SELECCIÓN DE REPRODUCTORES -Desde hace mucho tiempo utilizada en animales “terrestres” y vegetales; -Incrementos espectaculares: Nº huevos por gallina: 2,6% anual ( de 165 a 235 en 20 años) Lana de oveja: 11% anual Litros de leche en vacuno: 2% relativamente nueva en acuicultura. SELECCIÓN DE REPRODUCTORES Mazorca de maíz primitivo (2000 a.C.) «Cueva de los murciélagos» de Méjico en comparación con una de maíz híbrido obtenido por mejora genética (Mangelsdorf. 1950. Scientific American) Agua dulce marinos -Selección asistida por marcadores moleculares -Manipulación cromosómica -Biotecnología Incrementos relativos de 1940 a 2000 mediante la utilización de programas de mejora (selección) en especies animales y vegetales

DISEÑO DE GENES PARA LA TRANSFERENCIA (PLÁSMIDOS VECTORES) Un transgénico (u Organismo Modificado Genéticamente, OMG): organismo al que se le incluye en su genoma gene/s de su misma u otra especie DISEÑO DE GENES PARA LA TRANSFERENCIA (PLÁSMIDOS VECTORES) Los genes deben llevar su propio promotor para garantizar su expresión y el lugar específico de ella. Promotor de la b-lactoglobin de oveja( expresión en glándula mamaria) Factor IX (hemofilia B Humano) Planta de tabaco con el GFP Para conocer que células han sido modificadas (transformadas) se suele agregar un gen  marcador selectivo. (GPF-geen fluorescence protein- resistencia a antibióticos,..)

MÉTODOS Modificación de células madre Clonación

MICRO INYECCIÓN Inyectar un huevo fertilizado (esperma) con moléculas del ADN vector Inyección del vector óvulo Individuo “heterocigoto”.Por cruzamientos se obtendrán homocigotos transgénicos

TRANSFORMACIÓN POR ACELERADOR DE PARTÍCULAS (Bombardeo-Gene Gun) cubrir pequeñas partículas de tungsteno (1 micrón) con el plásmido plásmido micropartículas percutor Cartucho de polvora Disparar las partículas sobre los tejidos. Proyec til Micropartículas válvula Callos, células hembriones,…

UTILIZACIÓN DE CÉLULAS MADRE Modificación de células madre Introducción en un embrión en desarrollo Nacimiento de quimeras. No transgénico cruzamientos 100% transgénico

UTILIZACIÓN DE LA CLONACIÓN Células modificadas Introducción del núcleo de las células modificadas en un óvulo anucleoado descendiente100% transgénico Estimulación “in vitro” del desarrollo del óvulo implantación en madre

ADN T Genes vir

PLASMIDO RI (Agrobacterium ryzobium) produce multiples raices Se infectan hojas con la bacteria Se fragmenta la hoja y se transfiera a placas de cultivo Medio de cultivo con hormonas del crecimiento y kanamicina Gen Bt Gen Kan-R terminadores Ti recombinante Plásmido Ti sin T-DNA Plantas en crecimiento portadoras de los genes Bt y Kan-R PLASMIDO RI (Agrobacterium ryzobium) produce multiples raices

ESPECIES VEGETALES TRANSGÉNICAS País Cultivo USA Soja, maiz,algodón,canola Argentina Soja maiz,algodón Canada soja, maiz,canola China algodón Sudafri maiz,algodón Australi algodón Mexico algodón Bulgaria maiz Rumania soja, patata España maiz Alemania maiz Francia maiz Uruguay maiz ESPECIES VEGETALES TRANSGÉNICAS -resistencia a plagas de insectos -resistencia a herbicidas -fijación N en no leguminosas -aumento valor nutritivo -maduración controlada

ALGUNOS TIPOS DE PLANTAS TRANSGENICAS COMERCIALIZADAS RESISTENCIA (Bt) A INSECTOS Origen Genes Tóxico para Bacillus Cry(A)a,b y c, Cry1B y D, CryA1C Ledidópteros thuringiensis. CryII, CryV Lepidópteros y coleopteros CryIII Coleoóteros CryIV Dípteros Efectos de la infestación por insectos en copos de algodón Bt (derecha) y no Bt (izquierda). Fuente: USDA Patatas y tomates transgenicos (Bt) Maíz híbrido Bt (izquierda) y un híbrido sensible al barrenador europeo del maíz (derecha). (Monsanto)

