BIOQUÍMICA Y FISIOLOGIA VEGETAL

FISIOLOGÍA VEGETAL Ciencia que estudia el funcionamiento de las plantas, cómo se integran los diversos procesos físicos y químicos en el espacio y en el tiempo y cómo los modula el medio para llevar a buen término el desarrollo de las mismas. (Revilla y Zarra, 2008).

UTILIZACION DE LAS PLANTAS POR EL HOMBRE Alimento Vestido Material de construcción Fuente de energía Ornamento Obtención de productos medicinales

CONOCIMIENTO DE LAS PLANTAS DESDE DIVERSOS PUNTOS DE VISTA Molecular Celular Organismo Poblaciones Comunidades Ecosistemas

RESULTADOS Diseño de estrategias más perfeccionadas para aumentar su producción y mejorar su calidad. Proporcionar soluciones a problemas de nuestra era: escacez de alimentos, agotamiento de reservas combustibles fósiles y escasez de agua.

PROBLEMAS → SOLUCIONES Aumento de CO 2 → Conversión del CO 2 en biomasa mediante la fotosíntesis → mayor producción de biomasa → combustibles renovables utilizables: Etanol. Extensión de las tierras cultivables aumentando la eficiencia de las plantas en la utilización del agua. Mejorar el aprovechamiento de los residuos agrícolas.

LA FISIOLOGÍA VEGETAL EN EL SIGLO XXI Necesidad de conocer mejor el funcionamiento de las plantas para poder predecir lo más exactamente posible su respuesta ante cualquier manipulación genética o perturbación ambiental.

IMPORTANCIA DE LOS ESTUDIOS SOBRE BIOLOGÍA MOLECULAR DE PLANTAS Obtención de datos sobre el genoma Obtención de datos sobre el proteoma Datos sobre el metaboloma de diversas especies en diferentes ambientes y estados de desarrollo

IMPORTANCIA DE LOS ESTUDIOS SOBRE BIOLOGÍA MOLECULAR DE PLANTAS Disposición de la secuencia completa del genoma del arroz, álamo, Arabidopsis → permite usarlas como plantas modelo.

IMPORTANCIA DE LOS ESTUDIOS SOBRE BIOLOGÍA MOLECULAR DE PLANTAS Aplicación de una nueva metodología basada en la teoría de sistemas. Enfoque que tiene en cuenta no sólo los componentes del organismo, sino sobre todo, su interacción con el medio y con otros organismos.

BIOLOGÍA DE SISTEMAS El estudio de un organismo contemplado como una red integrada de genes, proteínas y reacciones bioquímicas que interaccionan y caracterizan al organismo vivo. Será posible establecer modelos que permitan predecir el comportamiento de las plantas durante su ciclo vital y frente a diferentes factores externos.

BIOTECNOLOGÍA VEGETAL BIOTECNOLOGÍA.- Conjunto de técnicas que utilizan organismos vivos o partes de ellos para obtener productos o modificarlos, para mejorar plantas o animales o para desarrollar microoganismos con fines bien determinados.

APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA VEGETAL Elaboración de cerveza por los babilonios (6 000 años A.C.) Fabricación de nuevas medicinas Terapia génica Producción de plantas transgénicas gracias al desarrollo de la ingeniería genética.

ALGO DE HISTORIA A.C. El hombre domestica al ganado y los cultivos. Cultivo de papa A.C. Producción de pan y cerveza usando levaduras (Egipto y Mesopotamia) 100 D.C. Primer insecticida natural a partir del crisantemo en China.

MÁS HISTORIA 1590 Jansen inventa el microscopio 1663 Hooke descubre las células 1830 Descubrimiento de las proteínas 1833 Descubrimiento y aislamiento de la primera enzima Schneiden y Schwan proponen que todos los organismos se componen de células. Viichow declara que “toda célula viene de otra célula”

CONTINUA LA HISTORIA 1857 Pasteur identifica a los microbios como causa de la fermentación 1859 Le evolución se convierte en el principio unificador fundamental de la biología. Charles Darwin “La Selección Natural” 1865 Nacimiento de la genética como ciencia. Gregor Mendel descubre las leyes de la herencia

AÚN HAY MÁS HISTORIA Los mejoradores vegetales realizan cruzamientos de plantas de algodón y desarrollan variedades. Se inoculan pro vez primera, los campos con bacterias fijadoras de nitrógeno. Se produce el primer maíz híbrido experimental

MÁS DESCUBRIMIENTOS 1928 Descubrimiento de las propiedades antibióticas de la penicilina: Alexander Fleming. Desarrollo de la metodología de hibridación vegetal: Laibach 1944 Se demuestra que el ADN porta información genética 1953 Descubrimiento de la doble hélice del ADN: Watson y Crick

MÁS HISTORIA 1970 –Hasta nuestros días siguen los avances en la biología molecular 1989 Inicio del proyecto GENOMA VEGETAL 1995 Primera aprobación de comercialización de un alimento biotecnológico en México: tomate de maduración retardada

CULTIVOS TRANSGÉNICOS Introducción de un DNA foráneo en el genoma de las células de las plantas. Este DNA se expresa y confiere a la planta caractéres nuevos que antes no poseía.

BENEFICIOS Mejora genética de las plantas. Investigación de los mecanismos que controlan su desarrollo y sus respuestas a factores de estrés biótico y abiótico.

INGENIERÍA GENÉTICA Conjunto de técnicas que permiten manipular el DNA, es decir, aislar genes, descifrarlos, modificarlos y devolverlos a una célula viva del mismo tipo o distinto del original. Descubrimiento de la estructura del DNA en 1953 por Watson y Crick → Desarrollo de la ingeniería genética en los 70’s → nueva o moderna biotecnología.

BENEFICIOS Sector salud humana y animal: producción de vacunas, medicinas. Agricultura: mejoramiento de cultivos resistentes a enfermedades, con mayor vida de almacenamiento. Alimentación: conocimiento sobre propiedades funcionales, inocuidad alimentaria.

MITOS Y REALIDADES DE LA BIOTECNOLOGÍA El maíz genéticamente modificado NO afecta a las mariposas monarca Los alimentos transgénicos aprobados son inocuos El maíz transgénico en México siempre ha estado bajo fuerte selección artificial y no natural, i.e., desde hace más de 6000 años por los primeros pobladores

PROMULGACIÓN DE LA LEY DE BIOSEGURIDAD Y ORGANISMOS GENÉTICAMENTE MODIFICADOS EN MÉXICO 4 DE MAYO DEL 2011 Importante instrumento para lograr el tránsito de una nación generadora de conocimiento hacia un país productor de tecnología y de material biológico. Ley inmersa en gran polémica.

INSTITUCIONES PARTICIPANTES UAM UNAM IPN CINVESTAV CICY INSTITUTOS TECNOLÓGICOS UdG

EJEMPLOS El hallazgo de un compuesto anticoagulante en la saliva de los vampiros. Microorganismos capaces de degradar una amplia gama de compuestos contaminantes como grasas, detergentes, plásticos, plaguicidas. Elaboración de compuestos antiveneno alacránico, anticrotálicos, vacunas.