1. CULTIVOS TRANSGÉNICOS
SITUACIÓN ACTUAL, BASES
CIENTÍFICAS RIESGOS Y BENEFICIOS
EDNA PAOLA BECERRA E.
Ing. Agrónoma
Estudiante maestría en ciencias Agrarias-
entomología

2. • La población mundial sobrepasa
los 6,000 millones de personas y
se espera que llegue a los 9,000
millones alrededor del año 2050.
• Los alimentos se tienen que
incrementar a la misma tasa
para satisfacer las necesidades
de este gran número de
personas (Martínez et al., 2004)

3. Biotecnología
• Conjunto de herramientas que utiliza organismos vivos (o
partes de organismos) para hacer o modificar un
producto, mejorar plantas, árboles o animales o
desarrollar microorganismos para usos específicos
(ISAAA International Service for the Acquisition of Agri-
biotech Applications, 2010)
• Biotecnología agrícola
Mejoramiento de cultivos a través de las herramientas de
la biotecnología.

4. Biotecnología
• Biotecnología moderna:
Aplicación de técnicas in vitro de ácido nucleico,
incluidos (ADN) recombinante, la inyección directa de
ácido nucleico en células u orgánelos, o la fusión de
células más allá de la familia taxonómica, que superan
las barreras fisiológicas naturales de la reproducción o
de la recombinación y que no son técnicas utilizadas en
la reproducción y selección tradicional (SCDB, 2000).

5. Aplicaciones de la Biotecnología agrícola
manipulación de las células, bajo condiciones de
Cultivo de tejidos laboratorio y se convierten en organismos completos
viviendo y creciendo.
inserta fragmentos de ADN en los cromosomas de las
Ingeniería genética células y luego utiliza el cultivo de tejidos para regenerar
las células en un organismo completo, con una
composición genética diferente de las células originales.
Esto también se conoce como tecnología del ADN
recombinante, que produce los organismos transgénicos.
embriones que contienen genes transferidos y por medio de
Rescate de embriones cultivo de tejidos pueden completar su desarrollo hasta
organismos completos
remueve paredes celulares de diferentes organismos e
Hibridación somática induce la mezcla directa de DNA de células tratadas, las
cuales luego son regeneradas en el organismos completo a
través de cultivo de tejidos

6. Análisis asistido estudios de secuencias de ADN para identificar genes,
Marcadores genético QTL (loci de caracteres cuantitativos), y otros marcadores
moleculares y asociarlos con las funciones de organismos,
Selección asistida Es la identificación y herencia de fragmentos de ADN
por marcadores previamente identificados a través de una serie de
generaciones.
Análisis de todo el genoma de una especie para entender
las característica que el ADN confiere a los organismos.
Genómica
la proteómica análisis de las proteínas en un tejido para
identificar la expresión de genes en ese tejido y la función
Metabolómica (metabolitos) y fenomica (fenotipos) son
subcategorías de la bioinformática

7. • Con la llegada de la genómica funcional, el
descubrimiento de nuevos genes y su función en
plantas, abre la oportunidad de generar más
plantas transgénicas, no solamente basadas en
rasgos monogénicos sino en multigénicos.
El genoma de Arabidopsis
thaliana fue el primero en ser
secuenciado para una planta
consiste de 125 megabases y
25498 genes.

8. Mejoramiento Cultivos
clásico Transgénicos
ADN recombinante
miles de genes están la cantidad de información
implicados en la genética modificada es
recombinación pequeña, uno o unos pocos
genes
No se puede controlar el El gen puede ser controlado con
gen de interés precisión
técnicas moleculares utilizadas
reproducción
para modificar la composición
convencional o por cruce
genética de las plantas
de plantas
cultivadas
• (WHO, 2005., Lemaux, 2008)

9. Transgénicos
OVM**
organismos Ingeniería
vivos Organismos cuya Genética
modificados composición genética
ha sido modificada
por introducción de
ADN de un organismo
a otro con técnicas de
biotecnología
OGM*
organismos ADN
genéticamente recombinante
modificados

10. A pesar de que la modificación genética fue desarrollada para las plantas
en 1983, el primer cultivo modificado genéticamente llego los mercados a
mediados de la década de 1990

14. Davis, 2010

16. CULTIVOS TRANSGENICOS APROBADOS EN
ARGENTINA

17. CULTIVOS TRANSGENICOS APROBADOS EN BRASIL
JAMES, 2009

19. Situación en Colombia
• En el año 2002, (con previa aprobación en el
2000) Colombia ingresó a la lista de los países
que utilizan los cultivos Genéticamente
Modificados, con la siembra del clavel azul.
• En el año 2003 fue aprobado el algodón GM
• En 2007, el maíz GM fue sembrado por primera
vez en el país bajo el esquema de siembras
controladas.
• En 2009, Colombia aprobó la siembra comercial
de rosas azules genéticamente modificadas, las
cuales están destinadas exclusivamente para
exportación (Agrobio, 2010)

