miércoles, 29 de agosto de 2012

Bibliografía


ü  Albert, A. 1999. Aplicaciones de la biotecnología en el mundo actual. Vida rural nº 79. pp. 29-31

ü  Novartis International Ag. 1998. La biotecnología. Ed. Novartis International AG. Basilea. Suiza. 42 pp.
 
ü  Novillo, C. 2000. Biotecnología para la protección de cultivos y producción integrada. I Jornadas sobre Producción Integrada. Ed. Asociación de Estudiantes de Agronomía AGRO. Universidad de Almería. pp. 62-66

ü  Jáuregui Rincón Juan, Chávez Vela Norma Angélica (2006). Glosario de biotecnología. 1era edición. Editorial Printed in México. México    

1.2 Terminología general de la biotecnología


1.     Acido abscisico: Fitohormona implicada en el control de la mayoría de las respuestas de las plantas al estrés abiótico, como el aumento de la abertura de los estomas ante una situación de falta de agua, ej., sequia.
2.  Anticodón: Triplete de nucleótidos de un ARNt que se aparea con un codón complementario del ARNm durante la traducción.
3.     Autoclave: Cámara cerrada que permite, mediante la aplicación de calor y vapor a presión, esterilizar distintos objetos y sustancias (materiales de laboratorio, líquidos, etc.).
4.     Auxina: Grupo re reguladores del crecimiento de plantas (naturales o sintéticos) que estimulan la división celular, alargamiento, dominancia apical, iniciación de la raíz y floración.
5.     Biotecnología: Conjunto de procesos industriales que implican el uso de los sistemas biológicos, la aplicación de los principios de la ciencia y la ingeniería, al tratamiento de materias por medio de agentes biológicos en la producción de bienes y servicios.
6.     Citocinina: Constituyen un grupo de hormonas vegetales que promueven la división y diferenciación celular.
7.     Código Genético: La secuencia de nucleótidos, codificados en tripletes (codones) en el ARNm, que determina la secuencia de aminoácidos en la síntesis de proteínas.
8.     Codón: Una unidad del código genético que está formado por tres bases de nucleótidos en una molécula de ADN o ARN que especifica un aminoácido determinado.

9.     Dogma central de la biología molecular: Es un concepto que ilustra a los mecanismos o transformaciones que sufre el ADN:   


10. Enzimas de restricción: Son endonucleasas que reconocen una secuencia de ADN entre 4-8 pb.
11. Etileno: Es una hormona de las plantas que promueve la maduración de los frutos, así como también, la caída de las hojas, formación de flores en algunas especies.
12. Explante: Tejido vivo separado de su órgano propio y transferido a un medio artificial de crecimiento.

13. Giberelina: Es una fitohormona cuyas funciones es interrumpir el periodo de latencia de las semillas, haciéndolas germinar.
14. Kilobase (Kb): Unidad de longitud de los ácidos nucleícos la cual equivale a 1000 pares de bases de ADN o ARN.
15. Micropropagacion: Técnica de propagación vegetativa de plantas en condiciones in vitro.
16. Medio MS: Medio de cultivo desarrollado por  murashigue y skoog el cual se puede utilizar para casi todo tipo de cultivo
17. Plásmido: 1.     Molécula de ADN circular extracromosómico capaz de auto replicarse dentro de una célula, comúnmente utilizado como vector de clonación.

18. Técnica de recombinación del ADN: Es una técnica que ha permitido introducir material genético foráneo en un individuo, y hacer que éste organismo incorpore dicho material a su genoma y lo exprese como si fuera suyo.

19. Traducción genética: Es el proceso de síntesis de proteínas.  
20. Transcripción genética: Es el proceso en el que la información genética del ADN pasa a ARNm.

