BIOTECNOLOGÍA CÓDIGO DE GRUPO: 305689_25 TRABAJO COLABORATIVO 2 INDIVIDUAL
POR DIEGO ALEXANDER BEDOYA CC: 71.227.205
TUTORA FEDRA LORENA ORTÍZ
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA INGENIERÍA DE ALIMENTOS MEDELLÍN OCTUBRE 26 DE 2015
ACTIVIDAD 1 1. Realice el laboratorio virtual N. 4 y desarrolle un informe de laboratorio a modo de artículo científico que contenga: Introducción, metodología, resultados y
discusión, conclusiones y bibliografía.
INTRODUCCION
En PCR, el ácido desoxirribonucleico (ADN) es el analito. Por tanto, una buena muestra implica siempre un correcto proceso de obtención de esta molécula a partir de material biológico. La extracción de ADN consta de una etapa de lisis, que consiste en romper las estructuras que confinan el citoplasma y liberar al medio su contenido y otra de purificación, que implica la retirada de la solución final de la mayoría de elementos que pueden interferir en la PCR. De los tres pasos críticos que componen el análisis de patógenos por la extracción de ADN es quizás el más desconocido y sobre el que más control podemos ejercer. En la práctica virtual de laboratorio N° 4, se evidencia el proceso con el cual se logra la extracción de ADN de un cultivo de E. colli, viéndose así paso a paso la manera de extraerlo correctamente. El ADN es el material genético que nos identifica, las cadenas de ADN son únicas e irrepetibles, su función y uso generalmente radica para determinar algunas enfermedades hereditarias, el parentesco con otras personas y actualmente también es usado para la modificación de esas cadenas de ADN para trasmitir cualidades de una especie a otra (Genética).
ACTIVIDAD 1 1. Realice el laboratorio virtual N. 4 y desarrolle un informe de laboratorio a modo de artículo científico que contenga: Introducción, metodología, resultados y
discusión, conclusiones y bibliografía.
INTRODUCCION
En PCR, el ácido desoxirribonucleico (ADN) es el analito. Por tanto, una buena muestra implica siempre un correcto proceso de obtención de esta molécula a partir de material biológico. La extracción de ADN consta de una etapa de lisis, que consiste en romper las estructuras que confinan el citoplasma y liberar al medio su contenido y otra de purificación, que implica la retirada de la solución final de la mayoría de elementos que pueden interferir en la PCR. De los tres pasos críticos que componen el análisis de patógenos por la extracción de ADN es quizás el más desconocido y sobre el que más control podemos ejercer. En la práctica virtual de laboratorio N° 4, se evidencia el proceso con el cual se logra la extracción de ADN de un cultivo de E. colli, viéndose así paso a paso la manera de extraerlo correctamente. El ADN es el material genético que nos identifica, las cadenas de ADN son únicas e irrepetibles, su función y uso generalmente radica para determinar algunas enfermedades hereditarias, el parentesco con otras personas y actualmente también es usado para la modificación de esas cadenas de ADN para trasmitir cualidades de una especie a otra (Genética).
METODOLOGIA
En esta práctica se aislará el ADN microbiano a partir de un procedimiento sencillo desarrollado por Hertel et al (1975). 1.
Preparar un cultivo de E. Colli en un caldo nutritivo y dejarlo madurar por lo menos durante 4 días.
2.
Añadir 10 mg de lisozima a 5 ml de suspensión bacteriana y agitarla durante 2 minutos.
3.
Incubar la mezcla durante 30 minutos a 37 ºC
4.
Añadir a la suspensión bacteriana 5 ml de detergente doméstico.
5.
Llevar la mezcla a baño maría a 60ºC durante 2 minutos.
6.
Enfriar la mezcla en agua fría.
7.
Lentamente y con mucho cuidado verter etanol frio sobre la superficie de la mezcla de manera que forme una capa.
8.
Los ácidos nucleicos precipitarán en la capa superior de etanol de la cual se extraerán utilizando una pipeta.
9.
Se puede añadir unas gotas de azul de metileno con el fin de teñir el ADN y volverlo más visible.
RESULTADOS LABORATORIO VIRTUAL N° 4 AISLAMIENTO DE ADN MICROBIANO
MATERIALES
PROCEDIMIENTOS PASO 1
PASO 2
PASO 3
PASO 4
PASO 5
PASO 6
CUESTIONARIO LABORATORIO N°4 1. ¿Por qué se puede suponer que las bacterias contiene ADN? ¿Dónde se
encuentra ese ADN? Las bacterias poseen un genotipo que transmiten por herencia y un fenotipo que depende de las circunstancias que les rodean. Las bacterias sufren variaciones en sus caracteres y son de dos tipos; fenotípicas o adaptaciones y genotípicas (mutaciones, fenómenos de transferencia, elementos transponibles, integrones). Las bacterias pertenecen a la clase procariota debido a que su núcleo no está rodeado por una membrana y consiste de una sola molécula de ADN cuya división es no-mitótica. Las bacterias son procariotas, es decir, su información genética no está localizada en un núcleo celular sino que se encuentra libre en el citoplasma como DNA de doble hebra en forma de anillo.
