BIOQUÍMICA Y FISIOLOGIAVEGETAL

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 CO2 → Conversión del CO2

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 HISTORIAwww.agrobiomexico.org.mx

• 8 000 A.C. El hombre domestica al ganado y los cultivos. Cultivo de papa

• 4000-2000 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• 1835-1855 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

• 1870-1890 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 LABIOTECNOLOGÍA

• 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 LEYDE 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.