budas: 2012

domingo, 9 de diciembre de 2012

4.4 BIOETICA Y REVOLUCION BIOTECNOLOGICA

El uso desde hace muchos años de proteínas recombinan tes ha tenido gran impacto en la elaboración de alimentos, como las enzimas quimosina, en la producción de quesos, amilasas en la producción de jarabe, pectinasas, para la elaboración de jugos, glucosa oxidasas y catalasas para la deshidratacion de huevo, lipoasa para fabricacion de aceites de pescado etc.

4.3 LEGISLACION

En el contexto de protocolo de Carta Agena y del proyecto de ley de Bioseguridad se refiere al : Conjunto de lineamientos, medidas y acciones de prevención, control, mitigacion, y remediador del impacto y repercusiones ambientales adversos de los organismos geneticamente modificados. Organismos geneticamente modificados: Cualquier organismo que posee una combinación nueva de material genético que se aya obtenido mediante la aplicación de la biotecnologia moderna.

4.2.5.2 ANIMALES TRANSGENICOS

Los animales transgénicos son aquellos que poseen un gen que no les pertenece La forma más sencilla para generar un animal transgénico es la que involucra el aislamiento del gen que se quiere introducir (al que llamaremos transgén), su clonación y manipulación para que pueda ser expresado por el organismo blanco, y su inserción en el organismo. Para lograr que todas las células del organismo expresen este nuevo gen, incorporamos dicho gen en un embrión en estadio de cigoto. Una vez seguros que el embrión incorporó el transgén, implantamos el embrión en un animal receptivo, que actúa como madre (en un procedimiento similar al de fertilización in vitro).

obtención de órganos animales (cerdos) con genes humanos para no ser rechazados en transplantes.

animales con carnes y huevos con menos colesterol y grasas

pollos sin plumas

4.2.5.1 PLANTAS TRANSGENICAS

Son productos de origen animal o vegetal obtenidos a partir de individuos cuya información genética ha sido manipulada por el hombre a fin de modificar alguna de sus características gracias a que poseen determinados genes introducidos por el hombre mediante ingeniería genética; así por ejemplo existen variedades de cereales que soportan plagas y sequías, frutos que tardan más en madurar o en pudrirse, animales con órganos de características parecidas a los humanos, etc.

Para sus defensores representan el final de algunos problemas de la humanidad, como son la carencia de órganos para transplantes o la erradicación del hambre en el mundo, para sus detractores suponen un riesgo para la salud humana no calculado, por el hecho de que acumulan insecticidas, pierden sus cualidades nutritivas, o pueden transmitir al hombre enfermedades de otros seres vivos.

resistentes a insectos: maíz y algodón con un gen que produce una toxina para orugas y escarabajos

- a herbicidas: soja, algodón, maíz, resisten a altas concentraciones de herbicidas que se echan en los campos para erradicar malas hierbas

- a condiciones ambientales: frío, sequía, alta salinidad, etc.

CULTIVOS TRANSGÉNICOS
Alfalfa Espárrago Maíz Soja
Algodón Fresa Manzana Tabaco
Arroz Girasol Melón Tomate
Berenjena Guisante Patata Trigo
Centeno Lechuga Pepino Uva
Ciruela Lino Pimiento Zanahoria

4.2.5 TECNOLOGIA DE ADN RECOMBINANTE EN LA AGRICULTURA

Se a modificado genéticamente, a lo largo de cientos de años, las especies que utilizamos para alimentación, y hasta hace poco sin conocer la estructura del ADN, utilizando mutágenos que se sabe generan múltiples cambios en los genomas de los organismos. Sin embargo, estas técnicas originales de mutagénesis y los organismos generados, no se cuestionan como los transgénicos, cuando en el fondo hoy sabemos que los métodos usados previamente generan cambios mucho más amplios en el genoma de estos organismos. La razón de la falta de cuestionamiento es, probablemente, la ausencia de daño por estos organismos altamente modificados, desde el punto de vista genético.

4.2.4 VECTORES DE CLONACION

Inserción de los fragmentos de ADN. Esta inserción se realiza en vectores de clonado, que son los agentes transportadores capaces de introducirlos en las células hospedadoras.