2. ¿Cuál es la función del detergente en la experiencia? Explique la
fundamentación química. Su función es limpiar y remover las grasas y proteínas, ayuda a terminar de romper las membranas de los núcleos celulares eliminando las proteínas que se encuentran en las cadenas de ADN. Para extraer el ADN de bacterias se utiliza el detergente anionico, el cual es utilizado básicamente para parásitos, células en cultivos y tejido, siendo el dodecil sulfato de sodio y sarkosil uno de los más usados para la ruptura de la membrana celular. 3. ¿Cuál es la función de la lisozima en la experiencia? Explique la
fundamentación química. La lisozima permeabiliza en forma selectiva las membranas celulares, la cual produce de forma lenta el rompimiento de la célula. El resultado es la penetración de agua en la célula que se hincha y acaba por estallar, un fenómeno denominado lisis. La lisozima se encuentra en muchos organismos como virus, insectos, anfibios, reptiles, aves y mamíferos, produciéndose en multitud de tejidos y fluidos, incluyendo huevos de aves, leche humana, lágrimas, saliva y es además secretada por leucocitos polimorfonucleares (Niyonsaba y Ogawa, 2005). Las funciones de la enzima mediante el ataque peptidoglicanos y hidrolizar el enlace glicosídico que conecta el ácido N-acetilmurámico con el cuarto átomo de carbono de Nacetilglucosamina. Esto se hace mediante la unión a la molécula de peptidoglicano en el sitio de unión dentro de la hendidura prominente entre sus dos dominios. Esto hace que la molécula de sustrato para adoptar una conformación tensa similar a la del estado de
transición. De acuerdo con Phillips-Mecanismo, la lisozima se une a un hexasacárido. La lisozima se distorsiona el cuarto de azúcar en hexasacárido en una conformación de media silla. En este estado de estrés, el enlace glicosídico se rompe fácilmente. 4. ¿Cuál es la función del alcohol en la experiencia?
El alcohol se utiliza para precipitar el ADN que es soluble en agua pero, cuando se encuentra en alcohol se desenrolla y precipita en la interfase entre el alcohol y el agua. 5. Al finalizar la experiencia se obtiene un mocus blanco y fibroso que sería el
ADN. ¿Es posible que la molécula de ADN se visualice a simple vista? Por qué? Si es posible que se observen las moléculas de ADN, ya que la experiencia final muestra su contenido filamentoso en la parte inferior del tubo de ensayo, por lo tanto no permitiría el conteo a simple vista, solo seria cualitativa su expresión. 6. A partir de la respuesta anterior, ¿Qué creen que contiene “el ADN” obtenido
en la experiencia? Contiene muchas moléculas de ADN, lo cual por su conteo generaría miles o millones de moléculas.
DISCUSIÓN
Esta práctica es un gran aporte de Biotecnología dentro del área de investigación, pues pretende mostrar todo el proceso y los resultados que se pueden obtener mediante la extracción del ADN, no solo en los seres humanos; sino también en otras especies. En esta práctica, se trabaja con un cultivo de E. Coli, con el fin de enfocarse en delimitar todas las características y funciones que se pueden obtener de este cultivo, con el fin de aplicarlo al
campo de la Biotecnología. No obstante, el estudio del ADN, es aplicable a muchas ciencias, y en este caso, es necesario reconocer todos los aspectos que encajan en el ADN, donde se explica el trabajo que lleva reconocer las propiedades genéticas en cada individuo y como se trasmite a otro esta misma información.
CONCLUSIONES
Se realiza la práctica virtual del laboratorio n°4, con su respectivo cuestionario.
Se adquirió conocimiento respecto a una técnica empleada para la extracción de ADN de una bacteria.
Se observó con detalle el proceso con el cual se extrae el ADN.
BIBLIOGRAFIA
Laboratorio virtual: Biotecnología, Universidad Nacional Abierta y A Distancia – UNAD. Tomado de: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/305689/LabVirtual/
Núcleo bacteriano. Tomado de: http://www.biblioteca.org.ar/Libros/hipertextos%20de%20biologia/micro2.htm
Lisozima: Actividad antibacteriana y alergenicidad. Tomado de: http://www.revistasan.org.ar/pdf_files/trabajos/vol_14/num_4/RSAN_14_4_314.pdf
2. Fundamentación científica. Estudie la unidad 2 del Módulo de Biotecnología, lea los artículos y Estudie la OVA sobre ingeniería genética, que se encuentran en el entorno del contenido de la unidad 2. A. Realice un análisis de la evolución conceptual del término de Ingeniería Genética. Para ello tenga en cuenta los diferentes avances científicos que se han desarrollado a partir del descubrimiento de la molécula de ADN. La biotecnología ha sido definida por la unión internacional de química pura y aplicada como la aplicación de la bioquímica, la biología, la microbiología y la ingeniería química a procesos industriales y productos (incluidos los productos para atención de la salud, la energía, la agricultura y al medio ambiente. En el contexto agrícola, la biotecnología ofrece enormes posibilidades para el mejoramiento de las variedades vegetales y animales, el aumento del rendimiento y el desarrollo de nuevos productos. Si el término Biotecnología es relativamente nuevo, los microorganismos han provisto al hombre con alimentos y bebidas, a través de procesos empíricos desde hace mucho tiempo. Es discutible el que se pueda llamar biotecnología a las actividades de fermentación de granos, frutas y leche que se han desarrollado desde hace mucho tiempo, desconociendo la existencia de los microorganismos y enzimas responsables de las transformaciones; de otra manera la implementación de una tecnología implica su sustentación en conocimientos científicos. En la década de los setenta surgieron como consecuencia del gran avance científico en esta disciplina, la tecnología del ADN y otras metodologías como lo la fusión de protoplastos, que en su conjunto se conocen como ingeniería genética. Inicialmente estas metodologías se utilizaron para el manejo del genoma de microorganismos, pero en la década de los ochenta empezaron a utilizarse también en células de plantas. Actualmente se están consolidando y gozan de gran impacto técnicas como el cultivo de células vegetales y
animales, y los anticuerpos monoclonales. Como consecuencia del desarrollo de la ingeniería genética y la biología molecular de las proteínas, también se está abriendo el horizonte de la ingeniería de proteínas. Se tienden a dividir los avances y aun las aplicaciones de la biotecnología en grupos de acuerdo con estos distintos periodos de su desarrollo. Asi se tendría primeramente a la biotecnología de primera generación tradicional, que cubre a procesos como la elaboración de bebidas alcohólicas, vinagre, productos lácteos, y alimentos fermentados tradicionales etc. La nueva biotecnología o de cuarta generación surge en la segunda mitad de la década de los setenta, fundamentalmente con la ingeniería genética, pero dentro de la cual también se incluyen los desarrollos del cultivo de tejidos y los anticuerpos monoclonales. En resumen, podemos señalar que la biotecnología se inicio como ciencia en la era de Pasteur y como industria a partir de la primera mitad del siglo xx.
