Plantas Transgenicas

Plantas transgénicas

En un sentido amplio, podría decirse que la Mejora de Plantas se remonta a los tiempos más antiguos mediante la aplicación intuitiva de procesos de selección. (Ejemplo 1)

Los orígenes de la Genética están íntimamente relacionados con la investigación de los hibridistas experimentales de plantas. A partir del redescubrimiento de las leyes de Mendel, la aplicación de los conocimientos genéticos impulsó el desarrollo de la Mejora.

La Mejora Genética de Plantas tiene como fin último obtener los genotipos que produzcan los fenotipos que mejor se adapten a las necesidades del hombre en unas circunstancias determinadas. Aspectos parciales de ese objetivo final son:

Aumentar el rendimiento:

Mejora de productividad, aumentando la capacidad productiva potencial de los individuos.

Mejora de resistencia, obteniendo genotipos resistentes a plagas, enfermedades y condiciones ambientales adversas.

Mejora de características agronómicas, obteniendo nuevos genotipos que se adaptan mejor a las exigencias y aplicación de la mecanización de la agricultura.

Aumentar la calidad:

Mejora de calidad, atendiendo, por ejemplo, al valor nutritivo de los productos vegetales obtenidos.

Extender el área de explotación, adaptando las variedades de las especies ya cultivadas a nuevas zonas geográficas con características climáticas o edafológicas extremas.

Domesticar nuevas especies, transformando a especies silvestres en cultivadas con utilidad y rentabilidad para el hombre.

Los métodos convencionales de la Mejora han sido los cruzamientos y la selección complementados en ocasiones con técnicas citogenéticas y de mutagénesis artificial. Sin embargo, mediada la década de los ochenta se inició la aplicación de la ingeniería genética molecular en la Mejora mediante la utilización de plantas transgénicas.

La ingeniería genética molecular ha sido considerada como una poderosa herramienta adicional para la agricultura, ya que en 1983 se demostró por primera vez que era posible transferir un gen extraño al cromosoma de las células vegetales de plantas intactas, siendo así plantas transgénicas, por que se les introdujo un nuevo gen que constituye parte de su genoma. Este nuevo gen les confiere una característica que antes no poseían, la que puede ser transmitida a las generaciones siguientes.

Esta técnica se ha refinado y constantemente se perfecciona, para permitir trabajar en distintos grupos y lograr una transformación más estable. Es posible hoy introducir en una planta genes provenientes no sólo de otras plantas, sino de cualquier otro organismo, virus, bacteria, animal o levadura.

Transformación vegetal

Una técnica para la transformación de una planta debe permitir la “creación” de organismos que incorporen y expresen una secuencia extraña de ADN dentro de su genoma. Más específicamente, el sistema de transformación deberá permitir:

Introducción de la(s) secuencia(s) e integración estable al genoma.

Selección eficiente de las células transformadas.

Regeneración completa de plantas que expresen los genes deseados.

Actualmente se utilizan métodos de transformación con un sistema de introducción de ADN por vectores biológicos, principalmente Agrobacterium tumefaciens, o directamente, por bombardeo con partículas, ya sea por microinyección, electroporación o mediada por glicol polietilénico (PEG).

Transformación por Agrobacterium.

Agrobacterium tumefaciens es una bacteria presente en el suelo que causa la enfermedad conocida como “agalla”, caracterizada por el crecimiento de tumores en los tejidos vegetales. Agrobacterium tumefaciens es el único organismo natural capaz de transformar genéticamente una célula vegetal, utilizando un sistema para la trasferencia e integración de genes altamente evolucionado. Se sabe que los crecimientos tumorosos son el resultado de la integración estable en el genoma vegetal de un segmento de ADN, denominado ADN-T (ADN transferido), proveniente de un plásmido, el plásmido Ti (“tumor-inducing”), el cual está presente en un pequeño porcentaje de las poblaciones naturales de A. tumefaciens.

El ADN-T está delimitado por repeticiones directas de 25 pares de bases, y cualquier ADN entre estos bordes será transferido al ADN de la célula vegetal. Este ADN puede integrarse en diferentes lugares en el cromosoma vegetal y cuando se usa con fines prácticos para lograr la transformación arbitraria de una planta, es deseable que esta integración sea de un bajo número de copias. El ADN-T contiene genes que codifican para las hormonas vegetales auxina y citocinina, reguladores de crecimiento responsables del fenotipo tumoroso, y para metabolitos conocidos como opinas, los cuales son usados por Agrobacterium como fuente de carbono y nitrógeno. Para lograr esta transcripción, el ADN-T contiene secuencias eucarióticas de control como las cajas TATA y CAAT y señalas vegetales de poliadenilación.

La transferencia del ADN-T al ADN vegetal está mediada por una región grande del plásmido Ti conocida como el locus vir (por virulencia). La proteína virA detecta los compuestos fenólicos secretados por las células heridas y provoca la fosforilación de la proteína virG, la cual a su vez provoca una cascada de transcripción de las demás proteínas vir, que se encargan, a través de un proceso aún no completamente caracterizado, de la transferencia e integración del ADN-T. (Ver imagen A)

Imagen A

Transformación por bombardeo con partículas.

El ADN se introduce en protoplastos (células desprovistas de la pared celulósica por medios enzimáticos o químicos) utilizando el polietilenglicol o la electroporación. También se puede introducir el ADN en las células por bombardeo con microproyectiles (biobalística).

La “biobalística” es una técnica basada en principios físicos que permite literalmente disparar genes a las plantas. Para ello, el ácido nucleico que codifica los genes de interés se deposita en minúsculas partículas de oro u tungsteno, las que posteriormente son impulsadas por una fuerte columna de un gas (generalmente helio), hasta impactar los tejidos blanco de la especie a transformar. De esta manera, al penetrar las micropartículas la célula blanco, estas alcanzan el núcleo y depositan el ADN que portan transformando la célula con un nuevo gen.

Las ventajas del bombardeo de partículas, además de la sencillez

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