1.1.3 Importancia: Económica, Ecológica y Agronómica


Importancia económica

Las ventajas de centrase en las repercusiones económicas de la biotecnología están en recurrir a los instrumentos de análisis que proporcionan datos e informaciones muy concretas sobre aspectos fundamentales en el debate:
r Quienes (individuos, empresas e instituciones) son los protagonistas.
r Que necesidades intentan satisfacer o crear las biotecnologías.
r Que impacto tiene/tendrá sobre el PIB, el empleo, los mercados, la competitividad de un país.

Importancia ecológica

Existen varias razones por las cuales la biotecnología es de gran importancia ecológica, estas pueden ser positivas y negativas o que repercuten en el ambiente.

Importancia o impacto positivo:
  • En primer lugar, en cultivos resistentes a herbicidas, los países que los han adoptado han reportado descensos dramáticos en las cantidades de agroquímicos aplicadas.
  • Por otra parte, para los cultivos resistentes al ataque de plagas, se ha reportado la disminución en el uso de pesticidas de amplio espectro, los cuales eliminan prácticamente a todos los insectos, no solo a los causantes del problema.
  • En tercer lugar, el menor consumo de pesticidas implica una menor contaminación o lixiviación del compuesto tóxico a las fuentes de agua.
  • Cuarto, como muchos de los cultivos transgénicos son aptos para un sistema de producción en siembra directa, la adopción de estas variedades ha ayudado en la conservación de la capa orgánica y por ende en la riqueza mineral y nutritiva del suelo; esta protección se da debido a la ausencia del arado y a la disminución de la erosión.
  • Finalmente, el incremento en el rendimiento neto asociado con ciertos cultivos transgénicos (basado en la disminución de pérdidas por ataques de insectos o malezas) en teoría significa que se necesita menos tierra cultivable, lo cual es un beneficio significativo para el medio ambiente.
Impacto negativo:

ü  Las críticas que se hacen a la biotecnología se basan en la incapacidad de predecir lo que puede ocurrir al liberar organismos modificados genéticamente al medio ambiente, así como en la posibilidad de que los nuevos genes que estos organismos transportan puedan causar daños si llegan o se trasladan a otros organismos vivos.

Importancia agronómica

El objetivo de la biotecnología en la cuestión agronómica es el de incrementar la producción y los rendimientos de los cultivos, en zonas de temporal y agricultura tradicional (productores de menor desarrollo).
La investigación y el desarrollo en materia de biotecnología agrícola deben centrarse en las necesidades de los pequeños agricultores y productores.


martes, 28 de agosto de 2012

1.1.2 Biotecnología de primera, segunda y tercera generación


Históricamente el desarrollo de la Biotecnología puede ser dividido en tres generaciones o etapas:
                                                                                      
PRIMERA GENERACIÓN

La biotecnología de primera generación se basó en la fermentación como proceso básico para la producción de bebidas, alimentos y combustibles. Esta práctica era esencialmente empírica, se hacía en pequeña escala, y estaba caracterizada por el mínimo conocimiento científico y de ingeniería.
Características
·         Son procesos sencillos
·         Se usan microorganismos naturales
·         Se usaba baja tecnología


SEGUNDA GENERACIÓN

La biotecnología de segunda generación se caracterizó por la utilización de los conocimientos científicos y de ingeniería para la obtención de procesos a escala industrial. Estos procesos estaban basados en la aplicación integrada de la microbiología (usando procesos de mutación y de selección), bioquímica e ingeniería química.

Esta segunda generación incluye:
*      La utilización de fermentaciones (bioconversiones y biocatálisis) para la producción de fármacos, combustibles, alimentos y procesamiento de desechos.
*      Incluye el desarrollo de algunas técnicas recientes, como las de inmovilización de enzimas y las de cultivo de tejidos vegetales y animales.