En esta tabla podemos observar el desarrollo histórico de las generaciones de la biotecnología en el proceso de dos productos alimenticios tradicionales. Etapa Primera generación
Queso
Segunda generación
Tercera generación
Uso empírico de bacterias lácticas. Uso empírico de quimosina. Aislamiento y uso de bacterias lácticas. Extracción, purificación, y caracterización de la quimosina. Propagación masiva de bacterias lácticas. Selección de cultivos
Cerveza
Uso empírico de levaduras. Proceso empírico de malteado. Uso de cultivos puros de levaduras. Esclarecimiento de la naturaleza enzimática del malteado. Uso de papaína para la clarificación en frio. Mejor control de la fermentación. Fermentación continúa
lácticos mejorados. Sustitución de quimosina por proteasas microbianas producidas en gran escala.
Cuarta generación
Tecnología del ADN recombinante para la producción de quimosina y mejoramiento de bacterias lácticas. Utilización optima de enzimas y microorganismos para la maduración acelerada y generación de sabores.
para la producción de cerveza. Producción y uso de amilasas microbianas para sacarificación y de -glucanasas. Uso de enzimas para la producción de cervezas ligeras. Ingeniería Genética para la obtención de levaduras amiloliticas. Ingeniería genética y cultivo de tejidos para el mejoramiento de la cebada. Procesos con microorganismos y encimas inmovilizadas.
B. A partir de la lectura de los artículos “La ingeniería Genética y la Nueva Biotecnología ” y “L a i ngeniería Gené ti ca y l a B iotecnología ”, que se encuentra en el entorno de conocimiento de la Unidad 2. Describa las técnicas y herramientas que se utilizan en la ingeniería genética, a partir de esquemas y ejemplos de aplicación. La ingeniería genética y su tecnología del ADN, es fundamental en la biotecnología moderna. Esta abarca numerosas técnicas y enfoques que pueden ser utilizados en la manipulación genética de animales, plantas y microorganismos. Son muchas y muy variadas las técnicas y herramientas que se utilizan en la Ingeniería Genética y, por supuesto, será imposible describirlas todas aquí, pero el conocimiento de las más importantes puede ayudar a comprender mejor cómo se realiza el trabajo con esta tecnología.
Algunas de las técnicas y herramientas relacionadas con la ingeniería genética:
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ENZIMAS
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VECTORES
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TECNICAS DE TRANSFORMACIÓN GENETICA
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AMPLIFICACIÓ N DEL ADN
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SECUENCIACIÓ N DEL ADN
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INGENIERÍA DE PROTEÍNAS E INGENÍERIA METABÓLICA •
GENÓMICA Y PROTEÓMICA
Las enzimas son las herramientas más utilizadas en Ingeniería Genética y, dentro de estas, las más empleadas son las enzimas de restricción (endonucleasas) que reconocen secuencias específicas de nucleótidos del ADN y producen la rotura de las dos cadenas.
Se denominan vectores a las cadenas de ADN o ARN extracromosómicas que se utilizan para transportar información genética. Los más utilizados son los plásmidos, moléculas de ADN generalmente circulares y de pequeño tamaño en torno a las 5 Kb (5000 pares de bases) de media. En los microorganismos y células aisladas, la transformación a veces se hace mediante procesos naturales como la infección viral, la conjugación o la competencia natural (capacidad natural de internalizar moléculas de ADN), pero lo habitual es hacerlo mediante procesos artificiales, ya sean químicos (sales, polímeros), bioquímicos (enzimas), físicos (electroporación), o mediante combinaciones de éstos.
a erramienta po ymerase c ain reaction , permite copiar mi ones e veces amp i icar el ADN o el ARN gracias a la acción conjunta de una polimerasa termoestable y dos oligonucleótidos (cebadores o primers ) que se anillan en ambos extremos de un fragmento de ADN que se quiere copiar. La secuenciación del ADN es un proceso clave en el desarrollo de la Ingeniería Genética, ya que permite conocer la estructura primaria de los genes y de ello deducir la secuencia de aminoácidos de las proteínas. Las herramientas de la ingeniería de proteínas y de la metabólica se han desarrollado no sólo para ampliar el conocimiento de la Bioquímica, sino que hoy en día mediante estas herramientas se optimizan muchos procesos biocatalíticos para producir compuestos de interés químico y sobre todo farmacéutico. La secuenciación completa de algunos genomas ha permitido desarrollar una nueva herramienta para la Ingeniería Genética denominada ADN-chips (microarrays), que permite analizar en una sola etapa la expresión o la composición de un genoma.