Los vectores de clonación son pequeñas moléculas de ADN, que tienen capacidad para autorreplicarse dentro de las células hospedadoras.
Se utilizan con frecuencia dos tipos de vectores de clonación: plásmidos y virus. de introducirlos en las células hospedadoras.

Plásmidos. Son moléculas de ADN circular, con un tamaño menor que el del cromosoma. Se replican con independencia del cromosoma bacteriano ya que tienen su propio origen de replicación.

Los vectores son unidades de ADN que se autoreplican en un microorganismo o células humanas y los cuales pueden portar fragmentos de ADN de origen diverso. El vector debe contar con los elementos que le permitan ser replicados y mantenidos por la maquinaria celular hospedadora.

Los vectores son propagados en hospedadores que pueden ser células de E. coli, levadura (S. cerevisiae) o células mamíferas. Los vectores pueden ser estructuras sencillas como plásmidos o muy complejos como los cromosomas artificiales de levadura (YAC) (5) y los cromosomas artificiales mamíferos (MAC) (6).

los vectores tienen diferente capacidad de portar longitudes variables de secuencias de ADN. Los cromosomas artificiales mamíferos se vislumbran como vectores de terapia genética de condiciones causada por genes mayores como el de la distrofina, cuya disfunción causa la distrofia muscular de Duchenne-Becker, gen que tiene una longitud de secuencia de 2.4 Mb.

4.2.3 CLONACION DE GENES

Es el proceso mediante el cual puede aislarse un gen de entre todos los genes diferentes que existen en un organismo, lo que permite realizar su caracterización. Esto se consigue con la preparación de una batería de bacterias que contienen todos los genes distintos presentes en un organismo de manera que cada una de ellas contiene un solo gen. Esto se lleva a cabo efectuando cortes del ADN de un individuo. Otra alternativa es la de crear un conjunto de todas las secuencias de ADN expresadas en una célula específica mediante la producción de copias complementarias de ADN a partir del ARNm hallado en dichas células (v ase Biología molecular). En ambos casos, los fragmentos de ADN se unen a un vector, un virus bacteriano conocido como bacteriófago o a un ADN circular denominado plasmido, que se introduce en una bacteria de forma que cada una adquiere solo una copia del vector y por tanto recibe solo un fragmento de ADN.

Clonación de genes

La clonación de genes es una técnica mediante la cual se selecciona un gen que interesa por alguna razón, generalmente porque produce alguna proteína de interés para el hombre (antibióticos, vacunas, proteínas terapéuticas, hormonas, etc.), se introduce en una célula sencilla, normalmente bacteriana o de algún protista sencillo, como las levaduras, y se hace que esa célula se divida muchas veces y que fabrique la proteína que nos interesa; luego se purifica la proteína y se puede distribuir para su uso. Las fases del proceso son las siguientes:

* Obtener del fragmento de ADN que contiene el gen que se quiere clonar

* Insertar dicho gen en otra molécula de ADN que sirva de transportador (vector), generalmente ADN de virus y bacterias

* Introducir el vector de clonación con el gen que nos interesa en una célula de otro organismo (célula hospedadora); la célula hospedadora suele ser una célula bacteriana por su sencillez y rapidez de multiplicación

* Multiplicar la célula hospedadora para obtener muchas copias del gen

Hoy en día existe una técnica para clonar genes que es la PCR (Polymerase Chain Reaction), en la que a partir de un fragmento de ADN cualquiera, se obtienen muchas copias por la acción de la enzima ADN polimerasa, responsable de la replicación del ADN.

4.2.2 ENZIMAS DE UNION

Los puntos de corte de las enzimas de restricción pueden ser empleados como marcadores para la elaboración de mapas de restricción. Para elaborar un mapa de restricción, se tiñen los fragmentos resultantes de la lisis y se los separa mediante una electroforesis PAGE (Electroforesis en gel de poliacrilamida) y se establecen las distancias de migración, siendo los resultados muy específicos para cada molécula de DNA en estudio.

Los extremos cohesivos son los más empleados en la construcción de DNA recombinante, puesto que al tener una porción lineal "pegajosa" es más sencillo que se produzca la unión con el DNA del hospedero, por complementación de bases, dicha unión se produce por la intervención de enzimas denominadas ligasas. Adicionalmente, la enzima transferasa terminal puede ser usada para generar extremos cohesivos en un fragmento de DNA. A pesar de ser más difícil, también es posible realizar uniones de extremos romos, mediante la adición de conectores sintéticos de DNA que actúan a manera de extremos cohesivos (como el caso de la transferasa terminal), sin embargo este procedimiento no es de mucha utilidad para realizar una clonación directa de DNA.