Susceptibilidad y Resistencia La mayoría de las larvas son homocigotas para el gen de la sensibilidad (SS) y no se desarrollaran en maiz transgénico. Sin embargo un % de ellas serán heterocigotas (RS) para el gen de la resistencia e infectarán y se desarrollarán en el maiz transgénico SS RS RS SS RR Maiz Bt sin “refugio” RS

Cruzamiento más probable de RS SS RS Maiz no-Bt (Refugio) Maiz Bt Cruzamiento más probable de RS RS SS No RRs

TOLERANCIA A HERBICIDAS Tolerancia a Glifosato Objetivo: Transformar plantas sensibles en altamente tolerantes, para su aplicación directa Glifosato (Roud up) Tabaco, algodón Glifosinato (Basta) Maíz, Soja 5-enolpiruvil-sikimato-3fosfato sintetasa -plantas con gen ESPS mutante que produce enzima herbicida resistente Otras posibilidades: -introducir gen capaz de degradar herbicida (fosfonotricina acteil transferasa (gen bar de Striptomyces hygroscopicus) inhibe acción de glufosinato que a su vez inhibe síntesis de glutamina) -amplificar expresión del gen normal.

ALGUNOS TIPOS DE PLANTAS TRANSGENICAS COMERCIALIZADAS TOLERANCIA A HERBICIDAS Origen Genes Tolerancia a Agrobacterium sp cepa CP4 CP4 EPSPS glifosato Streptomyces hygroscopius Bar PPT (Phosphinothricin) Bt + HERBICIDAS soja infestada por malezas (izquierda) y soja Roundup Ready® (Monsanto)

RESISTENCIA A LAS HELADAS Proteína codificada por pez antártico Zoarces americanus que impide congelación de su plasma

La maduración del tomate se produce por un proceso en el que se genera etileno y, en respuesta, se produce una enzima (poligalacturonasa) que es la responsable del ablandamiento progresivo de la piel del tomate. La empresa Calgene han producido un tomate patentado, FlavrSavr™,en el que se ha introducido un gen que codifica una copia antisentido de esta enzima, así reducen en un 90% su acción, ya que el efecto de la copia antisentido es anularla: Se produce una unión llave-cerradura entre la enzima y su copia antisentido, inutilizando ambas, otra alternativa: inhibir la producción de etileno, por lo que la enzima no se sintetizará como reacción al etileno. Esto permite poder decidir cuándo queremos que maduren los tomates, suministrándoles etileno externamente.

!!!!Tabaco sin nicotina!!!!! Arboles Alamo, eucalipto, abeto, frutales                                                                        Arboles Alamo, eucalipto, abeto, frutales -resistencia insectos -resistencia herbicidas -menos lignina Te y café -Maduración simultánea de los granos -!!descafeinados!! en forma natural Resistencia a enfermedades calidad de las uvas para vino y de mesa !!!!Tabaco sin nicotina!!!!!

Variedades transgénicas de petunia con modificaciones en el color y la distribución de la pigmentación en las flores (Jorgensen, 1955. Science, 268)  

Efecto deseado y comentarios TRANSGÉNICOS: la otra forma de mejorar fecundación Introducción del ADN foráneo Salmón patentado “Adquadventage” h. crecimiento+ p. anticongelante opAFP GHcDNA opAFP3’ Especie Gen introducido Efecto deseado y comentarios País S.Atlántico AFP AFP Salmón GH Tolerancia a bajas temperaturas Crecimiento potenciado y eficiencia en función del alimento USA, Canadá Salmón plateado (Coho) GH + AFP de salmón real Después de 1 año, aumento del crecimiento de entre 10 y 30 veces Canadá Tilapia Crecimiento potenciado y eficiencia en función del alimento; herencia estable Canadá, U.K. GH de tilapia +Crecimiento y herencia estable Cuba Salmón lisosoma arco iris y gen pleurocidina de lenguado Resistencia a enfermedades, aún en etapa de desarrollo Róbalo listado (Striped Bass) Genes provenientes de insectos Resistencia a las enfermedades, primeras etapas de investigación USA Siluro o Coto punteado GH Potenciación del crecimiento del 33% en condiciones de cría piscícola Carpa GH de salmón y humanos Potenciación del crecimiento del 150% en condiciones de cría piscícola; mayor resistencia a las enfermedades; tolerancia a bajos niveles de oxígeno China, USA Oreja de mar GH de salmón plateado + varios promotores Crecimiento potenciado Ostras Elección de mosaicos en línea germinal