OTRAS TECNICAS RELACIONADAS CON LA INGENIERIA GENETICA SON:
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Elaboración de protocolos para la transformación genética de los organismos huéspedes. Desarrollo de vectores para la introducción de ADN extraño en los organismos huéspedes. Aislamiento de genes de interés o ADN. Caracterización de genes aislados y sus zonas reguladoras. Desarrollo de procedimientos que garanticen una expresión regulada y de alto nivel del gen extraño dentro del organismo huésped. Desarrollo de procedimientos para la integración de los genes extraños en el ADN cromosomal del organismo huésped. Introducción de alteraciones o mutaciones en el gen extraño o su zona de control, a fin de modificar su actividad o su expresión. Síntesis de fragmentos definidos de ADN para ser utilizados ya sea como sondas de ADN, para una mutagénesis específica, o en la síntesis de genes completos.
C. Mire los vídeos sobre clonación microbiana y transgénesis en vegetales (entorno de conocimiento. Unidad 2) y realice un diagrama de flujo, donde se explique paso a paso el procedimiento para realizar dichas técnicas. Di agr ama Clonación M icrobiana
Diagr ama Transgé nesis en Vegetal es
D. A partir de la lectura de I ngeniería Gené ti ca y l a N ueva Biotecnología . Escriba con ejemplos por lo menos cinco formas en las que la Biotecnología y sus técnicas han impactado la industria alimentaria y farmacéutica. El ejemplo, debe estar correctamente descrito en donde se identifique plenamente la influencia de la Biotecnología.
CONCEPTO DE CL ONACIÓN M OLECUL AR
Cuando los investigadores de la genética bacteriana conocieron estas enzimas de reciente caracterización, a principios de los años setenta, se dieron cuenta de algo sumamente importante: si se reasocia un segmento de restricción proveniente de un organismo con otro segmento, generado por la misma enzima pero proveniente de otro organismo, se obtendría una molécula híbrida o quimérica, una molécula de ADN recombinante. De hecho, dado que el ADN de todos los organismos vivientes tiene una naturaleza química idéntica, no deberían existir limitaciones para recombinar el ADN de cualquier origen.
Fuente: http://www.taringa.net/posts/info/975623/Clonacion.html
EL ADN SI NTÉTI CO
El desenvolvimiento de la química orgánica, que precedió al de la biología molecular; había establecido desde tiempo atrás la naturaleza química de los ácidos nucleicos. Se requirió, sin embargo, un periodo relativamente largo para perfeccionar adecuadamente las técnicas para sintetizar el ADN de manera práctica. Las limitaciones de esta técnica sólo permiten sintetizar directamente fragmentos de ADN de un tamaño menor a unas 100 bases, por lo que normalmente se les conoce como oligonucleótidos (o simplemente oligos). De cualquier manera, utilizando las propiedades de hibridación del ADN y de la enzima ADN ligasa, se pueden construir grandes trechos de ADN de doble cadena.
Fuente: http://revistahypatia.org/el-adn-sintetico.html
LA REACCI ÓN EN CADEN A DE POLI M ERASA
Mullis desarrollo aplicaciones para los oligos sintéticos. Concibió entonces la idea de que combinando el uso de los oligos con varios ciclos de replicación in vitro se podía amplificar, es decir; obtener en gran cantidad, un segmento de ADN específico (por ejemplo, un gene en particular). La enzima ADN polimerasa participa en la replicación del ADN para convertir una molécula de ADN de doble cadena en dos moléculas idénticas, la enzima requiere que las cadenas de la molécula inicial se separen, para así tener un molde disponible.
Fuente: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/201529/Exe_201529/Protocolo_y_modulo/leccin_16_reaccin_en_ cadena_de_la_polimerasapcr.html
Además, la enzima requiere un segmento de ADN con un extremo libre, que sirve para cebar o iniciar la reacción de replicación y los nucleótidos precursores. Si se colocan estos sustratos en un tubo de ensayo, la ADN polimerasa puede incorporar uno por uno los nucleótidos correspondientes, es decir, frente a una A en el molde, adicionará T en la cadena creciente; frente a G, C, etc. En realidad, éste concepto era perfectamente conocido y aplicado desde mucho antes de que se concibiera la técnica de la PCR. Lo original de la
idea de la concepción de Mullis fue pensar qué sucedería si se aplica este procedimiento en ciclos sucesivos, en una reacción en cadena. AI SL AM I ENTO DE GENES POR COMPL EM ENTACI ÓN
Los primeros genes microbianos fueron aislados mediante el principio de la complementación. Este procedimiento se fundamenta en el trabajo previo de los genetistas que, desde mucho tiempo atrás, habían caracterizado indirectamente a los genes. El trabajo clásico en genética microbiana implicaba el aislamiento y caracterización de bacterias mutantes, es decir, variantes que se generan espontáneamente o por un tratamiento químico o físico.
