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UNIDAD 1 – FASE 3 ¿qué tipo de organismos se pueden modificar genéticamente?

BASES DE LA INGENIERIA GENÉTICA

PRESENTADO POR: ANA GRACIELA LANCHEROS Cód. 41723631 ANDRÉS MAURICIO CÁRDENAS OSORIO Cód. 18904412 JORGE LUIS PERTUZ Cód. 1128197940 MARIO ALFONSO RUIZ VALENCIA Cód. 14896047

ORGANISMOS TRANSGÉNICOS 203022

TUTOR: JOSE CAMILO TORRES

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS AGRARIAS PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE ECAPMA JUNIO DE 2019

Organismos Transgénicos Escuela de Ciencias Agrícolas, pecuarias y del medio ambiente

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Identificar las bases de la ingeniería genética y revisar qué tipo de organismos se pueden modificar genéticamente.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS    

Analizar las bases de la ingeniería genética. Comparar las bases de la ingeniería genética para realizar las combinaciones genéticas. Identificar tipos de organismos que se pueden modificar genéticamente. Realizar diagramas de flujo en donde se evidencia el desarrollo de las modificaciones genéticas que se realizan en las plantas.

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ACTIVIDADES A DESARROLLAR ESTUDIO DE CASO. Marco, estudiante del curso Organismos Transgénicos, discutía con Felipe acerca de la enzima poligalacturonasa, que digiere la pared celular vegetal. Marco comentó que es la principal responsable por la maduración de frutos como el tomate y preguntó a Felipe qué se podría hacer para retardar la maduración y evitar las pérdidas durante el almacenamiento. Felipe anotó que conocía una técnica en la cual el gen que codifica la enzima citada, es insertado de manera invertida en el genoma de una planta de tomate, biotecnología conocida como "construcción anti-sentido". Esta transformación genética del tomate consiste en insertar un gen en orientación opuesta a la normal, lo que determina un RNA (antisentido) que se empareja con el RNA del gen homólogo normal de la planta. Esto dificulta la traducción de este RNAm por los ribosomas y favorece su degradación. De esta manera se puede anular o inhibir el fenotipo dependiente del gen que se quiere controlar. La profesora del curso observando tan interesante discusión, formuló las siguientes preguntas: 1. ¿Cuál es el resultado de la transcripción de la cadena de ADN en sentido y de la cadena de ADN en antisentido que se genera a partir del siguiente segmento molde de ADN: 3'___ATTCGGC___TAAGCCG___TAAGCCG___5'(DNA) La transcripción utiliza una de las dos hebras expuestas de ADN como plantilla; esta hebra se conoce como la hebra molde. El producto de ARN es complementario a la hebra molde y es casi idéntico a la otra hebra de ADN, llamada hebra no molde (o codificante). Sin embargo, hay una diferencia importante: en el ARN recién hecho, todos los nucleótidos T han sido sustituidos por nucleótidos U. El sitio en el ADN del que se transcribe el primer nucleótido se conoce como el sitio +1+1plus, 1, o sitio de iniciación. Los nucleótidos que están antes del sitio de iniciación reciben números negativos y se dice que están aguas arriba. Los nucleótidos que se ubican después del sitio de

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iniciación se marcan con números positivos y se dice que están agua abajo.

2. ¿Cómo ocurre la interacción entre las dos moléculas de RNA (sentido y antisentido)? Apóyese de una imagen (citar mediante normas APA) que le permita ejemplificar las interacciones moleculares que ocurren entre los nucleótidos de ambas moléculas para lograr la conformación de la doble hélice de RNA (puentes de hidrógeno). Explique la imagen. Un RNA de una cadena única llamado RNA-mensajero. La transcripción es catalizada por una enzima llamada RNA-polimerasa. El proceso se inicia separándose una porción de las cadenas de DNA: una de ellas, llamada hebra sentido es utilizada como molde por la RNApolimerasa para incorporar nucleótidos con bases complementarias dispuestas en la misma secuencia que en la hebra anti-sentido, complementaria de la hebra sentido inicial. La única diferencia consiste en que la timina del DNA inicial es sustituida por uracilo en el RNA mensajero. Así, por ejemplo, una secuencia ATGCAT de la hebra sentido del DNA inicial producirá una secuencia UACGUA.

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Además de las secuencia de nucleótidos que codifican proteínas, el RNA mensajero copia del DNA inicial unas regiones que no codifican proteínas y que reciben en nombre de intrones. Las partes que codifican proteínas se llaman exones. Por lo tanto, el RNA inicialmente transcrito contiene tanto exones como intrones. Sin embargo, antes de que abandone el núcleo para dirigirse al citoplasma donde se encuentran los ribosomas, este RNA es procesado mediante operaciones de "corte y empalme", eliminándose los intrones y uniéndose entre sí los exones. Este RNA-m maduro es el que emigra al citoplasma. Un único gen puede codificar varias proteínas si el RNA-m inicial puede ser cortado y empalmado de diversas formas. Esto ocurre, por ejemplo, durante la diferenciación celular en donde las operaciones de corte y pegado permiten producir diferentes proteínas. Además de utilizarse como molde para la síntesis del RNA-m, el DNA también permite la obtención de otros dos tipos de RNA.