Características
ü  Se aíslan enzimas de los microorganismos
ü  Se cultivan tejidos animales y vegetales para regeneración  y propagación
ü  Producción de fármacos y antibióticos

 Inhibición de la actividad O6-alquilguanina-ADN alquiltransferasa°

TERCERA GENERACIÓN

La biotecnología de tercera generación, también denominada "Nueva Biotecnología" surge a comienzos de 1970 y se inicia con el descubrimiento de la tecnología del DNA recombinante. Esta generación se basa en la biología molecular, la cual tuvo un acelerado desarrollo después del descubrimiento de la estructura del DNA en 1953. Este evento y el posterior descubrimiento de las enzimas de restricción dieron origen a la ingeniería genética y con esta nace la nueva biotecnología. Estas nuevas tecnologías dieron origen a empresas biotecnológicas, que explotan las técnicas de ingeniería genética para "cortar" y "confeccionar" los genes que son colocados en microorganismos, como bacterias o levaduras, para que "fabriquen por encargo" productos químicos y farmacéuticos de interés.

Las nuevas biotecnologías pueden agruparse en tres categorías básicas:

1. Técnicas para el cultivo in vitro de células y tejidos, incluyendo el cultivo de microorganismos.
2. Técnicas de fermentación y bioprocesos, incluyendo técnicas de inmovilización de enzimas.
3. Técnicas para la identificación, mapeo, clonación, manipulación y transferencia de genes.

            Avances
§  Alta tecnología
§  Estudio ADN/manipulación
§  Se usan organismos modificados genéticamente
§  Proteínas recombinantes
§  Terapias genéticas
§  Utilización de células madres
§  1999 se da la bio.informatica
§  Proteomica
§  Genómica 





Productos obtenidos a través de las generaciones de la biotecnología



1.1.1 Reseña histórica de la biotecnología




Línea de tiempo
Ø  Hace 10-12 millones de años: La biotecnología se remonta a la agricultura del neolítico, cuando el cultivo de plantas se convirtió en la principal forma de obtener  alimentos.
Ø  Hace 6000 de años: Los sumerios y los babilonios  fueron los primeros en  producir  pan y cerveza mediante levaduras.
Ø  Hace 4000 años: Los chinos desarrollaron hace procesos de conservación de alimentos como la fabricación de yogur, queso, vinagre y vino mediante fermentación láctica utilizando bacterias
Ø  Hace 2300 años: Los egipcios producían pan con levadura.
Ø  En 1590: Zacarías Jenssen  inventa el microscopio.
Ø  En 1665: Robert Hook acuña el término célula en su libro “Micrographia”.
Ø  En 1676: Se confirma la reproducción sexual de las plantas.
Ø  En 1838: Se descubre que todos los organismos vivos están compuestos por células.
Ø En 1856: Estudios de Mendel en guisantes sobre los fundamentos de la herencia de los caracteres adquiridos.
Ø  En 1859: Darwin hace pública su teoría sobre la evolución de las especies.
Ø  En 1871: Se aísla el ADN en el núcleo de una célula.
Ø  En el siglo XIX: Pasteur establece la ciencia de la microbiología. 
Ø En 1909: Las unidades fundamentales de la herencia biológica reciben el nombre de genes.
Ø  En 1919: El ingeniero húngaro Karl Erky utiliza por primera vez el término “biotecnología”.
Ø  En 1943: El ADN es identificado como la molécula de la herencia.
Ø  En 1953: Watson y Crick describen la estructura de doble hélice del DNA. 
Ø  En 1961: Desciframiento de las primeras letras del código genético.
Ø  En 1965: Robert W.Holley leyó por primera vez la información total de un gen de levadura. 
Ø  En 1966: Se descifra el código genético completo del ADN.
Ø  En 1970: Se reconstruyó in vitro un gen completo.
Ø  En 1973: Se desarrolla la tecnología de recombinación del DNA.
Ø En 1976: Robert Swanson y Herbert Boyer crean Genentech la primera compañía de biotecnología.
Ø  En 1982: Se sintetiza la primera hormona (insulina) mediante biotecnología. 
Ø  En 1983: Se aprueban los alimentos transgénicos.
Ø En 1983: Se inventa la técnica PCR (reacción en cadena de la polimerasa), que permite copiar genes específicos con gran rapidez. Es una técnica muy poderosa para producir millones de copias de una región específica de ADN, que permite analizarla tan rápido como se puede purificar una sustancia química. PCR ha sido el instrumento esencial en el desarrollo de técnicas de diagnóstico, medicina forense y la detección de genes asociados con errores innatos del metabolismo.
Ø En 1996: Por primera vez se completa la secuencia del genoma de un organismo eucariótico, la levadura de cerveza.
Ø  En 2003: Se termina de secuenciar el genoma humano.

