Los biotecnólogos utilizan varias técnicas para imitar el proceso natural de transgénesis. 

Estas técnicas se dividen en dos métodos:

 

 -Los métodos biológicos o indirectos:  Primero se selecciona un vector transmisor del gen (virus o bacteria) y luego se emplean sus características naturales de patogenidad en plantas, para la introducción de los genes de interés al genoma vegetal. 

 

 

-Los métodos físicos: Se transfieren los genes directamente a las células que deben modificarse por medio de unas microesferas de metal.

 

 

Bacteria Agrobacterium tumefaciens (método más difundido para la transformación genética de plantas)

 

 

Son células procariotas, que se utilizan por su capacidad natural de transferir fragmentos de ADN a células vegetales. Esta bacteria vive en el suelo e “infecta” (ya que la mayoría de veces es por el beneficio de la planta para que obtenga nuevas características para la evolución) a un amplio rango de plantas.

EL proceso se inicia cuando se producen heridas en la célula de la planta, se libera al medio compuesto final béticos y monosacárídoos, que son reconocidos por abro bacterias, induciendo una unión entre la bacteria en las células vegetales.

 

 

 

Estas cortan partes de su material genético mediante las enzimas de restricción, lo transfieran a una célula vegetal hasta llegar al punto de que ésta se integre en el genoma de la planta gracias a las enzimas ligasas que pegan el nuevo gen al plásmido y de esta forma se reprograma el metabolismo de la planta por su propio beneficio.

Por eso se le llama ingeniero genético por naturaleza. 

 

Cuando se dice que la célula Agrobacterium está modificada es cuando tiene un nuevo plásmido obtenido por la ingeniería genética es decir todo el proceso que acabamos de explicar porque así lleva el gen de interés y de selección con la secuencia regulados para usar luego la transformación de plantas.

 

RESULTADO

La nueva planta es un organismo genéticamente modificado ya que contiene en su ADN un gen proveniente de otro organismo y a partir del cual adquiere una nueva característica mayoritariamente a su beneficio.

Todas las células de la nueva planta tendrán la misma característica ya que cuando se transfiere el nuevo gen se realiza en una o unas pocas células vegetales, pero a partir de esa se regenera la planta completa por división celular.

 

 

Ejemplos de características que se pueden transferir:

Resistencia a sequías, heladas, tolerancia a herbicidas, resistencia a insecticidas…

 

A pesar de que los virus son entidades genéticas relativamente simples, se desconoce acerca de los mecanismos por los cuales muchos síntomas de la enfermedad son generados.

 

La obtención de plantas también se puede obtener mediante virus. Estos virus deben estar genéticamente modificados, es decir, que lleven los genes de interés en lugar de los genes estructurales, los cuales insertan su genoma en el ADN celular para la replicación y de esta manera se consigue la expresión de los genes foráneos.

 

Diferentes virus de ARN y ADN han sido modificados para servir como vectores para la expresión génica.

 

Los mayores avances se han logrado con Geminivirus y Caulimovirus, debido a que estos son virus DNA y se pueden clonar directamente.

 

También los virus RNA que son muy abundantes en el reino vegetal, se han empleado como vectores virales, aunque estos deben ser clonados como cDNA

 

El virus del mosaico del tabaco (TMV) fue el primer vector viral usado para desencadenar con éxito VIGS de un gen endógeno en una especie vegetal.

 

EL virus X de la papa, PVX, fue el siguiente vector viral usado para llevar un gen dentro de la célula vegetal y desencadenar silenciamiento vía VIGS

 

Hay diferentes métodos por el cual se obtienen las plantas transgénicas:

- Liposomas

- Biobalística

- Electroporación

- Sonicación

-Transferencia mediada por compuestos químicos

- Fibras de carburo de silicona

- Microinyección

- Microláser

Los liposomas son vesículas  que están conformadas por varias bicapas de lípidos que contienen agua o gas y tiene diferentes formas y tamaños. Pueden estar formados por fosfolípidos, fosfatidiletanolamina, ácidos grasos o cationes bivalentes.

 

Este método de transferencia de genes, es uno de los más difíciles y aunque en un principio éste mostró ser eficaz, su utilización ha sido muy limitada.

 

La eficacia del método aumenta al combinarlo con otras técnicas, como el tratamiento con PEG (Polietilenglicol) o la electroporación.

 

VENTAJAS 

-Protección contra la degradación por nucleasas

-Capacidad de portar grandes fragmentos de DNA

-Biocompatibilidad con membranas

-No requiere de un portador para el DNA.

 

DESVENTAJAS

-Recuencia de transformación muy baja

-Nserción del DNA en tándem

-Preparación de los liposomas

-Encapsulación del material genético a transferir. 

 

Estos problemas se han solucionado parcialmente con la implementación de nuevas técnicas y la utilización de nuevos compuestos, para la preparación de liposomas

 

 

Esta técnica fue propuesta, inicialmente, para introducir material genético en el genoma nuclear de plantas superiores, pero en los últimos años se ha usado para transformar bacterias, protozoos, hongos, algas, insectos, tejidos animales y plantas in vivo. Además, en la actualidad, constituye el único método de transformación, que permite transformar organelos celulares

 

 

Esta técnica, se basa en la utilización de microproyectiles recubiertos del DNA que se desea transferir, que son disparados sobre los tejidos vegetales a altas velocidades, atraviesan la pared y la membrana celular y llevan al interior de la célula los genes de interés para su posterior integración en el genoma vegetal.

 

Los microproyectiles empleados son partículas aproximadamente esféricas (microesferas), elaboradas de materiales densos, como el oro o tungsteno, de diámetro variados, que pueden ir desde los 0,4 μm hasta 4 μm.

 

Este sistema de transformación requiere de un dispositivo mecánico que permita realizar el bombardeo de los tejidos vegetales. 

El bombardeo de micropartículas es considerado un mecanismo universal por su naturaleza física, que permite introducir DNA sin necesidad de vectores especializados, en cualquier tipo de tejido o célula, alcanzando capas profundas. Con un disparo, se pueden producir múltiples integraciones.

 

DESVENTAJAS

-Porcentaje de éxito variable

-Es frecuente la inserción de varias copias del casete de expresión variando desde 1 hasta 20, que pueden ir en tandem, causando silenciamiento génico

-Muchas veces no se consigue una introducción estable del transgen

-Se presentan rearreglos en el DNA transferido que difieren en tamaño

-Se puede presentar daño en los tejidos; el sistema es cotoso