Viceministerio de Desarrollo Estratégico de los Recursos Naturales Dirección General de Diversidad Biológica Módulo de capacitación en Bioseguridad de los Organismos Vivos Modificados - OVM” Eliana Yglesias Gálvez Especialista en Bioseguridad 29-30/09/2015

PRINCIPIOS Y CONCEPTOS UTILIZADOS EN LA PRODUCCIÒN DE OVM Detección de OVM Conceptos básicos Cómo se hace un OVM

¿PORQUÉ LOS OVM? Necesidad de tener cultivos que hagan un mejor uso del agua y fertilizantes, tengan una mayor resistencia a las plagas y enfermedades; tolerantes a herbicidas, y que puedan almacenar una mayor cantidad de reservas y nutrientes en los componentes de la cosecha (semillas, frutos, etc.) Esto se traduce con un mayor beneficio (en términos, por ejemplo, de durabilidad o valor nutritivo) o ambos. Otros OVM derivados de plantas, animales, microorganismos y virus, se han modificado para propósitos de elaboración de medicamentos, mejora ambiental como la bio-remediación y, recientemente; aplicaciones industriales.

CONCEPTOS BÁSICOS Ingeniería genética Conjunto de metodologías y técnicas dirigidas a lograr la modificación del material hereditario de una especie

Biotecnología Biotecnología (CBD) Toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos. Biotecnología Moderna ( PCB) Aplicación de: Técnicas in vitro de ácidos nucleicos, incluidos el ácido desoxirribonucleico (ADN) recombinante; y la inyección directa de ácidos nucleicos en las células u organelos, ó La fusión de células más allá de la familia taxonómica que supera las barreras fisiológicas naturales de la reproducción, y que no son técnicas utilizadas en la reproducción y selección tradicional (Protocolo de Cartagena)

Organismo vivo modificado (OVM) Cualquier organismo vivo que posea una combinación nueva de material genético que se haya obtenido mediante la Biotecnología Moderna (Protocolo de Cartagena)

Estructura del gen y expresión génica

Estructura del gen y expresión génica gen 1 gen 2 gen 3 gen 1 gen 2 gen 3 mRNA DNA Proteína

Evento La combinación de la versión exacta del gen y su ubicación eventual dentro del genoma se denomina “evento”.

Diseño de las construcciones genéticas ¿CÓMO SE HACE UN OVM? Diseño de las construcciones genéticas

Complejidad de una construcción genética Gen introducido Fuente del gen Producto Función amy797E Gen sintético derivado de Thermococcales spp. alpha-amylase, enzima termoestable mejora la producción de bioethanol al incrementar la termoestabilidad de la enzima amilasa usada en la degradación del almidón pmi  * Escherichia coli Phosphomannose enzima Isomerase (PMI) Metaboliza la manosa y permite una selección positive para recuperar las plantas transformadas ecry3.1Ab Forma sintética del gen Cry3A y del gen Cry1Ab de Bacillus thuringiensis Delta endotoxina, chimeric (Cry3A-Cry1Ab) confiere resistencia a coleópteros y lepidópteros mcry3A Forma sintética del gen cry3A de Bacillus thuringiensis subsp. tenebrionis modified Cry3A delta-endotoxin Resistencia a coleópteros cry1Fa2 forma sintética del gen cry1F gene derivado de Bacillus thuringiensis var. aizawai modified Cry1F protein Resistencia a lepidópteros cry1Ab Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki Cry1Ab delta-endotoxin pat Streptomyces viridochromogenes phosphinothricin N-acetyltransferase (PAT) enzyme Tolerancia a glufosinato mepsps Zea mays modified 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS) enzyme Tolerancia a glifosato

Métodos de transformación genética en plantas Mediada por Agrobacterium Por biolística (“Gene Gun”) Por electroporación Por Microinyección

Mediada por Agrobacterium

Mediada por biolística (Gene Gun) Emplea partículas de oro recubiertas de ADN, precipitadas en la superficie interna de un disco de plástico, y aceleradas mediante un flujo de helio presurizado

Mediada por electroporación

Microinyección

MICROINYECCIÓN

Detección Detección de OVM Métodos basados en ADN, para la detección de genes o partes de las construcciones Métodos basados en proteínas, para la detección de los productos de expresión de los genes

Detección Métodos basados en proteínas Métodos cualitativos y cuantitativos: Tiras reactivas Western Blot ELISA

Detección Métodos basados en ADN

Detección Métodos basados en ADN

Detección Métodos basados en ADN Construcción Génica Promotor (señal de inicio) Terminador (señal de terminación) Gen codificante de una nueva característica 1 2 3 4