1.1 Generalidades



La biotecnología consiste en la manipulación de organismos vivos o de productos de  organismos vivos con el fin de obtener  productos deseables para el uso humano. Por ejemplo, la ganadería y  el cultivo de abejas se consideran prácticas biotecnológicas. El  término se utiliza también para expresar la  interacción de la biología con la tecnología  humana.

La biotecnología es la tecnología basada en la biología.


Podemos decir que la biotecnología abarca desde la biotecnología tradicional (muy conocida y establecida, y por tanto utilizada) como por ejemplo la fermentación de alimentos, hasta la biotecnología moderna, que está basada en la utilización de las nuevas técnicas del DNA recombinante (ingeniería genética), los anticuerpos monoclonales y los nuevos métodos de cultivo de células y tejidos. Es decir, técnicas derivadas de la investigación en biología molecular y celular, que pueden usarse en cualquier industria que utilice microorganismos o células vegetales o animales. 

UNIDAD 1


Temario

Unidad
Temas
Subtemas
UNIDAD 1
Introducción
1.1 Generalidades
1.1.1 Reseña histórica de la biotecnología
1.1.2 Biotecnología de primera, segunda y tercera generación
1.1.3 Importación: económica, ecológica y agronómica
1.2 Terminología general de la biotecnología
UNIDAD 2
Cultivos de tejidos vegetales
2.1 Medios de cultivo
2.1.1 Áreas del laboratorio de cultivos de tejidos
2.1.1.1 Áreas de preparación de medios de cultivo y esterilización
2.1.1.2 Área de almacenamiento
2.1.1.3 Área de siembra aséptica
2.1.1.4 Área de incubación
2.1.2 Material y equipo de laboratorio
2.1.2.1 Material de laboratorio
2.1.2.2 Equipo de laboratorio
2.1.3 Generalidades de los medios de cultivo
2.1.3.1 Definición de medios de cultivo
2.1.3.2 Tipos de medios de cultivo
2.1.4 Componente del medio de cultivo
2.1.4.1 Compuestos inorgánicos
2.1.4.2 Compuestos orgánicos
2.1.4.3 Materiales inertes y gelificantes
2.1.4.4 Complejos orgánicos
2.1.5 Preparación y manejo de soluciones stock
2.1.6 Preparación de los medios de cultivo
2.2 Esterilización
2.2.1 Generalidades
2.2.2 Definición
2.2.3 Tipos de esterilización
2.2.4 Factores que intervienen en el proceso de esterilización
2.2.5 Esterilización con calor húmedo
2.2.6 Esterilización de material de cristalería y otros
2.2.7 Esterilización de medios de cultivo
2.3 Establecimiento del cultivo de tejidos
2.3.1 Etapas del cultivo de tejidos
2.3.1.1 Establecimiento aséptico
2.3.1.2 Multiplicación
2.3.1.3 Edad de la planta
2.3.1.4 Adaptación
2.3.2 Selección de plantas madres
2.3.2.1 Genotipo
2.3.2.2 Fitosanidad
2.3.2.3 Edad de la planta
2.3.2.4 Condiciones de crecimiento de la planta
2.3.2.5 Edad del órgano o tejido vegetal
2.3.3 Ex plante
2.3.3.1 Tipo de ex plante
2.3.3.2 Posición del ex plante en la planta