Existe otro tipo de enzimas de restricción de doble función, denominadas endo–exonucleasas, las cuales son capaces tanto de añadir nucleótidos como de removerlos de una hebra de DNA.

4.2.1 ENZIMAS DE CORTE

Algunas de las principales enzimas de restricción conocidas y su origen (en base a Griffiths et al. 1998).

Enzima de restricción	Organismo de donde se extrae
EcoRI	Escherichia coli
EcoRII	Escherichia coli
HindII	Haemophilus influenzae
HindII	Haemophilus influenzae
HaeIII	Haemophilus aegyptius
HpaII	Haemophilus parainfluenzae
PstI	Providencia stuartii
Mayi	Serratia marcesens
BamI	Bacillus amyloliquefaciens
BglII	Bacillus globiggi

Las enzimas de restricción trabajan únicamente sobre secuencias específicas de bases nitrogenadas, el lugar donde se produce el corte se denomina sitio de restricción y producen dos tipos de corte:

(1) corte con extremos cohesivos y

(2) corte con extremos romos (ver Fig. ) (Griffiths et al. 1998).

Los extremos cohesivos dejan porciones lineales a ambos lados del fragmento, es decir, quedan pequeñas secuencias de bases sin aparear a cada lado, siendo éstas complementarias entre sí, mientras que los extremos romos son aquellos en los que no queda una porción lineal a ninguno de los lados.

De acuerdo a la especificidad de las enzimas de restricción, se conocen dos tipos:

-las enzimas de tipo I cortan en un sitio cercano al sitio de restricción, a una distancia que varía aleatoriamente, y por ello no se suelen emplear para DNA recombínate.

-Las de tipo II reconocen y cortan en la secuencia específica, y son las más empleadas en este tipo de protocolos por su alta precisión.

-Las enzimas de restricción de tipo III son similares a las de tipo II en cuanto a la precisión del lugar de corte, pero se diferencian de éstas en que sólo cortan entre nucleótidos del mismo tipo, por ejemplo entre dos adeninas.

Otro método para producir fragmentos pequeños de DNA para recombinación consiste en emplear ultrasonidos. Los ultrasonidos son capaces de romper al DNA cromosomal en pequeños fragmentos. A pesar de ser un procedimiento muy sencillo, tiene la desventaja de producir fragmentos aleatorios y no permite aislar genes con gran precisión (Mateos 2000), sin embargo son empleados por su facilidad de uso.

Algunas enzimas de restricción como EcoRV encuentran el sitio de restricción, por medio de un barrido a lo largo del surco mayor del DNA y reconocen una secuencia palindrómica de seis nucleótidos de longitud, en la que se presenta una simetría rotacional binaria. Cuando la enzima de restricción encuentra el sitio de corte, se producen una serie de reordenamientos estructurales en el DNA y se produce un ajuste inducido en el cual el DNA sufre una torsión de 50 grados.

4.2 CORTE Y UNION DE MOLECULAS DE ADN

La función de las enzimas de restricción es la proteger al organismo de DNA extraño. Cuando una porción de DNA foráneo ingresa a la célula, las enzimas de restricción se encargan de degradarlo cortándolo en pequeños fragmentos, siempre y cuando éste no esté modificado.

Actualmente se conocen unas 200 enzimas de restricción las cuales se nombran de acuerdo al organismo del cual se extraen, como por ejemplo EcoRI y EcoRII, que se extraen de E. coli o HaeIII que se extrae de Haemophilus aegyptius.

Una característica de las enzimas de restricción es el reconocimiento de secuencias palindromicas.

UNIDAD IV DNA RECOMBINANTE 4.1 TRANSFORMACION DE ORGANISMOS

UNIDAD IV DNA RECOMBINANTE

4.1 TRANSFORMACION DE ORGANISMOS

Todos los organismos están formados de células que contienen DNA. La estructura de las moléculas de DNA, cuyas unidades son llamadas genes, contiene información que es utilizada por las células como una "receta" para el organismo. Esto quiere decir, que las características de cualquier ser vivo están determinadas por la información en el DNA.