20. Semillas GM aprobadas en Colombia

21. Situación en Colombia
http://www.agrobio.org/fend/index.php?op=YXA9I2JXbDQmaW09I016UT0=

22. • En el 2010, se sembraron 37.657 hectáreas de algodón GM. Los años
anteriores, el algodón había sido el principal cultivo genéticamente
modificado en el país, sin embargo, en el 2010 fue superado en número de
hectáreas por el maíz.

24. Obtención de plantas GM
• Agrobacterium tumefaciens
• tiene la particularidad de inducir
tumores en las plantas, conocidas
como agallas de la corona .
• La bacteria contiene un plásmido
denominado plásmido Ti, el cual es una
secuencia de DNA extracromosomal la
cual contiene la información genética
• Sólo una pequeña sección del plásmido
es la que se transfiere a las células de
las plantas.
• Esta secuencia es conocida como T-
DNA, la cual, en las técnicas de
transformación vegetal, es sustituida
por la secuencia que contiene el gen de
interés

26. Obtención de plantas GM
• Para diseñar el constructo que se desea transferir a la planta dada,
se requieren tres componentes para que un gen sea funcional .
• Una secuencia promotora apropiada en el extremo 5’ que es el
extremo inicial
• el gen específico seleccionado
• una secuencia de terminación que debe estar adherida al extremo
3’
• Estos tres componentes aseguran la eficiencia de la transcripción,
su estabilidad y traducción del mRNA de la secuencia.

27. • Para esto se requieren enzimas de restricción
encargadas de reconocer y cortar las secuencias
específicas de DNA en los sitios de reconocimiento.
• La transformación genética generalmente involucra
dos genes, el transgén de interés que puede ser
integrado y expresado en el genoma de la planta y un
gen de selección o marcador que permita identificar
las células transformadas efectivamente.
• Cada uno de los transgenes debe tener su propio
promotor y su propio terminador, los cuales pueden
ser diferentes para cada gen

28. Biobalística o bombardeo de
microproyectiles
• Consiste en la introducción de proyectiles, usualmente de
tungsteno u oro cubiertos de ADN e impulsados al
interior de las células blanco por aceleración

29. Usos, aplicación e importancia de cultivos transgénicos
APLICACION EJEMPLOS
1. Nutrientes y calidad de Arroz Golden Rice, enriquecida con provitamina A
las semillas y frutos Incremento de los niveles de calcio triple de la papa, y aumento de
los niveles de folato en el tomate (Lemaux, 2008).
semillas de canola con un incremento de metionina del 33%
En tomate, bloquear genes implicados en la degradación de la
pared celular o la biosíntesis de etileno (Martínez et al, 2004)
2. Resistencia a insectos y -Cultivos Bt ha representado uno de los mayores éxitos
virus biotecnológicos,
- Genes de inhibidores de proteasas de origen vegetal
introducidos canola, papa, alfalfa, lechuga, Petunia y tomate, sin
embargo, estas plantas todavía no han sido comercializadas (Van
Montagu, 2011).
- Se ha producido la glicoproteína avidina en maíz, la cual previene
el desarrollo de insectos que dañan las semillas durante el
almacenamiento. variedades de papaya resistentes al PRV
3.Resistencia a hongos En tomate, de genes que codifican para dos enzimas, generó un
fitopatógenos y bacterias nivel de resistencia importante al hongo Fusarium.
tabaco resistente a Pseudomonas syringae (Martínez et al, 2004.,
Rex et al, 2006., Akhond y Machray., 2009, Herman, 2010)

30. 4.Fotosíntesis y Las estrategias para introducir el metabolismo C4 en
metabolismo de plantas C3 se han enfocado en la sobre expresión de
azúcares PEPC fosfoenolpiruvato carboxilasa y una enzima
descaboxilasa, ya sea NADP-ME ó PPDK , esto se ha
logrado en plantas de tabaco y papa, las cuales
mostraron una menor inhibición de la fijación de CO2
por efecto del oxígeno.
La expresión del alelo mutante AroA de Salmonella
5.Plantas tolerantes typhimurium produce una enzima EPSPS insensible al
a herbicidas glifosato y la expresión de este alelo en plantas
transformadas produjo tolerancia al glifosato en tabaco
y tomate.

