Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Manipulación Genética de Plantas, Caja de herramientas de análisis y base…
Manipulación Genética de Plantas
Fenotipos que se activan y desactivan según la °T.
En
Arabidopsis
las partes que componen la planta pueden tener un mayor contenido de fibras o tamaño a la exposición a relativamente altas °T
Algunos de los genes que son estudiados son:
agamus (as)
apelata2 (ap2)
apetala3 (ap3)
Pistillata(pi)
Los cuales actuarían en la morfología de la flor, desde solo un pétalo hasta la modificación total de esta, sirven para diferenciar, podría usarse para activar y desactivar fenotipo según sea el contexto.
Los genotipos de igual manera son heredables, pero los fenotipos solo expresados en condiciones de estrés, temperatura y/o bajo ciertos sustratos. En condiciones normales tal vez no se puedan percibir.
beneficios del uso de arabidopsis
El beneficio de la utilización de arabidopsis es el tamaño génico que contiene 10 veces menos que la estructura humana
El crecimiento de arabidopsis es mucho menos que el resto de plantas que son potencialmente utilizadas en pruebas
Una aplicación generada por esta planta es la producción de arroz naranja que contiene carotenoides por falta a de en la dieta de algunos individuos.
Produce un enorme número de semillas que permanecen viables por un tiempo prolongado
Al ser modificado por plásmidos Ti y mantener el gen de interés de forma estable son fácilmente modificables y estudiables
Por su reproducción autógama se pueden obtener un gran número de organismos a partir de uno solo
El tamaño de la planta arabidopsis es de 20-30cm la más grande
Resistencia adquirida en Arabidopsis
La resistencia adquirida a patógenos es diferente a la heredada, esta se induce por la supervivencia a una infección necrótica.
Una vez inoculada e inducida se puede volver resistente a una amplia gama de patógenos.
Arabidopsis cuenta con un rápido tiempo de generación y un genoma relativamente pequeño para plantas superiores, lo cual ha permitido mapearlo y servir como modelo sistemático.
Expresión genética asociada con resistencia adquirida.
Se examina la expresión genética correspondiente al ADNc (post-alteraciones) en plantas tratadas con agentes para inducir resistencia; las plantas son foliadas con ácido dicloroisonicotinico para la obtención de una muestra que se somete a electroforesis y separar el material genético presente, para su posterior examinación.
Estas inoculaciones radican en alteraciones bioquímicas y genéticas dando lugar a adecuaciones a nivel biológico-molecular y por lo tanto resistencias.
Una
aplicación
sería el uso de genes de resistencia a un cierto tipo de plaga, que funcionen creando una proteína toxica para la plaga, cuando la planta se sienta atacada o en condiciones de estrés
Primero se colocaría un gen de resistencia a alguna sustancia generalmente toxica para otras plantas, el gen que tenga dicho sistema para defenderse de la plaga y el gen GUS que sirve para dar una coloración verde oscuro y sea de fácil identificación.
Se germinaría las semillas junto a la sustancia toxica, de estas plantas se descartarían las que no presenten el sistema de defensa y la coloración verde.
Esta sustancia inhibe el desarrollo de las demás plantas que no han sido modificadas con ese gen de resistencia.
El sistema de defensa de la planta podría ser activado con algún metabolito que cree la plaga cuando este alimentándose o alguna sustancia que entre en contacto con la planta y esta le afecte.
GENÓMICA
La edición genómica permite que los objetivos de mejoramiento se logren más rápido y con más precisión que nunca, lo que aumenta la variación genética de un abanico más amplio de cultivos. Mejoran la resistencia a enfermedades, plagas y estres abiótico.
la creación de colecciones genómicas de mutantes de inserción indexados por secuencia tiene varias ventajas
Del T-DNA de agrobacterium se puede generar una gran selección de mutantes de insercción de arabidopsis, indexados por secuencia.
Tolerancia de sal en Arabidopsis y Halofito
Los genes de estrés abiótico y biótico en halofito son : Fe-SOD, PSCS, PDF12, AtNCED, Proteína P, b-glucosidasa, SOS1.
Las tensiones abióticas afectan el crecimiento de las plantas. La estrategia adaptativa al estrés osmótica es la acumulación de osmoprotectores como Pro, glicinabetaina y los oligosacaridos de la familia de la rafinosa.
La tolerancia al estres en las plantas medienate la manpulación de genes que codifican enzimas clave del osmoprotector
Los perfiles de expresión incluyen cinco grupos: genes inducibles por estrés abiótico, genes inducibles por estrés biótico, tanto genes inducibles bióticos como abióticos, genes no inducibles abióticos y bióticos, genes supresibles óticos y bióticos.
Las isoezimas SOD pueden clasificarse según su cofactor metálico: Cu/Zn, Mn y Fe
Se han realizado experimentos para cultivar
arabidosis
con concentraciones elevadas de sales como NaCl y para una futura aplicación en cultivos
Un alto nivel de Na es tóxico para las plantas porque perturba el citoplasma K/Na hemostasis,para evitar acumulación de Na en el citoplasma las plantas utilizan las siguientes estrategias: reducción de entrada de Na, compartimiento vascular de Na y excreción de Na a través del plasma.