3. ¿Qué fenómeno ocurrirá como resultado del encuentro, en el citoplasma, entre esos dos RNA (sentido y antisentido), determinados en el ítem anterior?, ¿cuál sería la consecuencia para el proceso de traducción?. Indique qué mecanismos moleculares relacionados con el silenciamiento genético y control de la expresión intervienen después de la interacción RNA sentido – RNA antisentido (RISC). Qué fenómeno ocurrirá como resultado del encuentro, en el citoplasma, entre esos dos RNA (sentido y anti sentido), determinados en el ítem anterior? ” Transcripción” La transcripción es el proceso durante el cual la información genética contenida en el DNA es copiado a un RNA de una cadena única llamado RNA-mensajero. La transcripción es catalizada por una enzima llamada RNA-polimerasa. El proceso se inicia separándose una porción de las cadenas de DNA: una de ellas, llamada hebra sentido es utilizada como molde por la RNApolimerasa para incorporar nucleótidos con bases complementarias dispuestas en la misma secuencia que en la hebra anti-sentido, complementaria de la hebra sentido inicial. La única diferencia consiste en que la timina del DNA inicial es sustituída por uracilo en el RNA mensajero. Así, por ejemplo, una secuencia ATGCAT de la hebra sentido del DNA inicial producirá una secuencia UACGUA.

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ARNi de autonomía celular: Se han descrito dos mecanismos, mediante los cuales, se produce ARNi dentro de las células: uno es el silenciamiento génico post-transcripcional (PTGS, por sus siglas en idioma inglés), que actúa directamente sobre el ARNm de dos formas distintas, generando represión de la traducción, mediante siRNAs, que generan degradación del ARNm en el citoplasma y tienen complementariedad perfecta con el ARNm homólogo o degradando el ARNm, a través de microARNs (miARNs), otro tipo de ARN no codificante, que genera represión de la traducción por medio de complementariedad imperfecta con el ARNm 4. ¿Cuál es el número EC (Enzyme Commission numbers) correspondiente a la enzima poligalacturonasa? Mencione el enlace químico que hidroliza la enzima poligalacturonasa. Las poligalacturonasa son enzimas que hidrolizan el enlace glucosídico contiguoal grupo carboxilo libre; en consecuencia, las pectinas de alto metoxilo se hidrolizan muy lentamente, mientras que las de bajo metoxilo son buen sustrato considerándose al pectado como el mejor. Las poligalacturonasas son producidas por la mayoría de los hongos, por levaduras y también por algunas bacterias (Rombouts y Pilnik, 1980). Su pHóptimo se estima entre 4.0 y 5.5. Se han reconocido endo y exopoligalacturonasas; las endopoligalacturonasas (poli (1, 4- α -D-galacturónido) glicano hidrolasa, EC. 3.2. 1. 15) atacan a la cadena péctica al azar;un pequeño incremento en grupos reductores se manifiesta con un fuerte descenso de la viscosidad de la solución que contiene el sustrato. Las exopoligalacturonasas ( poli

(1,4- α -D-gaIacturónido) galacturono

hidrolasa, EC.3.2.1.67) atacan del lado no reductor del polímero formando mono ó dimeros, trayendo como consecuencia una muy lenta disminución de la viscosidad. 5. Con esta tecnología la transformación genética es realizada de modo que la expresión del "gen anti-sentido" ocurra sólo en los tejidos del ovario floral. ¿qué ventajas tiene para el productor agrícola que el gen anti-sentido se exprese únicamente en el tejido de ovario floral? El etileno es una hormona vegetal gaseosa que controla muchos procesos (germinación, senescencia y caída de hojas y flores, respuestas al estrés, etc.). Organismos Transgénicos Escuela de Ciencias Agrícolas, pecuarias y del medio ambiente

En cierto tipo de frutos (climatéricos) controla, además su maduración: al inicio de está el aumento de etileno induce cambios en color, textura, aroma y sabor, que hacen que el fruto sea apetecible. En un tomate normal, el etileno es la hormona que incentiva la transcripción del gen de la poligalacturonasa. El resultado de este proceso es que el porcentaje de etileno será más bajo, esto garantiza que los frutos climatéricos realicen su proceso de maduración de manera más retardada a su vez con resistencia a magullamientos o daños causados en su proceso de pos-cosecha para de manera se le garantice al consumidor final un producto sin hongos y con altos porcentajes nutricionales. (Dr. Torres Garcia J. (2013). 6.