En los últimos veinte años, los científicos descubrieron que el DNA es intercambiable entre plantas, animales, bacterias y otros organismos. Adicionalmente a la utilización de los métodos tradicionales de mejoramiento de plantas y animales, a través de la fertilización cruzada y la selección, los científicos pueden transferir en algunos casos, los genes que determinan muchos caracteres deseables de una planta o animal a otro organismo. La transferencia de DNA se realiza por varios métodos como la injección directa de DNA en las células, el disparo de células con partículas cubiertas de DNA con una arma especial (biolística) y la inserción de DNA en bacterias o virus especialmente modificados, que llevan este a las células infectadas.

Sin importar que método se utilice, el proceso de transferir DNA de un organismo a otro es llamado ingeniería genética. Casi cualquier carácter deseable que se encuentre en la naturaleza, puede en principio, ser transferido a un organismo seleccionado. Una planta o un animal modificado por ingeniería genética, que contiene DNA de una fuente externa, es llamado organismo transgénico.

Un producto de ingeniería genética es aquel que es desarrollado modificando su DNA en cualquier forma. El número de productos modificados genéticamente se incrementa rápidamente. La ingeniería genética esta siendo utilizada en la producción de fármacos, terapia génica y en el desarrollo de plantas y animales transgénicos.

Desde 1987 se han desarrollado y evaluado en el campo plantas transgénicas que pueden tolerar herbicidas, insectos o virus, o producir frutos modificados o flores. Copias de genes de estos caracteres provenientes de plantas , bacterias o virus han sido transferidos a las plantas por medio de técnicas de ingeniería genética. Plantas de maíz que producen una proteína insecticida que proporciona resistencia al barrenador europeo del maíz y tomates que pueden mantenerse maduros por mas tiempo en el estante antes de ser transportados son algunos ejemplos de plantas transgénicas desarrolladas.

Se han diseñado animales transgénicos con el fin de ayudar al diagnóstico y tratamiento de enfermedades humanas. Algunas compañías han diseñado y evaluado mamíferos transgénico que producen fármacos importantes en la leche animal. Productos como la insulina, la hormona de crecimiento, y el activador de plasminógeno, que son producidos normalmente por fermentación en bacterias transgénicas, muy pronto serán obtenidos en la leche de vacas, ovejas o cabras transgénicas.

Medicinas para la salud humana tales como la insulina para la diabetes, las hormonas de crecimiento para individuos con enanismo pituitario y el activador de plasminógeno para víctimas de ataques al corazón, así como drogas animales como la somatropina, hormona de crecimiento bovina o porcina, son producidas por fermentación en bacterias transgénicas que han recibido el gen humano, vacuno o porcino adecuado.

La terapia génica es un nuevo tratamiento experimental. En la terapia génica, un gen que se ha perdido o que no está funcionando en forma correcta es reemplazado por el gen correcto. El primer tratamiento exitoso en terapia génica fue en 1990, en donde se trató una enfermedad del sistema inmune de niños llamada deficiencia de ADA. Células sanguíneas con los genes correctos de ADA fueron inyectadas al cuerpo del paciente donde produjeron suficientes células normales que permitieron mejorar el sistema inmune. Hoy, la terapia génica esta tratando enfermedades tales como tumores cerebrales malignos, fibrosis quística y HIV.

http://html.rincondelvago.com/biotecnologia_8.html

martes, 27 de noviembre de 2012

3.5.2.3. CRYOCONSERVACION DEL GERMOPLASMA

Enfriamiento lento hasta una temperatura definida, y luego inmersión en NL.

_Deshidratación se produce durante el congelamiento.

_Freezer programable.

_Exitoso en cultivos uniformes (protoplastos, suspensiones celulares).

_Deshidratación de las células previo al congelamiento.

_Sirve para órganos complejos (ápices, embriones).

_Mayor potencial de aplicación.

_Paso crítico: deshidratación.

http://www.fagro.edu.uy/~fisveg/docencia/cursos%20posgrado%20y%20optativos/curso%20de%20micropropagacion/mateoricos/Conservacion%20de%20germoplasma.pdf

3.5.2.2. SUPRECION DEL CRECIMIENTO

Banco genético básico (Supresión del crecimiento):

A la temperatura del N líquido (-196ºC) cesa la división celular y los procesos metabólicos. El material puede ser almacenado sin alteraciones durante períodos de tiempo ilimitados.

