipos y personal
vectores biológicos especializado
Las plantas transgenicas Bajo número de
regeneradas pueden cruzarse transformantes producido
con otras plantas susceptibles por evento de bombardeo
de misma especie
 agrobacterium tumefaciens en plantas
transgenicas
porque esta bacteria ...
Agrobacterium
tumefaciens Capaz de transformar Inserción del segmento
genéticamente una a través de
‘t-ADN’ situado en un
Es una bacteria presente en el suelo
célula vegetal plasmido
que causa la enfermedad conocida
como “agalla”, caracterizada por el
crecimiento de tumores en los tejidos
vegetales.
 Mecanismo de accion de Agrobacterium tumefaciens

1. Este proceso inicia cuando

se producen heridas en las
células de la planta.
2. Se activa la transcripción y
es translocado a las células
vegetales.
3. Se incorpora al núcleo y
posterior integración en el
genoma vegetal
4. La planta provoca la síntesis
de proteínas bacterianas y la
oncogénesis y se da la
formación de tumores en la
zonas de lesión.
AGROBACTERIUM TUMEFACIENS COMO HERRAMIENTA
BIOTECNOLÓGICA

PROCESOS
1. Construir ADN recombinante e
insertarlo en Agrobacterium
tumefaciens.

2. Infectar las células del organismo

a transformar con el Agrobacterium
transgénico.

3. Seleccionar las células

transformadas en un medio selectivo.

4. Regenerar plantas a partir del

explante
 Construir ADN
recombinante e insertarlo
en Agrobacterium
tumefaciens.

Se emplea enzimas de restriccion

y ligasa

Infectar las células del

organismo a transformar con el
Agrobacterium transgénico.

Para tranferir a la planta el gen

deseado
 Seleccionar las células
transformadas en un medio
selectivo

Se inserta un gen resistente

a un antibiotico y sabremos
que celulas han sido
transformadas

Regenerar plantas a partir

del explante

Se generan yemas y se
obtiene una planta
transgenica
 VENTAJAS DESVENTAJAS

Simplicidad técnica de los

Complejidad en la construccion
protocolos
del vector
No requiere de equipos
El tejido a infectar debe
sofisticados
presentar daño físico
Pueden ser empleados diferentes
Se requiere la eliminación de la
tipos de tejidos vegetales
bacteria de los tejidos realizados
La integración del T-DNA es un
mediante el uso de antibiótico
proceso relativamente preciso
 PLANTAS TRANSGENICAS RESISTENTES A VIRUS

Se basa en el concepto de protección o resistencia

derivada del patógeno (PDR)

Modificando el sistema de defensa de silenciamiento del

ARN en la planta

La resitencia a un patogeno o parasito en paraticular

puede ser obtenida mediante la introduccion de un gen
del genema del patogeno a su huesped

La seleccion del gen adecuado del patogeno es la

clave para este tipó de resistencia
decada de los 30...

PROTECCION CRUZADA
Fue adoptada como una estrategia de manejo para
hacer frente a las enfermedades causadas por virus
en muchos cultivos .

Tabaco (TMV)
Papaya (PRSV)
Cítricos (CTV)
Zapallo (ZYMV)
RESISTENCIA DERIVADA DEL Una porción genética del patógeno es usada para
la defensa del hospedante contra el propio
PATOGENO (PDR) patógeno.

PROTEINAS:
Cápside proteica
Replicación viral Replicasa
Proteína de movimiento (MP)

Replicación medida por la CP

Ampliamente adaptada por un variedad de cultivos
Caracteristicas

Retardo temporal en el desarrollo de los síntomas

Atenuación de la sintomatología normal que causa el
virus
Menor titulo de virus en los tejidos
Se requiere la presencia de proteína viral en planta
Existe correlación entre resistencia y nivel de expresión
de la proteína cápside
Actúa a nivel celular afectando una etapa temprana del
ciclo infectivo como vimos que afecta la decapsidación
 RESISTENCIA MEDIADA POR LA POLIMERASA

Cracteristicas

Confiere alto grado de

resistencia
Tolera altas dosis de inoculo
Es una protección de rango
estrecho, opera frente al virus
homologo o cepas
estrechamente relacionadas.
 EXPRESION DE UNA PROTEINA DISFUNCIONAL:
RESISTENCIA MEDIADA POR LA
PROTEINA DE MOVIMIENTO: Proteína disfuncional: Es incapaz de realizar
el transporte del ácido nucleico
 VENTAJAS DESVENTAJAS