Fuente: http://colegioamerica.edu.uy/MATERIAL/BIOLOGIA/INGENIERIA%20GENETICA.pdf
En los albores del ADN recombinante, aun este método directo y simple adolecía de un buen número de dificultades técnicas. Desde que se disponía de la clona con el gene de interés, hasta que se determinaba su secuencia nucleotídica, podían pasar muchos meses. Hoy día, el aislamiento y secuenciación de un gene microbiano puede ser una tarea de unas cuantas semanas. DI SEÑO RACIONAL DE DROGAS
La conversión de los anticuerpos monoclonales en herramientas catalíticas incrementara sustancialmente el mercado de enzimas en la industria farmacéutica. Los mini anticuerpos tendrán una gran repercusión en la química de purificación, en las técnicas de localización radioquímica de procesos patológicos y abrirá nuevas opciones de desarrollo terapéuticos. La posibilidad de cambiar las características fisicoquímicas de las proteínas permitirá el diseño de encimas capaces de funcionar eficientemente en condiciones de temperaturas diversas, concentraciones de protones, tensión iónica, presión atmosférica, exceso de concentración de producto y en solventes orgánicos, y esto permitirá su uso creciente como catalizadores en la industria química.
Fuente: http://slideplayer.es/slide/101734/
El diseño racional de drogas, es simplemente la extensión del conocimiento generado por la biología molecular. Las drogas y los agentes patógenos interactúan con proteínas o con ácidos nucleicos celulares. Por lo tanto, a medida que se vayan identificando y conociendo químicamente las estructuras responsables de las susceptibilidades a infecciones y de los comportamientos bioquímicos anormales que inducen los cuadros patológicos, se dispondrá de la posibilidad de diseñar ligandos que regulen sus funciones de una manera específica.
E. En qué medida difieren las platas y los animales transgénicos de las plantas y animales modificados mediante técnicas de cultivo o crías convencionales? Utilice por lo menos tres ejemplos para explicar las diferencias. y realice un análisis de las ventajas y desventajas de utilizar cada una de ellas.
En el caso de los animales, la situación no admite comparación con las plantas, pues los planteamientos y objetivos que se persiguen son completamente diferentes. En este caso, a los problemas de tipo científico o técnico (en los mamíferos los genes tienen
que ser inyectados directamente en el núcleo del óvulo fertilizado,
incorporándose en los cromosomas, implantándose después el cigoto en hembras receptivas), se suman otros de tipo ético, social o sanitarios, que son particularmente complejos.
La planta transgénica contiene uno o más genes que han sido insertados en forma artificial en lugar de que la planta los adquiera mediante la polinización. La secuencia génica insertada (llamada el transgen) puede provenir de otra planta no emparentada o de una especie por completo diferente: por ejemplo, el maíz Bt, que produce su propio insecticida, contiene un gen de una bacteria. Las plantas que tienen transgenes a menudo son llamadas genéticamente modificadas o cultivos GM, si bien en realidad todos los cultivos han sido genéticamente modificados con respecto a su estado silvestre original
mediante la domesticación, la selección y el mejoramiento controlado a través de períodos prolongados.
Animales transgénicos: Cabras y ovejas Se han obtenido ovejas portadoras del gen humano que codifica la proteína antitripsina, la cual es sintetizada en grandes cantidades en la glándula mamaria de estos animales, esta sustancia es requerida por personas que padecen de enfisema hereditario, igualmente se han obtenido ovejas portadoras del gen humano que codifica el factor VIII y IX de la coagulación (antihemofílico); también se han obtenido cabras a las cuales se les ha incorporado información genética humana para que sinteticen en su ubre el activador tisular de plasminógeno, sustancia involucrada en los mecanismos y tratamiento de la trombosis, y la lisozima, proteína natural antimicrobiana presente en la leche humana.
Ventajas y desventaj as de las plantas y l os ani mal es tr ansgé ni cos Ventajas: Algunos alimentos transgénicos han sido modificados para hacerlos más
resistentes a las plagas de insectos. Una bacteria tóxica puede ser añadida a los cultivos para hacerlos repelentes de insectos, y aún segura para el consumo humano. Desventajas: Los alimentos transgénicos pueden presentar riesgos significativos de alergia
para las personas. La modificación genética a menudo mezcla o añade proteínas no originales a la planta o animal, provocando nuevas reacciones alérgicas en el cuerpo humano.
Ventajas y desventaj as de las plan tas y los animal es modi ficados mediante té cni cas convencionales. Ventajas: Poseen una calidad superior por estar libres de aditivos, tóxicos y químicos. Las
plantas y los animales son más nutritivos, por respetar los tiempos naturales de reproducción permitiendo que los nutrientes de la tierra se sinteticen. Desventajas: La principal desventaja es que se requiere de un proceso más largo y de
mucho más cuidado, en comparación con los transgénicos; ya que al no utilizar ningún producto químico necesitan de cuidados especiales.