_Única opción viable para almacenamiento a largo plazo en especies de propagación vegetativa o semilla recalcitrante.

_Se requiere muy poco espacio y mantenimiento.

_Está protegido de la contaminación.

_Dependiendo de la especie, cualquier tipo de material.

_Protocolos de regeneración.

http://www.fagro.edu.uy/~fisveg/docencia/cursos%20posgrado%20y%20optativos/curso%20de%20micropropagacion/mateoricos/Conservacion%20de%20germoplasma.pdf

3.5.2.1. FACTORES QUE LIMITAN EL CRECIMIENTO

Se utiliza esta técnica cuando se mantienen en cultivo embriones o embriodes hasta que alcanzan el estado de plántula, es decir, cuando se ha diferenciado por completo la primera hoja y desarrollado el sistema radical. Existen en cultivo de tejidos tres tipos de embriones: aquellos provenientes de la semilla sexual, los que son producto de la apomixis, y los obtenidos por embriogénesis somática. En los dos primeros casos se pueden aislar (extraer) los embriones de las semillas o bien se puede cultivar la semilla entera, en cuyo caso se nombra germinación in vitro. Por su parte, los embriones somáticos se originan directamente de un explante o a partir de un callo celular y no están acompañados de cotiledones ni el resto de la semilla. Una aplicación importante de este tipo de cultivo es el rescate de embriones, ya que algunas cruzas interespecíficas no prosperan porque el ovario rechaza al embrión formado y lo aborta, lo cual impide que se puedan obtener híbridos de especies emparentadas; mientras que esta técnica permite rescatar al embrión antes de que sea abortado solución del suelo y los últimos del aire (por lo que también se les llama atmosféricos) y del agua.

_ Aire. Este proporciona principalmente oxígeno para la respiración celular y

CO2 (dióxido de carbono) para la síntesis de enlaces carbono-carbono de los precursores de azúcares durante la fotosíntesis.

_ Condiciones ambientales adecuadas. En el aspecto luminosa, fotoperíodo y temperatura, mientras que en el nivel microambiental necesitan rangos

particulares de pH, de potencial redox, de intercambio iónico, así como de la interacción con seres vivos simbióticos, como los microorganismos.

http://exa.unne.edu.ar/biologia/fisiologia.vegetal/Manual%20c%20in%20v.pdf

3.5.2. METODOS DE CONSERVACION

· Métodos de conservación “in situ”: Consisten en preservar las variedades o poblaciones vegetales en sus hábitats originales.

Métodos de conservación “ex situ”: Consisten en la conservación en los llamados bancos de germoplasma

www.esporus.org/recursos/articles/agrobiodiversitat/conserva

5.1.4. ESTRATEGIAS

En teoría, la conservación puede aplicarse a tres niveles de organización:

· Génica

· De organismo

· Ecológica

Los métodos de recursos fitogenéticos pueden clasificarse en dos grandes categorías:

· Métodos de conservación “in situ”: Consisten en preservar las variedades o poblaciones vegetales en sus hábitats originales.

· Métodos de conservación “ex situ”: Consisten en la conservación en los llamados bancos de germoplasma.

http://html.rincondelvago.com/conservacion-de-semillas_1.html

3.5.1.3. ESTABILIDAD GENETICA

Hoy en día existe una mayor necesidad de conservar los bancos de germoplasma fuera de su hábitat natural para su utilización y explotación. Esto puede realizarse a través de las colecciones in vitro , las cuales tienen la ventaja sobre el método de conservación tradicional, de reducir el riesgo de la erosión genética debido a desastres naturales, plagas y enfermedades.

3http://www.inca.edu.cu/otras_web/revista/pdf/2010/3/(3)2010_51-57.pdf.

3.5.1.2. VARIABILIDAD

En el campo de la conservación, mantener la variabilidad genética es una prioridad. La pérdida de la variabilidad genética puede disminuir la capacidad de las especies para responder a cambios en el ambiente y, como consecuencia, disminuir su probabilidad de adaptación futura, su sobrevivencia y su potencial evolutivo.

