Ingeniería genética en agricultura ( 3 de BGU) Realiza un mapa mental

Mediante la ingeniería genética han podido modificarse las características de gran cantidad de plantas para hacerlas más útiles al hombre, son las llamadas plantas transgénicas. Las primeras plantas obtenidas mediante estas técnicas fueron un tipo de tomates, en los que sus frutos tardan en madurar algunas semanas después de haber sido cosechados.
Recondando que la célula vegetal posee una rígida pared celular, lo primero que hay que hacer es obtener protoplastos (los protoplastos son células desprovistas de pared celular, que se consigue empleando enzimas que destruyen la lámina media y desorganizan la parte de celulosa).
Vamos a ver las técnicas de modificación genética en cultivos celulares. Estas células pueden someterse a tratamientos que modifiquen su patrimonio genético. Las técnicas se clasifican en directas e indirectas.

Entre las técnicas indirectas cabe destacar la transformación de células mediada por Agrobacterium tumefaciens.
Esta bacteria puede considerarse como el primer ingeniero genético, por su particular biología.

Biología de Agrobacterium tumefaciens Esta bacteria, presente en el suelo, es patógena de muchas plantas a las que produce un tumor conocido como "agalla de cuello". Penetra en los tejidos vegetales causando una proliferación celular. Durante el contacto con las células vegetales la bacteria transfiere a las células vegetales un plásmido llamado Ti (inductor de tumores). Este plásmido se integra en el ADN del cromosoma de la célula vegetal. Este plásmido transferido o T-ADN contiene los genes oncogénicos (onc) cuya expresión provoca una mayor producción de hormonas de crecimiento, éstas son las que inducen las divisiones celulares que dan origen a la formación del tumor o agalla.

Este fenómeno natural es empleado para utilizar a la bacteria Agrobacterium tumefaciens como vector de los genes que se desean introducir en una célula vegetal, con lo que se transforma dicha célula, la cual puede regenerar, por micropropagación, una planta entera que será transgénica.

Agrobacterium: un precursor natural de los biotecnólogos La bacteria Agrobacterium tumefaciens contiene como ya vimos en un punto anterior, un plásmido Ti, que contiene los genes responsables de su virulencia, llamados genes onc. Cuando la bacteria infecta a la planta, provocando en ella un tumor, una parte del plásmido Ti, llamada T-ADN, que contiene los genes onc, es transferida al núcleo de la célula vegetal y se inserta en un cromosoma de la planta. De esta manera, la bacteria modifica la información genética de la planta, añadiéndole los genes onc. Agrobacterium se comporta , de esta forma, como un ingeniero genético natural. Si en el plásmido Ti se eliminan artificialmente los genes onc y se sustituyen por otros genes que interese clonar, se habrá obtenido un sistema muy eficaz para introducir ADN interesante a la planta, al mismo tiempo que se habrá evitado la aparición de la enfermedad.

Plantas que se iluminan En la transfección vegetal con Agrobacterium se ha ensayado un marcador inusual: el gen de la enzima luciferasa, de las luciérnagas. El sustrato de esta enzima es una proteina llamada luciferina, que con ATP y oxígeno desprende luz. Plásmidos Ti con este marcador, se transfirieron a células de tabaco, con las que se formaron nuevas plantas. Las nuevas plantas obtenidas se regaron en la oscuridad con agua y luciferina disuelta. El resultado fue sorprendente: las plantas se iluminaron como si fuesen unas bombillas de poca potencia o un dibujo de un anuncio fluorescente.

Entre las técnicas directas, se pueden citar la electroporación, microinyección, liposomas y métodos químicos. PLANTAS TRANSGÉNICAS
Entre los principales caracteres que se han transferido a vegetales o se han ensayado en su transfección, merecen destacarse:

• Resistencia a herbicidas, a insectos y a enfermedades microbianas.
  Ya se dispone de semillas de algodón, que son insensibles a herbicidas. Para la resistencia a los insectos se utilizan cepas de Bacillus thuringiensis que producen una toxina (toxina - Bt) dañina para las larvas de muchos insectos, de modo que no pueden desarrollarse sobre las plantas transgénicas con este gen. Respecto a los virus se ha demostrado que las plantas transgénicas con el gen de la proteina de la cápsida de un virus, son resistentes a la invasión de dicho virus.
• Incremento del rendimiento fotosintético
  Para ello se transfieren los genes de la ruta fotosintética de plantas C₄ que es más eficiente.
• Mejora en la calidad de los productos agrícolas
  Tal es el caso de la colza y la soja transgénicas que producen aceites modificados, que no contienen los caracteres indeseables de las plantas comunes.
• Síntesis de productos de interés comercial
  Existen ya plantas transgénicas que producen anticuerpos animales, interferón, e incluso elementos de un poliéster destinado a la fabricación de plásticos biodegradables
• Asimilación de nitrógeno atmosférico
  Aunque no hay resultados, se ensaya la transfección del gen nif responsable de la nitrogenasa, existente en microorganismos fijadores de nitrógeno, y que permitiría a las plantas que hospedasen dicho gen, crecer sin necesidad de nitratos o abonos nitrogenados, aumentando la síntesis de proteinas de modo espectacular.