ACTIVIDAD 2 Realice una ponencia científica: En el Blog sobre alimentos transgénicos, (que se encuentra en el entorno de conocimiento de la unidad 2) encontrará diferentes recursos como videos y artículos que contextualicen la situación de los alimentos transgénicos. Con base a estos documentos y los conceptos estudiados en el cuestionario de fundamentación. Responda con argumentos científicos la siguiente pregunta ¿Es conveni ente el cul ti vo de alimentos transgé nicos en Col ombia? Realice su ponencia argumentada teniendo cuenta
las connotaciones científicas, sociales, económicas y nutricionales, del uso de esta nueva tecnología en la industria alimentaria. ¿Es conveni ente el cul ti vo de alimentos tr ansgé ni cos en Col ombi a?
Aun que esta clase de alimentos es cultivado en casi 20 departamentos del país, no es conveniente ya que esto genera un riesgo para la salud del consumidor a un sin necesidad alguna ya que contamos con una excelente biodiversidad, la que nos permite cultivar de manera orgánica y así evitar un fuerte impacto en la economía y a que los agricultores sean llevados a la ruina reduciendo las limitadas posibilidades de supervivencia del campo.
MARCO TEORICO
Los alimentos transgénicos o alimentos genéticamente modificados son aquellos a los que se les ha introducido uno o más genes de una o más especies, con el objeto que se exprese en el alimento las características del nuevo gen introducido. Colombia posee características ecológicas, geográficas y culturales, que le proporcionan potencialidades y posibilidades para su desarrollo. Es el segundo país con mayor biodiversidad del planeta, se calcula que posee el 10% de la biodiversidad mundial, unas 45.000 especies vegetales y una gran variedad de especies animales. Posee prácticamente todos los climas y es uno de los países con mayores fuentes de recursos hídricos, presentes en ecosistemas marinos como terrestres, especialmente ubicados en 27 humedales complejos de las regiones Caribe, Andina, Pacífica, Orinoquía y Amazonía, lo que no es conveniente para nuestro país que se estén desarrollando productos que nos promuevan un segundo efecto como los son los alimentos modificados aun cuando cuenta con todos los recursos para cultivar productos orgánicos.
RESUMEN
La tecnología transgénica en la agricultura se ha visto recientemente implicada en un intenso debate entre dos corrientes opuestas. Algunas organizaciones no gubernamentales (ONG) consideran esta tecnología como de alto riesgo para la salud, el ambiente y la economía de los países no desarrollados. Por el contrario, la comunidad científica ha respaldado públicamente esta tecnología asegurando que la clave para su aceptación es la educación. Aunque los alimentos genéticamente modificados (GM) poseen el potencial de proveer beneficios en calidad alimentaria, salud y ambiente, es necesario considerarlos
dentro de estrictos protocolos de bioseguridad. No obstante la ausencia de evidencias acerca de que los alimentos transgénicos son más peligrosos para la salud que los alimentos convencionales, aquellos transgénicos deben ser examinados con las metodologías científicas más rigurosas disponibles. Esta revisión se centra en el efecto potencial de los alimentos transgénicos sobre la salud humana. A. Plantee la Hipótesis:
Alimentos transgénicos, un peligro para la salud y un perjuicio para el agricultor y su campo. B. Establezca la Garantía:
Colombia depende de alimentos básicos importados, siendo Estados Unidos, Canadá y Argentina los principales proveedores de maíz y soja. Esta apertura a las importaciones ha tenido un fuerte impacto en la economía nacional, ya que ha producido un gran desabastecimiento de alimentos junto con la pérdida de los sistemas de producción nacional, especialmente de los pequeños agricultores, que los ha llevado a la ruina y ha reducido las limitadas posibilidades de supervivencia del campo. Estos agricultores son los que históricamente han sustentado gran parte de la seguridad alimentaria del país: sí tomamos toda el área cultivada para el 2000, los pequeños agricultores sembraron el 80% del área del maíz, el 89% de la caña panelera, el 89% del Fríjol, el 75.5% de las hortalizas y el 86% de la yuca. A partir del 2002, el gobierno colombiano para reactivar el sector agrícola ha propuesto como estrategia fundamental la introducción de cultivos transgénicos. Esta estrategia responde más a los intereses de una industria que a los del país, desconociendo por completo que la crisis agrícola no sólo se debe al uso de una determinada tecnología o al
tipo de semillas, sino a la existencia de causas estructurales y políticas de tipo económico y social. Así, los problemas de fondo se deben buscar en aspectos como los subsidios de los países del Norte, los aranceles, el mercado interno y externo y las políticas erróneas de fomento agrícola. Así mismo, es importante tener en cuenta las limitaciones ambientales y productivas que presenta el país para el desarrollo de modelos de agricultura mecanizados que pretenden ser extrapolados a las zonas de economía campesina. Los alimentos transgénicos no son un peligro futuro. Son una amenaza presente, muy cercana y en expansión, especialmente en nuestro país, Los riesgos sanitarios a largo plazo debidos al consumo de transgénicos no han podido ser evaluados correctamente. Se sospecha que pueden provocarnos nuevas alergias, tumores cancerígenos o hacernos resistentes
a
los
antibióticos.
Tomado
de:
http://blogs.20minutos.es/cronicaverde/2009/01/21/aapor-quao-son-peligrososalimentos-transgaonicos/.