Por medio de técnicas moleculares se puede cuantificar la variabilidad genética. Esto puede ayudar a definir prioridades, reducir costos y tomar decisiones importantes en cuanto al manejo de las especies en peligro de extinción. Por otro lado, el cultivo in vitro es una herramienta muy útil para la conservación de especies raras o amenazadas ya que permite la obtención de gran cantidad de plantas disponibles, tanto para su eventual reintroducción, como para satisfacer la demanda comercial y disminuir en gran medida la presión de colecta ilegal de orquídeas en estado silvestre.

En Costa Rica se encuentran dos especies de Phragmipedium: P. longifolium y P. humboldtii. Ambas se encuentran incluidas en el Apéndice I de CITES (Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora). La importancia de estudiar las especies del género Phragmipedium presentes en Costa Rica se debe a la fuerte presión de colecta sobre las poblaciones naturales, motivada por el gran valor ornamental de las plantas, y a que los escasos datos de herbario sugieren la existencia de poblaciones pequeñas y asiladas. Por estas razones, las especies de todo el género se encuentran incluidas en el Apéndice I de CITES.

http://163.178.205.6/boletin/boletin92/MMunoz_Investigacion_Phragmipedium.html

3.5.1.1. REGENERACION

Esta es una aplicación de suma importancia pues nos permite obtener organismos genéticamente iguales a aquellos que estamos clonando. Esto es de un impacto tremendo en la industria de alimentos, dado que sólo es necesario obtener un solo individuo con las características que necesitamos comercializar, y posteriormente clonar todos los individuos que necesitemos para producir determinada cantidad de productos. La clonación es un método usual de reproducción en la naturaleza en el caso de muchos vegetales, y que es una práctica agrícola habitual en la reproducción vegetativa de muchas plantas leñosas (estacas, injertos..) y en algunas herbáceas (esquejes, tubérculos).

http://apuntesdebioquimica.tripod.com/botanica/id3.html

3.5.1. ASPECTOS IMPORTANTES EN LA CONSERVACION IN-VITRO

Es posible mantener viables plantas o embriones de mutantes de interes para usarlos programas de conservación de especies en peligro de extinción.

http://www.mag.go.cr/congreso_agronomico_ix/A01-1277-69a.pdf

3.5.1. ASPECTOS IMPORTANTES EN LA CONSERVACION IN-VITRO

Es posible mantener viables plantas o embriones de mutantes de interes para usarlos programas de conservación de especies en peligro de extinción.

http://www.mag.go.cr/congreso_agronomico_ix/A01-1277-69a.pdf

3.5. CONSERVACION INVITRO

El cultivo de tejidos ofrece la oportunidad de conservar el material genetico en un espacio reducido y libre de log riesgos asociados al manteniliento de colecciones vivas (desastres naturales, plagas y enfermedades y otros), Basicamente el material pude ser conservado en medios para crecimiento minimo o en nitrogeno liquido (criopreservacion),

http://www.mag.go.cr/congreso_agronomico_ix/A01-1277-69a.pdf

3.4.4. APLICACIÓN AGRONOMICA

Han sido identificadas algunas areas de investigaci6n con aplicaciones a corto, mediano y largo plazo Aplicaciones a corto plazo (hasta cinco a Dos ): propagaci6n vegetativa, obtenci6n de plantas libres de virus, intercambio y almacenamiento de germoplasma rescate de embriones, cultivo de anteras y producciond e haploides, variaci6n somaclonal, metabolitos secundarios, hibridacion somatica y. Aplicaciones a lediano plazo (cinco a 10 a Dos ): Transferencia, integraci6n y expresi6n de genes, que controlan caracteristicas simples, a cultivos de importancia economica( ingenieria genetica para caracteres monogenicos)

3.4.3. FUSION DE PROTOPLASTOS

Los protoplastos son celulas vegetales desprovistas de su pared celular, mediante el empleo de metodos mecanicos 0enzimaticos. La hibridaci6n somatica, que consiste en el cultivo y la fusi6n de protoplastos permite producir ,. Plantas hibridas http://www.mag.go.cr/congreso_agronomico_ix/A01-1277-69a.pdf