La sobre expresión del gen Na/H de la membrana plasmática en cianobacterias de agua dulce confiere la eficacia de excretar Na a través del citoplasma.
Un desafío importante en la biología actual es la determinación a gran escala de la función génica. En segundo lugar, las bases de datos estructuradas y las herramientas de consulta de datos proporcionan los medios para asignar información funcional putativa a los genes.
Como herramienta en línea fácil de usar para el análisis de datos de expresión a gran escala tenemos Database Concept and Software Design GENEVESTIGATOR como base de datos e interfaz de minería de datos de navegador web para datos de Affymetrix GeneChip, GEO y ArrayExpress proporcionan herramientas para el envío, almacenamiento y recuperación de conjuntos de datos heterogéneos.
Cada herramienta accede a las mejores fuentes de datos disponibles para su procesamiento, mientras que los datos inadecuados se ignoran
La secuenciación completa del genoma de Arabidopsis lograda en el año 2000 nos permite monitorizar la expresión génica de esta planta con flores a escala genómica utilizando microarrays. La síntesis in situ de oligonucleótidos de alta densidad en portaobjetos de vidrio se ha convertido en una poderosa herramienta para integrar rápidamente el conocimiento de la secuencia en plataformas de perfiles de expresión
Aplicaciones de la manipulación genética en plantas
Obtención de plantas transgénicas de Phalaenopsis amabilis (Orchidaceae) resistente a fusarium oxysporum.
La transformación genética se realizó bajo el método de co-cultivo con A. tumefaciens (pCambia2301) con el β-1,3-glucanasa de tabaco.
Discos de hojas de plantas de P. amabelis Luchia lady establecidas in vitro
Los explantes se cultivaron en medio de cultivo para regeneración de protocornos en presencia de kanarmicina
Verificación de la transformación: ensayo de β-glucuronodisa y detección del gen de la gluconasa (gluciil) por la técnica de reacción de la cadena polimerasa (PCR), se diseñaron olígos específicos para amplíficar fragmentos del transgen (Tamaño de amplificación de 476bp)
La extracción de ADN se realizó por el método CTAB modificado.
Las pruebas de resistencia se realizaron con discos de hojas de cultivos in vitro (medio MS)
Inoculado 1x104 esporas/ml de F. oxysporum.
Cada dos días se determinaron sintomas de la enfermedad (necrosamiento de tejido) y aparición micelio sobre el tejido (germinación de esporas)
Estrategias para la obtención de plantas transgénicas de papaya con resistencia al Virus de la mancha anular de la papaya (PRSV)
Este mecanismo se fundamenta en la degradación especifica de ARN viral en el citoplasma de las células infectadas. Intervienen muchos componentes en el proceso donde el ARN es degradado a pequeños fragmentos de 21-27 nucleótidos
Se ha descubierto que los virus con mecanismos específicos para contrarrestar este efecto , de donde se puede conjeturar que el silenciamiento postranscricional de genes pudiera formar una barrera constitutiva y que se emplea por las plantas
para su defensa frente ataque de los virus
Un proceso de degradación de la molécula de ARN especifica.
Una ARN polimerasa dependiente de ARN sintetiza pequeños fragmentos de ARN en anti sentido a partir de ARNm de transgen
Este se une a regiones complementarias del ARNm viral en el citoplasma para formar ARN de doble cadena, los cuales son degradados por nucleasas especificas de doble cadena.
El ARN viral en el citoplasma es blanco para la degradación.
1 more item...
Estas moléculas son las responsables de amplificar y transmitir la señal de sileciamiento al resto de la planta
Se ha identificado un nuevo mecanismo de defensa inducible basado en el silenciamiento postranscripcional de genes.
Una
aplicación
el uso de un indicador para conocer si el gen modificado se encuentra activo en la planta, se podría conocer gracias a la forma el que se expresan sus flores a cierta temp. colocando el gen modificado en alguno de los genes que cambian la morfología de las flores según este principio.
Donde se coloca el gen de Interés y los genes diferenciadores en la temp. Dentro del mismo plásmido
Después colocamos las plantas que han sido modificadas y las colocamos a la temperatura adecuada, descartamos las que no tengan la característica en la flor
Por ultimo se observa si el gen de interés de verdad esta presente, las plantas que no lo contengan o no se vean con la característica en el fenotipo, se descartarán.
Las plantas modificadas ahora tendrán la característica de presentar el gen de interés solo expresado bajo la temperatura asignada con los demás genes.
El fenotipo de la morfología de las flores debe ser previamente conocido, para su detección
El gen de interés puede ser algún tipo de resistencia, ya sea por la concentración de Sustratos o resistencia a un compuesto especifico o también pueda ser que este gen almacene mayor cantidad de un compuesto ya presente en la planta (ej. lípidos, proteínas, CH, etc)
Si por ejemplo, en cierta época del año proliferan ciertas plagas, hacer que la planta en esa época (tomando la °T) producir una toxina y pueda defenderse de esas plagas
El producir solo la toxina en ciertos periodos puede ser beneficioso, ya que se podrían evitar futuros riesgos o simplemente pueda hacer que la planta sea eficiente en su estado común.
Caja de herramientas de análisis y base de datos de microarreglo de Arabidopsis