Opiniones Opuestas
Por esto, es que diversas organizaciones ambientalistas y ecologistas claman en favor de la agricultura biológica y orgánica, y promueven los alimentos de calidad que no aplican modificaciones o alteraciones genéticas, o utilizan agroquímicos y/o agro tóxicos para su crecimiento. Dada la corta historia de este tremendo avance tecnológico, existe poca legislación que controle o regule la utilización de esta ciencia. Al respecto, una de las pocas condiciones que se deben cumplir son las de respetar una directiva europea de 1997 que obliga a que los productos transgénicos:
Demuestren ser necesarios y útiles, Sean seguros para la salud humana y el medio ambiente, Que sus características sean las declaradas y se mantengan a través del tiempo, Que posean un etiquetado detallado que especifique si el producto está modificado genéticamente. C. Analice la Evidencia: Alergeni cidad por consumo de tr ansgé ni cos
Alrededor del 1 al 2 % de los adultos y cerca del 5 al 6 % de los niños presentan reacciones alérgicas a los alimentos, aunque en estos últimos, muchas de las alergias desaparecen espontáneamente en la adolescencia. Casi la totalidad de los alérgenos conocidos son proteínas y aproximadamente el 90 % de las alergias inducidas por alimentos corresponde al maní, la soya, vegetales, frutas, leche, huevos, cereales, nueces, algunos pescados y mariscos. La lista detallada de alimentos que contienen alérgenos incluye el trigo, el arroz, la papa, la cebada, el banano, el fríjol, el apio, el kiwi, el maíz, la oliva, la papaya, la pina, el tomate, entre muchos otros; todos ellos modificados genéticamente por los métodos convencionales de cruzamiento y selección, y contra los cuales no hay ninguna objeción. En forma general, la reacción alérgica no es causada por el alimento en su conjunto, sino por alguna o algunas proteínas presentes en él, o aún por fragmentos de estas proteínas, llamadas epitopes alergénicos. Recientemente se difundió por los medios que se había producido una reacción alérgica en individuos que habían ingerido tacos preparados con maíz transgénico "Starlink", el cual expresa el transgen que codifica para la proteína Cry9C de Bacillus thuringiensis, una variante de las toxinas Bt insecticidas, las cuales incluyen la Cry1A, comercialmente utilizada durante los últimos cuarenta años como control biológico. De acuerdo con el
reporte del CDC (Center for Disease Control) de Atlanta, después de un análisis sistemático en 28 de las personas que habían declarado haber experimentado efectos adversos después de comer productos con maíz que contenía la proteína Cry9C, no se confirmó ninguna relación entre esta proteína y alguna manifestación clínica de alergia o producción de cantidades detectables de IgE específica contra Cry9C. La IgE es la inmunoglobulina o anticuerpo cuya producción es disparada específicamente en las reacciones alérgicas. Con la misma tecnología convencional de modificación genética por cruces, se obtuvo una variedad de apio resistente a Fusarium, la cual estuvo a punto de ser comercializada cuando se evidenció que causaba dermatitis de contacto severa en los trabajadores del campo. La causa de la dermatitis, y probablemente de la resistencia a Fusarium, fue su alto contenido de furanocumarinas lineales. (Royal Society. (2002). Genetically modified plañís for food use and human health-an update. Royal Society: London). L os Ri esgos Potenci ales
¿Es posible precisar y dar un nombre a los riegos asociados al consumo de alimentos transgénicos? Sí. Pueden enumerarse algunos riesgos, lo cual no implica que existan suficientes evidencias científicas. Esto último se debe, como se explicará posteriormente, a que son muy pocos los estudios científicos divulgados sobre el efecto del consumo de alimentos transgénicos en la salud humana. Sin embargo, la falta de suficientes evidencias científicas no debe interpretarse como ausencia de riesgo. Los riesgos potenciales son reales y requieren investigarse. A continuación se enunciarán los principales temores: 1.
Proteínas
“novedosas”
causantes
de
procesos
alérgicos.
Los alérgenos alimentarios más comunes son los productos con alto contenido de proteína,
sobre todo, los de origen vegetal o marino. Uno de los riesgos para la salud asociado a los alimentos transgénicos es la aparición de nuevas alergias, ya que estos alimentos introducen en la cadena alimentaria nuevas proteínas que nunca antes habíamos comido. Si la proteína es un enzima, pueden ocurrir importantes cambios en el metabolismo de la célula y ello puede formar de nuevo sustancias tóxicas y alergénicas. 2.
Producción
de
sustancias
tóxicas
o
efectos
no
esperados.
Este temor está directamente relacionado con la incertidumbre del método. Existe el riesgo de que la inserción azarosa del transgén en el genoma del organismo a transformar conduzca al “encendido” o “apagado” de genes aledaños a la inserción. Si así ocurre,
pueden generarse procesos desconocidos que conduzcan a la aparición de toxicidad. Para evaluar estos riesgos, son requeridos ensayos de toxicidad, los cuales implican la experimentación con animales de laboratorio a corto, mediano y largo plazo. 3.
Resistencia
a
los
antibióticos
y
transferencia
horizontal
de
genes.