3.4.2. VARIACION SOMACLONAL

La variacion somaclonals e ha descrito comola variabilidad genetica que se producee n las plantas derivadas de cultivo in vitro de celulas sciaticas (Scowcrofyt Larkin, 1982). Esta variabilidad genetica tiene dos orlgenes: 1. la variabilidad natural ya presentee n las celulas sciaticas

antes del cultivo y 2. la variabilidad in vitro inducida pol los metodosd e cultivo (Sondahel t al., 1984;V asil, 1990). Las celulas solaticas mutadas on eliminadasm ediantela reproducci6ns exual y no son transmti idas a la progenie (Vasil, 1990). Sin embargoe, stas celulas tienen la oportunidadd e dividirse y multiplicarse cuandos on colocadas in vitro, obteniendose1 1neasd e celulas mutadasd e las cuales se puedenre generarp lantulas completas.D ee sta lanera puede increlentarse la variabilidad, especiallente en aquellos cultivos cuya reproduccion es casi exclusivamentea sexual. La inclusion de una presion de seleccion en el medicd e cultivo, pol ejemplot oxinas, letales pesados, antimetabolitos, herbicidas y otros, perlitiria seleccionar efectivalente aquellas celulas que

tienen capacidad de creGer en estos medics adversos 0 restrictivos y que, posiblemente, pudieran mostrar tolerancia a los factores silulados en el medic de cultivo.

http://www.mag.go.cr/congreso_agronomico_ix/A01-1277-69a.pdf

3.4. TECNICAS IN VITRO APLICADAS AL FITOMEJORAMIENTO

3.4.1. PRODUCCION DE APLOIDES: CULTIVO DE ANTERAS Y OVULOS

Produccion de plantas haploides

El cultivo de anteras, microsporas y ovarios de mas de un centenar de especies de plantas se ha utilizado para recuperarp lantas haploides, estimulandoe l desarrollo de las celulas galetofiticas haploidesa formal elbrioides directamente 0 a la produccion de tallo, a partir del cual se induce posteriormente la producci6n de brotes. La autofecundacid6ene stasp lantash aploidesc onducae l a obtentiond ed iploidesh olocigotasfe rtiles utilizadas comoli neas parentales en prograDasd e mejoramiento( Sondahel t al., 1984; Vasil, 1990) La production de haploides androgenicosa yudaa incrementall a eficiencia de la selection y a acelerar el ciclo de hibridaci6n, permitiendo la obtencion acelerada de nuevos materiales (Heszky y simon-Kiss, 1992).

Aunquee l uso potencial de plantas haploides es obvio, el elpleo rutinario de la tecnica para la obtenciond e haploides ha sido limitado. Dentro de la familia Solanaceaes e ha logrado muchop rogreso, no asi en otros cultivos agronolicalente importantes como cereales y leguainosas, para las cuales el cultivo de anteras ha resultado dificil. Los pocos cultivares de arroz, trigo, maiz, tabaco y de otras especies que ban sido obtenidos pol este letodo, ban tenido un limitado exito comercial, debido posiblelente a que los esfuerzos no ban estado coordinadose integrados a programasd e mejoramientoy a establecidos.

http://www.mag.go.cr/congreso_agronomico_ix/A01-1277-69a.pdf

3.3.7. APLICACIÓN AGRONOMICA

Control de enfermedades

Podemos conseguir un control de las enfermedades gracias a numerosas técnicas:

Cultivo in vitro: por el que se puede proteger a especies cercanas a través de cruzamientos convencionales y por retrocruzamiento me quedo sólo con el gen deseado.
Creando resistencia a hongos mediante la sobreexpresión de los genes que son tóxicos para el patógeno, genes que neutralicen sus componentes, mejoren las defensas estructurales, participen en las vías de señalización de las defensas, es decir, que preparen con anterioridad a la planta para la llegada del patógeno, genes que sean de resistencia.
Obteniendo resistencia a las bacterias: se introducen nos genes que produzcan enzimas que maten a la bacteria. También lo podemos conseguir haciendo a la planta insensible a la toxina bacteriana. Aumentando sus defensas naturales por sobreexpresión de genes o provocando una muerte celular artificial en el sitio de la infección.
Debemos asegurar la resistencia a virus gracias a, aparte de las técnicas tradicionales de tratar con insecticidas e insertar genes de resistencia, a la sobreexpresión mediada por :

proteínas, que generan resistencia a virus Cápsida viral (CP)Replicasas virales (RP), Proteínas de movimiento (MP);
RNA, Silenciamiento génico postranscripcional (PTGS). También podemos obtener resistencia por la inclusión de genes no virales
Incluyendo genes no virales: anticuerpos antivirales, proteínas inhibidoras del ribosoma (RIPs) o genes R de resistencia natural.