2.3.3.3 Tamaño del ex plante
2.3.4 Siembra del ex plante
2.3.4.1 Desinfección del ex plante
2.3.4.2 Disección del ex plante
2.3.4.3 Siembra de diferentes medios: sólidos y líquidos
2.3.5 Condiciones de incubación
2.3.5.1 Fotoperiodo
2.3.5.2 Intensidad lumínica
2.3.5.3 Temperatura
2.3.5.4 Humedad relativa
2.3.6 Cambios fisiológicos del ex plante
2.3.6.1 Formación de callo
2.3.6.2 Crecimiento de yemas adventicias
2.3.6.3 Enraizamiento
2.3.6.4 Pre adaptación y trasplante
2.3.7 Trasplante al sustrato
2.3.7.1 Tipos de sustratos
2.3.7.2 Desinfección o esterilización del sustrato
2.3.7.3 Trasplante y adaptación bajo condiciones de invernadero
2.3.7.4 Manejo del material transplantado
UNIDAD 3
Técnicas in vitro en el cultivo de tejidos vegetales
3.1 Generalidades
3.2 Micropropagación
3.2.1 Descripción e importancia
3.2.2 Tejidos empleados
3.2.3 Rutas: Organogénesis y embriogénesis somática
3.2.4 Aplicación agronómica
3.3 Plantas libres de patógenos
3.3.1 Descripción e importancia
3.3.2 Cultivo de meristemos apicales
3.3.3 Cultivo de ápices meristematicos
3.3.4 Cultivo de embriones
3.3.5 Micro injerto
3.3.6 Factores que ayudan a incrementar la posibilidad de obtener plantas libres de patógenos
3.3.7 Aplicación agronómica
3.4 Técnicas in vitro aplicadas al fitomejoramiento
3.4.1 Producción de haploides: cultivo de anteras y óvulos
3.4.2 Variación somaclonal
3.4.3 Fusión de protoplastos
3.4.4 Aplicación agronómica
3.5 Conservación In vitro
3.5.1 Aspectos importantes en la conservación in vitro
3.5.1.1 Regeneración
3.5.1.2 Variabilidad
3.5.1.3 Estabilidad genética
3.5.1.4 Estrategias
3.5.2 Métodos de conservación
3.5.2.1 Factores que limitan el crecimiento
3.5.2.2 Supresión del crecimiento
3.5.2.3 Cryoconservación del germoplasma
UNIDAD 4
DNA recombinante
4.1 Transformación de organismos
4.2 Corte y unión de moléculas de ADN
4.2.1 Enzimas de corte
4.2.2 Enzimas de unión
4.2.3 Clonación de genes
4.2.4 Vectores de clonación
4.2.5 Tecnología de ADN recombinante en la agricultura
4.2.5.1 Plantas transgénicas
4.2.5.2 Animales transgénicos
4.3 Legislación
4.4 Bioética y revolución biotecnológica
UNIDAD 5
Técnicas de diagnóstico molecular biotecnológico
5.1 Técnicas basadas en PCR y/o electroforesis
5.1.1 Southern
5.1.2 Northern
5.1.3 Marcadores moleculares
5.1.3.1 AFLP
5.1.3.2 RAPD
5.1.3.3 Micro satélites
5.1.3.4 Secuencias mitocondriales
5.1.3.5 Secuencias ribosómicas
5.1.3.6 Otros

Objetivo general del curso


Objetivo: 
El alumno adquirirá los conocimientos, proyectara sus alcances y conocerá las limitaciones en la aplicación de técnicas biotecnológicas, en la propagación vegetal, diagnostico y mejoramiento de la producción agrícola.

Horas prácticas: 2
Horas teóricas: 1

Biotecnología

Ingeniería en agronomía