Bolilla 11: Biosíntesis de Proteínas. Traducción de la información genética. Universalidad del código genético. Activación de los aminoácidos, fidelidad.

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1 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.

2 La mayor parte del crecimiento demográfico tendrá 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 tendencias actuales esta cifra recién disminuiría a 200 millones en 2025.

3 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.

4 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

5 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.

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8 Organismo geneticamente modificado (OGM) “U n 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.”

9 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

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12 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.

13 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.

14 pTi ADN-T Gen Auxina Gen Citoquinina Gen Opina EI ED Genes tra Genes vir Ori Genes vir Genes tra Ori ADN-T modificado Gen de interés Gen Marcador pTi modificado EIED Enz. Restricción + Ligasa Construcción del vector Representación esquemática de la bacteria A. tumefaciens Plásmido Ti ADN-T Cromosoma

15 ADN de interés (transgen + gen marcador) Ti Construcción del vector Plásmido bacteriano Vector (plásmido + transgen + gen marcador) Incorporación del Vector en Agrobacterium Agrobacterium Inoculación 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 AgrobacteriumMétodo Biobalístico Métodos biológico y biobalístico de transformación de células vegetales

16 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.

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20 Cultivos aprobadosDenominaciónMétodo 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:

21 Resistencia a Sequía Otras características Introducidas

22 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.

23 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

24 Productos farmacéuticos (Molecular Pharming) Otras características que se pretenden introducir

25 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.

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27 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.

28 - Guillermo está trabajando en un programa genético para transformar los vegetales modificados en 100% orgánicos