Otra de las soluciones posibles es producir plantas libres de virus, cultivando meristemos, ya que éste no suele estar infectado con el virus por que su sistema vascular no está muy desarrollado por lo que el virus no puede viajar por su floema o xilema y porque tienen una alta tasa metabólica que impide la infección.
También podemos aplicar técnicas de termoterapia, quimioterapa o electroterapia que erradican o por lo menos disminuyen la concentración del virus, pero no erradican completamente la infección.

Otra de las formas de evitar el daño a la planta es el control de las plagas: Mediante insecticidas tradicionales, genes de resistencia a las bacterias ( por ejemplo, Célula de Bacillus thuringiensís esporulante), genes de resistencia a animales (inhibidores de proteasas, colesterol oxidasa, quitinasas...), de resistencia a plantas (inhibiendo sus enzimas digestivas o mediante lectinas), expresando ciertos genes de virus de insectos em plantas para que las proteja de ese insecto, mediante liberación de hormonas que repelan al insecto o atraigan a los depredadores de éstos (aunque tiene algunos problemas medioambientales). Controlando las malas hierbas gracias a herbicidas.

Tolerancia a estreses abióticos

Las plantas son sometidas frecuentemente a estreses debido a condiciones desfavorables en el ambiente físico o químico con las que intentan sobrevivir mediante diferentes respuestas. Sin embargo, nosotros podemos favorecer esa tolerancia gracias a la biotecnología:

haciendo que produzcan más solutos compatibles beneficiosos para la planta
mediante la sobreexpresión de proteínas LEA que generan más resistencia,
controlando la bomba de NA+/H+ intentando reducir el incremento del Na+ que es el que provoca el estrés
cambiando las propiedades de las membranas (las más resistentes son las que tienen mayor composición de grasos insaturados con dobles enlaces) para que toleren mejor las bajas temperaturas
Expresando genes que codifiquen proteínas que actúan como anticongelantes (gen de la AFP)

Fitorremediación

Gracias a la capacidad de las plantas de absorción de sustancias tanto esenciales como no esenciales, podemos llevar a cabo la fitorremediación, que consiste en el uso de plantas para degradar, asimilar, matabolizar o desintoxicar metales pesados, compuestos orgánicos y radiactivos de ambientes contaminados por Cr, Cu, Fe, Ni, Zn, Pb, combustibles, armas químicas, pesticidas y herbicidas, solventes orgánicos...

Existen diferentes tipos dependiendo de qué tipo de contaminación trate y el proceso por el que la elimine: fitoestabilizació, fitoestimulación, fitovolatilización, fitodegradación.

Las ventajas de esta práctica son su bajo costo y su rapidez comparada con microorganismos, se puede implantar en grandes extensiones y genera pocos residuos.

Sin embargo el proceso se limita a la profundidad de la penetración de las raíces de las plantas y que a veces, si el área está muy contaminada el proceso no puede producirse. También hay que tener en cuenta que los contaminantes no deben pasar al siguiente nivel de la cadena trófica.

Producción de compuestos de interés industrial

Si queremos producir compuestos que son demandados por la sociedad actual, podemos modificar:

El metabolismo, mediante manipulación genética para producir más o menos cantidad de producto deseado, aumentando o disminuyendo el flujo de la ruta biosintética, del catabolismo o del número de células productoras.

Las rutas metabólicas, mediante ingeniería genética: sobreexpresando los genes de enzimas de biosíntesis de ese compuesto, importando un gen de otra especie, haciendo una reacción unidireccional para evitar que los compuestos se desvíen por otra rama o por el contrario una reacción para que los productos de las ramificaciones vuelvan a la vía deseada o sobreexpresando factores de transcripción que aumenten la expresión.

Por ejemplo, de los hidratos de carbono obtenemos celulosa, almidón, azúcares que utilizamos para papel, textiles, cartón, fármacos, pinturas, plásticos, cosméticos, biocombustibles...

www.monografias.com/trabajos89/produccion-semilla-papa-solan