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BIOQUÍMICA Y FISIOLOGIAVEGETAL
FISIOLOGÍA VEGETAL
• Ciencia que estudia el funcionamiento de las plantas, cómo se integran los diversos procesos físicos y químicos en el espacio y en el tiempo y cómo los modula el medio para llevar a buen término el desarrollo de las mismas. (Revilla y Zarra, 2008).
UTILIZACION DE LAS PLANTAS POR EL HOMBRE
• Alimento
• Vestido
• Material de construcción
• Fuente de energía
• Ornamento
• Obtención de productos medicinales
CONOCIMIENTO DE LAS PLANTAS DESDE DIVERSOS PUNTOS DE
VISTA• Molecular
• Celular
• Organismo
• Poblaciones
• Comunidades
• Ecosistemas
RESULTADOS
• Diseño de estrategias más perfeccionadas para aumentar su producción y mejorar su calidad.
• Proporcionar soluciones a problemas de nuestra era: escacez de alimentos, agotamiento de reservas combustibles fósiles y escasez de agua.
PROBLEMAS→SOLUCIONES• Aumento de CO2 → Conversión del CO2
en biomasa mediante la fotosíntesis → mayor producción de biomasa → combustibles renovables utilizables: Etanol.
• Extensión de las tierras cultivables aumentando la eficiencia de las plantas en la utilización del agua.
• Mejorar el aprovechamiento de los residuos agrícolas.
LA FISIOLOGÍA VEGETAL EN EL SIGLO XXI
• Necesidad de conocer mejor el funcionamiento de las plantas para poder predecir lo más exactamente posible su respuesta ante cualquier manipulación genética o perturbación ambiental.
IMPORTANCIA DE LOS ESTUDIOS SOBRE BIOLOGÍA MOLECULAR DE PLANTAS
• Obtención de datos sobre el genoma
• Obtención de datos sobre el proteoma
• Datos sobre el metaboloma de diversas especies en diferentes ambientes y estados de desarrollo
IMPORTANCIA DE LOS ESTUDIOS SOBRE BIOLOGÍA MOLECULAR DE PLANTAS
• Disposición de la secuencia completa del genoma del arroz, álamo, Arabidopsis → permite usarlas como plantas modelo.
IMPORTANCIA DE LOS ESTUDIOS SOBRE BIOLOGÍA MOLECULAR DE PLANTAS
• Aplicación de una nueva metodología basada en la teoría de sistemas.
• Enfoque que tiene en cuenta no sólo los componentes del organismo, sino sobre todo, su interacción con el medio y con otros organismos.
BIOLOGÍA DE SISTEMAS
• El estudio de un organismo contemplado como una red integrada de genes, proteínas y reacciones bioquímicas que interaccionan y caracterizan al organismo vivo.
• Será posible establecer modelos que permitan predecir el comportamiento de las plantas durante su ciclo vital y frente a diferentes factores externos.
BIOTECNOLOGÍA VEGETAL
• BIOTECNOLOGÍA.- Conjunto de técnicas que utilizan organismos vivos o partes de ellos para obtener productos o modificarlos, para mejorar plantas o animales o para desarrollar microoganismos con fines bien determinados.
APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA VEGETAL
• Elaboración de cerveza por los babilonios (6 000 años A.C.)
• Fabricación de nuevas medicinas
• Terapia génica
• Producción de plantas transgénicas gracias al desarrollo de la ingeniería genética.
ALGO DE HISTORIAwww.agrobiomexico.org.mx
• 8 000 A.C. El hombre domestica al ganado y los cultivos. Cultivo de papa
• 4000-2000 A.C. Producción de pan y cerveza usando levaduras (Egipto y Mesopotamia)
• 100 D.C. Primer insecticida natural a partir del crisantemo en China.
MÁS HISTORIA• 1590 Jansen inventa el microscopio• 1663 Hooke descubre las células• 1830 Descubrimiento de las proteínas• 1833 Descubrimiento y aislamiento de la
primera enzima• 1835-1855 Schneiden y Schwan proponen
que todos los organismos se componen de células. Viichow declara que “toda célula viene de otra célula”
CONTINUA LA HISTORIA
• 1857 Pasteur identifica a los microbios como causa de la fermentación
• 1859 Le evolución se convierte en el principio unificador fundamental de la biología. Charles Darwin “La Selección Natural”
• 1865 Nacimiento de la genética como ciencia. Gregor Mendel descubre las leyes de la herencia
AÚN HAY MÁS HISTORIA
• 1870-1890 Los mejoradores vegetales realizan cruzamientos de plantas de algodón y desarrollan variedades.
• Se inoculan pro vez primera, los campos con bacterias fijadoras de nitrógeno.
• Se produce el primer maíz híbrido experimental
MÁS DESCUBRIMIENTOS
• 1928 Descubrimiento de las propiedades antibióticas de la penicilina: Alexander Fleming.
• Desarrollo de la metodología de hibridación vegetal: Laibach
• 1944 Se demuestra que el ADN porta información genética
• 1953 Descubrimiento de la doble hélice del ADN: Watson y Crick
MÁS HISTORIA
• 1970 –Hasta nuestros días siguen los avances en la biología molecular
• 1989 Inicio del proyecto GENOMA VEGETAL
• 1995 Primera aprobación de comercialización de un alimento biotecnológico en México: tomate de maduración retardada
CULTIVOS TRANSGÉNICOS
• Introducción de un DNA foráneo en el genoma de las células de las plantas.
• Este DNA se expresa y confiere a la planta caractéres nuevos que antes no poseía.
BENEFICIOS
• Mejora genética de las plantas.
• Investigación de los mecanismos que controlan su desarrollo y sus respuestas a factores de estrés biótico y abiótico.
INGENIERÍA GENÉTICA
• Conjunto de técnicas que permiten manipular el DNA, es decir, aislar genes, descifrarlos, modificarlos y devolverlos a una célula viva del mismo tipo o distinto del original.
• Descubrimiento de la estructura del DNA en 1953 por Watson y Crick → Desarrollo de la ingeniería genética en los 70’s → nueva o moderna biotecnología.
BENEFICIOS
• Sector salud humana y animal: producción de vacunas, medicinas.
• Agricultura: mejoramiento de cultivos resistentes a enfermedades, con mayor vida de almacenamiento.
• Alimentación: conocimiento sobre propiedades funcionales, inocuidad alimentaria.
MITOS Y REALIDADES DE LABIOTECNOLOGÍA
• El maíz genéticamente modificado NO afecta a las mariposas monarca
• Los alimentos transgénicos aprobados son inocuos
• El maíz transgénico en México siempre ha estado bajo fuerte selección artificial y no natural, i.e., desde hace más de 6000 años por los primeros pobladores
PROMULGACIÓN DE LA LEYDE BIOSEGURIDAD Y ORGANISMOS GENÉTICAMENTE MODIFICADOS EN
MÉXICO
• 4 DE MAYO DEL 2011
• Importante instrumento para lograr el tránsito de una nación generadora de conocimiento hacia un país productor de tecnología y de material biológico.
• Ley inmersa en gran polémica.
INSTITUCIONES PARTICIPANTES
• UAM
• UNAM
• IPN
• CINVESTAV
• CICY
• INSTITUTOS TECNOLÓGICOS
• UdG
EJEMPLOS
• El hallazgo de un compuesto anticoagulante en la saliva de los vampiros.
• Microorganismos capaces de degradar una amplia gama de compuestos contaminantes como grasas, detergentes, plásticos, plaguicidas.
• Elaboración de compuestos antiveneno alacránico, anticrotálicos, vacunas.