¿Cuál es la principal ventaja para los productores de tomate que utilicen estas plantas transgénicas? Lo que se cultiva como plantas transgénicas actualmente, fueron modificadas para mejorar características agronómicas, como la resistencia a enfermedades, resistencia a insectos o la tolerancia a herbicidas. En estos casos, los mejores beneficios los percibe el agricultor a través de la mejora y simplificación en su manejo, incremento en los rendimientos por área y disminución en los costos de producción. Los estudios demuestran también que la implementación de estos cultivos, tienen un gran impacto positivo en la economía de los países productores, por las consecuencias socioeconómicas de la actividad y los incrementos de manera sustancial en las explotaciones agrícolas. También de manera vehemente se ve beneficiado el medio ambiente, gracias a la disminución en el uso de agroquímicos o el uso de unos de menor injerencia tóxica y por la sinergia con práctica conservacionistas como la siembre directa, que preserva la estructura y la humedad del suelo. El aumento en la productividad de los cultivos permite además preservar los hábitats naturales de las especies endémicas, ya que no se usan para la explotación agrícola, así mismo como usar el agua y suelo de manera más eficiente. Alimentos con mejores y más cantidad de nutrientes. Mejor sabor en los productos creados. Mejor adaptación de las plantas a condiciones de vidas más deplorables. Organismos Transgénicos Escuela de Ciencias Agrícolas, pecuarias y del medio ambiente

Aumento en la producción de alimentos con sustancial ahorro de recursos. La dificultad de garantizar la alimentación de la creciente población es una realidad que debe ser tenida muy en cuenta. Aceleración en el crecimiento de las plantas. Una vez aislado el gen que se utilizará para la transformación, se disminuye el tiempo para producir una nueva variedad respecto al sistema tradicional. Las principales ventajas que ven los agricultores son menos suelos, menos agua, menos energía, por tanto, beneficios directos que hacen la actividad más rentable y competitiva Domingo Roig, José L. y Gomez Arnáiz Mercedes (2013).

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS HUVENNE, H.; SMAGGHE, G. 2010. Mechanisms of dsRNA uptake in insects and potential of RNAi for pest control: a review. J. Insect Physiol. (United Kingdom). Recuperado de https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19837076 Herrera R. (2007) Qué beneficios ofrecen los cultivos transgénicos. Recuperado de http://www.argenbio.org/index.php?action=faq&opt=7?action=faq&faq=10 JAUHAR, P. 2006. Modern biotechnology as an integral supplement to conventional plant breeding: the prospects and challenges. Crop Sci. (Estados Unidos). 46:1841-1859. Recuperado

de

https://www.itqb.unl.pt/~saibo/ADONIS/papers/Session-2.-

ModernBiotech-and-PlantBreeding-CropScience-2006-1841.pdf Josef

P.

(2017)

Principios

de

genética.

Recuperado

de

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/centrostic/14002996/helvia/aula/archivos/reposito rio/250/282/html/genetica/contenidos/interf.htm?curso03/curso03_06.htm Khant

A.

(2018)

Resumen

de

la

transcripción

Recuperado

de

https://es.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central-dogma/transcriptionof-dna-into-rna/a/overview-of-transcription Levitus G. Echenique V. Rubinstein C. Hoop E. Mroginski L. (2011) Recuperado de https://www.agroindustria.gob.ar/sitio/areas/escuelagro/_archivos//000011_INTA%20Biote cnologia/000000_Inta%20-%20B%C3%ADotecnolog%C3%ADa.pdf López T. Silva D. López S. Arias C. (2007) RNA de interferencia: el silencio de los genes. Recuperado de http://www.ibt.unam.mx/computo/pdfs/libro_25_aniv/capitulo_10.pdf Medina M. (2010) Androesterilidad ligada a la obtención de frutos partenocárpicos en cultivares

comerciales

de

tomate

(Solanum

lycopersicum

L.)

Recuperado

http://digital.csic.es/bitstream/10261/24856/1/Monica%20Medina%20TD.pdf

Organismos Transgénicos Escuela de Ciencias Agrícolas, pecuarias y del medio ambiente

de

Noriega D. Valencia A. Villegas B. (2016) ARN DE INTERFERENCIA (ARNi): una tecnología novedosa con potencial para el control de insectos plaga. Recuperado de http://www.scielo.org.co/pdf/rudca/v19n1/v19n1a04.pdf Ortega

E.

(2013)

Producción

de

pectinasas.

Recuperado

de

Recuperado

de

https://www.academia.edu/4215626/Introduccion_pectinasas Ronbert

U.

(2003)

Transcripción

de

ARN.

http://www.botanica.cnba.uba.ar/Pakete/3er/LosCompuestosOrganicos/1111/Transcripcion. htm

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