¿Qué son los organismos

genéticamente modificados (OGMs)?

V Taller de Capacitación en Biotecnología y Bioseguridad de

Organismos Genéticamente Modificados para Funcionarios Estatales

18 y 19 de noviembre de 2015

Secretaría Ejecutiva de la CIBIOGEM

OVM: organismo vivo modificado (= OGM)

Cualquier organismo vivo que posea una

combinación nueva de material genético que

se haya obtenido mediante la aplicación de labiotecnología moderna*

Protocolo Cartagena, 2000; LBOGM 2005

Cultivos GM

Organismo Genéticamente Modificado:

Cualquier organismo vivo que ha adquirido

una combinación genética novedosa,

generada a través del uso específico de

técnicas de la biotecnología moderna.

Cultivos GM

(LBOGMs Artículo 3, fracción XXI)

BIOTECNOLOGÍA MODERNA

(Protocolo Cartagena, 2000; LBOGMs 3, VI)

Por “biotecnología moderna” se entiende la

aplicación de:a.Técnicas in vitro de ácido nucléico, incluidos el

ácido desoxirribonucleico (ADN) recombinante y la

inyección directa de ácido nucléico en células u orgánulos,

o

b.La fusión de células más allá de la familia

taxonómica,

que superan las barreras fisiológicas naturales

de reproducción o de la recombinación y que

no son técnicas utilizadas en la reproducción y

la selección tradicional.

• El hombre ha

seleccionado y

modificado a las plantas.

• Más de 10,000 años.

• Fomento del avance de

la Ciencia y Tecnología.

• Domesticación

6

¿Reconoces esta raíz?

La influencia de la

domesticación

7

A través de la selección

artificial:

“favoreciendo la sobrevivencia

y reproducción de individuos

de una especie con rasgos o

atributos de interés, durante

muchos años”, se han

domesticado numerosas

plantas y animales.

La influencia de la

domesticación

Variedades Agrícolas

Algunos resultados de años del trabajo de la humanidad...

Muchas de las variedades agrícolas comestibles más comunes se generaron inicialmente a través de procesos de selección

humana favoreciendo las características deseables:

Silvestre

Domesticado

• Cambios en el tamaño de las plantas

• Aumento en el tamaño de semillas o frutos

• Aumento en el tamaño y número de

inflorescencias (cereales) y semillas

• Reducción o eliminación de la dispersión de

las semillas

• Floración simultánea,

• Pérdida de la latencia

• Reducción de defensas físicas y químicas (?)

Cambios relacionados con la

domesticación en plantas

11

Mediante la fertilización

cruzada y la selección

artificial el ser humano ha

obtenido variedades y razas

con grupos de

características particulares

Modificación de caninos

desde hace ≈ 4 000 años

Dibujos de los perros por Chet Jezierski, © American Kennel Club (www.akc.org)

La Selección utiliza la variación genética

Ancestro silvestre:

lobo gris

Razas domesticadas

Los organismos domesticados

También se han modificado

genéticamente

Pero por diferentes mecanismos,

• selección tradicional

• mejoramiento convencional

La mutagénesis inducida se utiliza

desde mediados del siglo XX.

• Sustancias químicas o radiaciones.

• Cambios al AZAR.

• Diversas mejoras.

• Aprox. 3088 nuevas variedades

vegetales, 70% área de cultivo.

Cambios semejantes a los que ocurren

naturalmente de manera espontánea.

W. Murcott mandarin (left) and Tango (right).

Photo credit: T. Williams, UC Riverside.

No son considerados

Organismos Genéticamente Modificados (OGMs)

Selección artificial

“La cruza del mejor con

el mejor esperando lo

mejor”

Ingeniería Genética

Reduce costos e

incrementa

rendimientos

Según el Convenio sobre Diversidad Biológica:

Biotecnología puede definirse como "toda aplicación tecnológica que

utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para lacreación o modificación de productos o procesos para usos específicos".

Industria Alimentaria

Medicina y Farmacéutica

Aplicaciones Diagnósticas

Biotecnología Ambiental

Tratamiento de aguas y biorremediación

BiocombustiblesBiofertilizantes

Agrobiotecnología

Mejora de cultivos y selección de

nuevas variedades.

Ingeniería Genética

Aprovechando el conocimiento

en Biología Molecular.

BIOTECNOLOGÍA

(CBD, 1992)

Primeros Organismos Modificados

Bacterias recombinantes productoras de Somatostatina[péptido neurotransmisor de 14 aminoácidos] (1976)

PRODUCTOS

RECOMBINANTESUTILIDAD

Insulina Humana Diabetes

Interferón (a, b) Leucemia, Cáncer

Hormona del Crecimiento Enanismo

Eritropoyetina Anemia y Fallas Renales

Interleucina-2 Inmunoterapia

Lipasas Detergentes

Vacuna Hepatitis B Programas Salud Humana

Vacuna Poliomielitis Programas Salud Humana

Anticuerpos Pruebas Diagnósticas

¿Cómo se expresa un gene?