El empleo de marcadores de resistencia a antibióticos en el proceso de desarrollo de cultivos transgénicos ha despertado inquietudes acerca de la posibilidad de que estos cultivos promuevan la pérdida de nuestra capacidad de tratar las enfermedades con medicamentos antibióticos. Ello se debe a que existe la posibilidad de “transferencia horizontal” de un gen de resistencia a antibiótico proveniente de un alimento transgénico a
los microorganismos que normalmente se alojan en nuestra boca, estómago e intestinos, o a bacterias que ingerimos junto con los alimentos. Si estos microorganismos adquieren el gen de resistencia a antibióticos, sobrevivirán a una dosis oral de un medicamento antibiótico, lo
que
hará
difícil
el
tratamiento
de
ciertas
enfermedades. Tomado
http://www.revista.unam.mx/vol.10/num4/art24/int24-3.htm
de:
D. Respalde la Garantía: Los anteriores hechos imponen que las nuevas variedades de cultivos, tanto las obtenidas de forma convencional como las transgénicas, deben ser exhaustivamente examinadas en el contexto toxicológico y nutricional. De hecho, a este respecto, los alimentos derivados de plantas transgénicas son valorados en cumplimiento de guías que incluyen la composición, su preparación y el papel que tienen en la dieta. Los nuevos alimentos se comparan con sus contrapartes tradicionales y los datos tienen en cuenta los efectos de su almacenamiento, procesamiento y cocción. Se presta especial atención a las características fisiológicas particulares y a los requerimientos metabólicos de grupos vulnerables, tales como los niños, las embarazadas, la mujer lactante, los ancianos y aquellos con enfermedades crónicas.
E. Encuentre las Posibles Excepciones Existe fuerte evidencia de que estos elementos transponibles se han transferido de una especie a otra durante la evolución. Por lo tanto, se considera improbable que la movilización accidental de elementos transponibles durante la producción de una planta transgénica pudiera tener amplio impacto sobre la biología de los humanos, animales o plantas, en comparación con lo que ha venido sucediendo en la naturaleza. De nuevo, cuando se ingieren los alimentos de origen animal, vegetal o bacteriano lo están haciendo con todos los elementos transponibles que ellos contienen y muy comúnmente el promotor del CaMV. De igual manera, se concluye que los riesgos para la salud humana relacionados con el uso de secuencias específicas virales de DNA en las plantas transgénicas son despreciables, pero la ciencia en este tema sigue siendo incierta, aun cuando en ciertos experimentos revelan el impacto y las consecuencias que estos alimentos provocan a la economía social y a la salud del consumidor.
Los detractores de la tecnología transgénica en la agricultura invocan el principio de precaución, enfatizando que hasta tanto no se establezca que la probabilidad de ocasionar un impacto indeseado al ambiente, la salud o las economías campesinas sea cero, esta tecnología
debe
ser
proscrita
de
la
faz
de
la
tierra.
Tomado
de:
http://www.revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/30103/30295 Adelanto a un a posibl e refu tación:
Más que grandes corporaciones biotecnológicas “luchando” por erradicar el hambre en el mundo, necesitamos científicos responsables y comprometidos con las sociedades actuales, amenazadas por el cambio climático e inmerso en una severa crisis alimentaria y financiera. Hoy más que nunca resultan indispensables políticas agropecuarias encaminadas a garantizar la soberanía y seguridad alimentaria de los pueblos que padecen hambre. La primera evaluación mundial independiente de ciencia y tecnología agrícolas, aprobada por 58 gobiernos en abr il de 2008, advierte que el mundo no puede depender de “reparaciones tecnológicas”, como los cultivos transgénicos, para resolver problemas sistémicos de
pobreza, hambre y crisis ambiental persistente. No se trata solamente de un problema de producción de alimentos, es sobre todo, un problema de acceso a los mismos y justicia social. He aquí el gran reto de la comunidad científica contemporánea en colaboración con todos los sectores de la sociedad, incluidos los consumidores, los pequeños productores y los campesinos.
F. Concluya. Ratifique la Hipótesis Escogida:
Los conocimientos actuales son insuficientes para evaluar los beneficios y riesgos de los alimentos transgénicos, especialmente a la luz de las consecuencias a largo plazo que estas tecnologías puedan tener no sólo en la salud humana, sino en el medio ambiente y en la vida de los pequeños productores.
Como ingeniero de alimentos estoy en contra de los alimentos transgénicos – modificados, ya que es un tema que se ha abordado a lo largo de muchos años y aunque estudios revelan que son seguros para el consumo humano y no afectan el ámbito social y económico del campo, otros estudios dicen total mente lo contrario, lo cual no se revela totalmente que sean alimentos totalmente inocuos, a diferencia de los alimentos orgánicos a los que estamos acostumbrados a consumir y a ver en nuestros campos.
Ante ciertas evidencias científicas de posibles efectos adversos sobre la salud humana como consecuencia del consumo de alimentos transgénicos, estudios independientes en el ámbito científico internacional son impostergables. Se requieren métodos y conceptos nuevos para analizar las diferencias de origen toxicológico, metabólico y nutricional entre los alimentos transgénicos y sus equivalentes convencionales.
A un que estudios revelan que las plantas transgénicas modificadas para uso en alimentos, ofrecen grandes beneficios potenciales en la agricultura, la calidad de los alimentos, la nutrición y la salud, pero varios aspectos de esta tecnología requieren consideración especial.
Estas consideraciones abarcan la seguridad para el consumo humano y animal así como sus posibles efectos ambientales, lo cual debe ser abordado dentro de protocolos de bioseguridad, con una creciente rigurosidad científica.