Simplicid Com
 PLANTAS TRANSGÉNICAS RESISTENTES AL
ATAQUE DE INSECTOS
El primer cultivo resistente a insectos fue el tabaco, en el
Manduca sexta δ-endotoxina
año de 1987

proteinas Cry I δ-endotoxina son las responsables de

la actividad insecticida
activas en
de los productos de
lepidopteros Bacillus thuringiensis
(polillas y
mariposas)

ejercen su toxicidad
PROTEINAS Cry III mediante la unión a
activas en células intestinales del
tracto digestivo
coleópteros ocasionando una lisis
(escarabajos) osmotica.
 mecanismos de acción
de proteinas Cry

insectos lepidopteros
toxina a caderina
formación del poro
extremo C-terminal
para generar la
forma monomerica

desequilibrio osmótico y
inicio de la cascada consiguiente muerte
de señalización, celular
exocitosis de
caderina (vesiculas
intracelulares hacia
la membrana apical)

esporulación en inclusiones cristalinas oligómero a la proteasas asociadas al cristal

bipiramidales aminopeptidasa N,
zonas específicas de
solubilizan en las condiciones alcalinas del in vitro utilizando una gran
la membrana
intestino medio del insecto variedad de proteasas

se activan por proteólisis en toxinas http://www.scielo.org.ar/scielo.php?

script=sci_arttext&pid=S0325-75412008000200013
 nuevos interfieren con el funcionamiento
muchos insectos no son sensibles
INHIBIDORES DE PROTEASAS de las enzimas digsestivas de los
a la proteina Cry genes
insectos, parte del sistema de
defensa de algunas palntas

VENTAJAS DESVENTAJAS

como son
plantas transformadas de
canola, papa, alfalfa y tomate.
incremento anual promedio de alimentos a nivel
adquieran propiedades de
mundial
malezas

ambiente balanceado, rendimiento y fertilidad

de suelos sostenidos híbrido que sobrevive y se reproduce (flujo gentico)

control natural de plagas mediante tecnologías

auto-sostenidas alergenicidad

reducción de costos de producción e incremento

transgenes insertos puedan codificar proteínas tóxicas para los
de rendimiento
humanos
reducción de químicos tóxicos en el ambiente,
remediación y monitoreo ambiental y productos alteración en el patrón de resistencia a antibióticos
farmacéuticos basados en plantas
 LAS PLANTAS COMO BIORREACTORES

Un biorreactor es un dispositivo en
el que tienen lugar reacciones
bioquímicas controladas, puestas
en marcha con diferentes
propósitos, entre ellos la
producción de alimentos o la
síntesis de proteínas para uso
medicinal o industrial.
 Sistemas de inmersión temporal, cultivo in vitro, micropropagación

Los biorreactores de inmersión temporal se distinguen por utilizar un método

que consiste en humedecer de manera intermitente y por un corto periodo
de tiempo el tejido de una planta con medio de cultivo líquido, seguido por
el secado por gravedad o automatizado.
 PROCEDIMIENTO
En la fase 1, el medio de cultivo se encuentra en la base del contenedor en
estado estacionario.
En la fase 2 la bomba se activa, ingresa aire y el medio de cultivo sube al
compartimento de arriba donde están los explantes
La etapa de inmersión tiene una duración diferente dependiendo de la especie.
Una vez que finaliza la fase de inmersión, la bomba corta el bombeo de medio y
este desciende por gravedad.
 esquema de funcionamiento
3 A) el sistema se encuentra en reposo
3 B) se inicia el ingreso de aire al compartimiento de abajo, que hace subir el
medio de cultivo a la parte su- perior donde se encuentran los explantes;
3 C) se corta la bomba y el medio de cultivo vuelve al recinto inferior.
3 D) ingresa aire a la parte superior del contenedor para oxigenar el sistema y
se produce una renovación completa de la atmósfera.

Figura 3 - Esquema de funcionamiento de un biorreactor con aireación.

 PORQUE SE PRODUCEN EN PLANTAS
1) El b-interferón se ha producido en plantas de nabo y
puede ser potencialmente utilizado en el tratamiento de la
hepatitis B y C.
2) La ausencia de la enzima glucocerebrosidasa en el
humano produce la enfermedad de Gaucher.
3) La hirudina, un anticoagulante para tratar la trombosis se
produce actualmente en semillas de canola.
4) La somatotropina, una hormona humana usada en el
tratamiento del enanismo de personas, ha sido
tradicionalmente producida en bacterias y recientemente
su expresión en cloroplastos de tabaco.
 DONDE SE UTILIZAN LOS BIORREACTORES
Los biorreactores se utilizan en un
número creciente de aplicaciones,
desde la producción de medicamentos
bio-adaptativos o fertilizantes y
pesticidas ecológicos, hasta la
elaboración de cerveza, el refinado de
etanol y el tratamiento de aguas
residuales.
VENTAJAS
1. El costo bajo a una escala agrícola.
2. Reducción de los costos de
capitalización con relación al uso de
métodos de fermentación.
3. Escalamiento relativamente sencillo
de la producción.
4. Producción de proteínas
multiméricas complejas, tales como
los anticuerpos, que son
perfectamente ensamblados .
5. Producción segura de las proteínas.
Muchas
Gracias