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.

La mayor parte del crecimiento demográficotendrá 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 tendenciasactuales esta cifra recién disminuiría a 200 millones en 2025.

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.

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

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.

Organismo geneticamente modificado (OGM)

• “Un 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.”

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

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.

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.

pTi

ADN-T

Gen Auxina

Gen Citoquinina

Gen Opina

EIED

Genes traGenes vir

Ori

Genes vir

Genes tra

Ori

ADN-T modificado

Gen de interés Gen Marcador

pTi modificado

EI ED

Enz. Restricción + Ligasa

Construcción del vector

Representación esquemática de la bacteria A. tumefaciens

Plásmido Ti

ADN-T

Cromosoma

ADN de interés (transgen + gen

marcador)

Ti

Construcción del vector

Plásmido bacteriano

Vector(plásmido +

transgen + gen marcador)Incorporación del

Vector en Agrobacterium

AgrobacteriumInoculación 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 Agrobacterium Método Biobalístico

Métodos biológico y biobalístico de transformación de células vegetales

Incorporación del transgen y gen marcador en el ADN cromosomal de las células vegetales

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.

Cultivos aprobados Denominación Método 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:

Resistencia a Sequía

Otras características Introducidas

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.

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

Productos farmacéuticos (Molecular Pharming)

Otras características que se pretenden introducir

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.

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.

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