31. 5.Estrategias para incrementar la producción de osmolitos en plantas
producir transgénicas.
tolerancia al La glicinbetaína ha sido producida en plantas de tabaco
mediante la expresión de un gen bacteriano y estas plantas
estrés abiótico
muestran una mejora en la tolerancia al estrés por NaCl
(Martínez et al., 2004., Lemaux, 2008., Mittler y Blumwald,
2010)
Plantas transformadas de Arabidopsis que sobre producen
un antiporte Na+/H+ han mostrado mejoría en su tolerancia
a sal
La expresión de un gen que codifica para una enzima
bacteriana (MerA) en Arabidopsis thaliana, confiere
tolerancia a niveles tóxicos de mercurio reduciéndolo a una
forma volátil y no tóxica del elemento,
Nicotiana glauca incrementandola tolerancia a Cadmio y
Plomo y Brassica juncea plantas transformadas acumularon
tres veces más cromo, cobre y plomo (Martínez et al., 2004)

32. Debate riesgos y beneficios
MITOS Y REALIDADES

33. TRANSGENICOS
CIENTIFICOS LEGISLACION SOCIEDAD
LIBERACION Y IGNORANCIA
DESARROLLO EVALUACION DE COMERCIALIZA- Temor al
BENEFICIOS RIESGOS CION consumo de
alimentos GM

35. Riesgo Explicación
Transferencia de transferencia génica horizontal y transferencia génica
genes vertical. La primera se refiere a la transferencia de genes
del organismo modificado hacia otras especies no
relacionadas, incluidos los microorganismos, y la segunda
se refiere a la transferencia de genes entre los individuos
pertenecientes a la misma especie o especies cercanas
filogenéticamente
Creación de súper La introgresión es una forma de transferencia génica
malezas horizontal, posibilidad de hibridización entre un cultivo y
la misma especie, o las especies silvestres relacionadas
durante la producción de semillas.
Transferencia La transferencia génica horizontal (TGH) está definida
horizontal de genes como la transferencia del material genético de un
organismo a otro que no es compatible sexualmente con
el primero, la transferencia de la resistencia a antibióticos
en el ambiente y en la población de microorganismos del
suelo

36. Uso de plaguicidas Se ha fomentado el empleo de cultivos resistentes a las
plagas como el maíz Bt y el algodón Bt como una forma de
reducir el uso de insecticidas, mientras que se dice que los
cultivos tolerantes a los herbicidas, como las soyas
RoundupReady, disminuyen la necesidad de aplicar
herbicidas.
La liberación de los Las plantas liberan compuestos químicos al suelo a través
productos del de sus raíces.
transgén al suelo Hay inquietudes acerca de que las plantas transgénicas
pudieran liberar compuestos como el producto del gen
introducido, el cual es diferente de los de las plantas
tradicionales. Se presenta preocupación de que este
nuevo producto afecte en forma diferente a las
comunidades de microorganismos cercanos a las plantas
transgénicas.
Resistencia de los Se tiene conocimiento de que varias especies de
insectos a la toxina Bt lepidópteros han desarrollado resistencia a la toxina de Bt
en ensayos de campo y de laboratorio,

37. Impacto de los Esta preocupación está relacionada con la hibridización
cultivos en la natural de cultivos MG y sus especies relacionadas.
biodiversidad Según el Instituto Alexander Von Humboldt (1998), la
principal causa contemporánea de la pérdida de la
diversidad genética ha sido la generalización de la
agricultura comercial moderna.
La consecuencia es que los agricultores dejan de cultivar
las variedades tradicionales, que poseen una elevada
diversidad, para dar paso a variedades más homogéneas,
más rentables y más aceptables en términos
comerciales.
Implicaciones Mayor rentabilidad de los cultivos,
sociales y En las últimas décadas los agricultores han adoptado los
económicas métodos industrializados de cultivar la tierra, en
particular el uso de insumos externos como los
fertilizantes químicos, los plaguicidas y las semillas
comerciales.
Agricultores paises en desarrollo

38. Posibles efectos Alergenicidad: Todos los alimentos, ya sean elaborados
sobre la salud mediante métodos convencionales o por biotecnología,
humana son fuentes potenciales de alergenos.
En todo el mundo, el 90% de las alergias a alimentos se
debe a ocho grupos de alergenos principales presentes
en maní, soya, nueces, leche, huevos, pescado,
crustáceos y trigo.
El 10% restante son alergias a alimentos que afectan a
muy pocas personas. Sin embargo, hasta el momento
no hay pruebas de que los alimentos genéticamente
modificados puedan causar más reacciones alérgicas
que los alimentos tradicionales