DNA RNA Proteína

TraducciónTranscripción

Código para llegar a las

proteínas

Los genes codifican para diferentes proteínas .

Quiero C EO M R algo

C EO S R

C EO C R

C RO R E R

Cambia el sentido de la oración!

Cambios en la secuencia genómica de una especie (mutaciones,

inserciones, deleciones y número de copia) se reflejan en las

características visibles (fenotipo) de los individuos que la conforman.

Estos polimorfismos permiten entender la variación genética entre individuos.

Identificar genes que confieran las características deseadas y se

integran al DNA en la bacteria, eventualmente éstas características

podrán ser transferidas a la planta…

Producción de Vitaminas

Tolerancia a sequía

Mejor absorción de

nutrientes

GA T G A CT A CT

Resistencia a plagas

Como se genera un OGM

Métodos de introducción

de DNA a una célula

Introducción de DNA exógeno a una célula

Transformación: introducción de DNA en bacterias

Transfección: introducción de DNA en plantas y animales

Transducción introducción de DNA mediante vectores virales

Electroporación

Por choque eléctrico, apertura de poros en membrana celular y se introduce DNA

Gene gun (biobalística)

Partículas de oro o tungsteno, recubiertas de DNA y disparadas a embriones o células jóvenes

Transformación con bacterias

Algunas bacterias pueden introducir DNA a plantas en proceso de infección

Utilizando esta estrategia, el (los) gen(es) deseado(s) se inserta(n) en el

Genoma de las células de la planta que han sido infectada con la bacteria

modificada.

Como se genera un OGM

Transformación mediada por Agrobacterium sp.

Schell, Chilton, Van Montagu, Fraley, y Horsch, 1983.

Planta

GM

A) Pequeñas partículas de oro o tungsteno se recubren del ADN que contiene las características deseadas.

B) Estas partículas se “disparan” a gran velocidad sobre las células a modificar.

D) Las células modificadas sepropagan, se seleccionan, y sehacen crecer hasta formar unanueva plántula.

C) El DNA externo penetra el genoma de las células, y

De esta forma el ADN se incorpora al genomade la planta que ahora esta genéticamentemodificada pues contiene la secuencia externade DNA que codifica para las nuevascaracterísticas.

Transformación por Biobalística

Sanford, 1986.

Laboratorio

Modificado de Raymond Layton, Ph.D.

Invernadero Cultivo ComercialPruebas de

campo

25

Resis

tencia

a P

lagas

Tolerancia a herbicidas

OGMs de 1era Generación

Incremento de la Productividad debido al

mejoramiento de las características

agronómicas del cultivo.

OGMs de 2nda Generación

Tolerancia a condiciones adversas:

• Sequía

• Heladas

• Suelos salinos

OGMs de 3era Generación

Oleaginosas con contenidos grasos

de mejor calidad (Omega-3)

Vegetales (biofortificados) con mayor

contenido de aminoácidos esenciales,

minerales, vitaminas o modificados para

la mejor absorción de

nutrientes.

IRRM, 2009

CIAT, 2009

OGMs de 4ta Generación

Vacunas recombinantes

Peces de Ornato

Ganado para la Producción de leche

maternizada

Modelos de investigación

Enviro-pig

Productos lácteos biofortificados

Peces de crecimiento rápido

Mosquitos modificados para controlar enfermedades de relevancia epidemiológica

OTROS TIPOS DE OGMs…

antitrombina III aislado

de la leche de cabras

transgénicas.

Estudios de genómica

funcional

Bioseguridad:

Acciones y medidas de evaluación, monitoreo,

control y prevención que se deben asumir en la

realización de actividades con OGMs con el objeto de

prevenir, evitar o reducir los posibles riesgos que

dichas actividades puedan ocasionar a la salud humana,

el medio ambiente y la diversidad biológica incluyendo

los aspectos de inocuidad de dichos organismos que se

destinen para uso o consumo humano.

(LBOGMs Artículo 3, fracción V)33

1. Endonucleasas Sitio Dirigidas (SDN) y Tecnología deDedos de Zinc2. Oligonucleotide Directed Mutagenesis (ODM)3. Cisgenesis/Intragenesis4. Metilación de DNA dirigida por RNA (RdDM)5.Reverse breeding & other "negative segregants"6. Agro-infiltracion7. Injerto sobre Patrón GM

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