39. Qaim, 2009

40. Evaluación de riesgos y regulación
• Cuando se adopte una decisión por una agencia reguladora
con respecto a una actividad de organismos modificados
genéticamente, se debe publicar un resumen que explica los
temas que se consideraron y las razones que llevaron a la
decisión final.
• Dentro de los análisis de riesgos de transgénicos se realiza la
evaluación sobre la proteína insertada y los riesgos que esta
puede generar comparado con la planta convencional, por
ejemplo el impacto de transgénicos bt sobre organismos del
sistema agrícola que no son plagas también pueden quedar
expuestos a la proteína Cry1Ac y se los considera “organismos
no objetivo” (ONO).

41. • Se evalúa el establecimiento y persistencia en el
medioambiente de las plantas que expresan Cry1Ac , por lo
general, el punto de comienzo de las evaluaciones de riesgo
ambiental de las plantas GM es la familiaridad con la
biología de la especie de planta sin transformar o planta
huésped dentro del ambiente que la recibe
• Otro de los riesgos es el movimiento de transgenes de una
planta GM a sus familiares silvestres que se realiza mediante
el polen, y la producción de híbridos reproductivamente
viables depende de la proximidad física y temporal de las
plantas GM con las especies compatibles sexualmente.
• Ni el maíz ni el algodón tienen familiares a los que se
considere invasivos en el ecosistema ni malezas de
importancia agrícola de amplia distribución para los que la
hibridación sea una preocupación.

43. Legislación
• El 22 de febrero de 1999, se
celebró la primera reunión
extraordinaria de la
Conferencia de las Partes en
Cartagena-Colombia donde
no se pudo concluir
• La continuación del período
de sesiones tuvo lugar en
Montreal del 24 al 29 de
enero de 2000. El 29 de
enero de 2000 se aprobó

44. Legislación
• El Protocolo de Cartagena sobre Bioseguridad es
un instrumento internacional que regula los
organismos vivos modificados, OVMs, producto
de la biotecnología moderna.
• Se enfoca específicamente en el movimiento
transfronterizo de OVMs, promueve la seguridad
de la biotecnología al establecer normas y
procedimientos que permiten la transferencia
segura, la manipulación y el uso de OVMs.

45. Principio de precaución
• Este principio establece que cuando exista peligro de daño
grave o irreversible, la falta de certeza científica absoluta no
deberá utilizarse como razón para postergar la adopción de
medidas eficaces para impedir la degradación del medio
ambiente". (Ley 99/ 93 Basado en principio 15 de la
declaración de Río de Janeiro).
• Según Manzur et al. (2009) cuando se sospecha que una
tecnología nueva puede causar daño, la incertidumbre
científica sobre el alcance y la severidad de la tecnología no
debe obstaculizar la toma de precauciones, esto da el
derecho a los países a oponerse a la importación de
productos transgénicos sobre los cuales hay sospechas
mínimas de que representan un peligro para la salud o el
medio ambiente

46. Regulación en Colombia
• Mediante el artículo 18 del Decreto 4525 de 2005, se
establecen los Comités Técnicos Nacionales en
Bioseguridad.
• Estos Comités son los encargados de recomendar a la
Autoridad Nacional Competente respectiva, la expedición
del acto administrativo que aprueba o niega las solicitudes
para desarrollo de actividades con OVM (organismos vivos
modificados).
• Esta recomendación se realiza luego que el Comité
examina y evalúa los documentos de evaluación de riesgo
de los OVM, solicita la información que debe ser
presentada por el interesado y examina las medidas

48. http://www.isaaa.org/gmapprovaldatabase/default.asp

49. http://www.isaaa.org/gmapprovaldatabase/default.asp

53. CONCLUSIONES
• Los cultivos transgénicos han tenido un incremento en las últimas
década no solo en su desarrollo y producción sino en la evaluación
de riesgos y regulación para sus respectivas liberaciones comerciales.
• Países como Brasil y Argentina representan un importante
contribución al conocimiento y expansión de cultivos transgénicos
• El desarrollo y avance en la biotecnología agrícola permite al sector
agrícola, tanto productores como profesionales e investigadores
velar por una seguridad alimentaria, dando un valor agregado a los
cultivos, disminuyendo la aplicación de plaguicidas y beneficiando a
pequeños productores en países en desarrollo.
• Adicional a esto es importante que la sociedad se informe con bases
científicas sobre los beneficios y riesgos de los cultivos transgénicos
para formar un criterio personal y no seguir simplemente los
criterios de grupos anti- transgénicos sin bases científicas.

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