ARROZ DORADO GENETICAMENTE MODIFICADO

   ALIMENTOS Y PRODUCTOS TRANSGENICOS. ARROZ

GENETICAMENTE MODIFICADO

Organismo donador 

Narcissus pseudonarcissus (Narciso)

Erwinia uredovora (Bacteria del suelo)

 

Organismo portador

Arroz

El arroz es una planta gramínea que se cultiva en terrenos muy húmedos o inundables. Se desconoce su origen, pero existe cierto consenso entre los arqueólogos en afirmar que los primeros cultivos de este cereal hay que situarlos en el periodo Neolitico y en las orillas del Ganges. Siguen dos vías paralelas. De un lado la vía de Occidente que se desarrolla en el delta del Nilo y en zonas pantanos del Magref. De otro, la vía de Oriente que se inicio en el delta de Mecon y en los archipiélagos orientales desarrollándose primero en China y después en Japón. La primera descripción científica de este cereal se debe a Lineo que lo clasifica en el reino vegetal de las plantas con el nombre de Oriza Sativa. Todos los tipos de cereales que se consumen en la actualidad son subespecies de esta planta. (Alvarez, 2020)

El arroz tiene un mapa genético simple en comparación con otras plantas. Está conformado por 12 cromosomas que a su vez contienen alrededor de 50 mil genes. Estos genes están conformados por 430 millones de pares de bases de AND. (Latinoamericano, 2001)

Los genes insertados

El arroz dorado es un tipo de arroz genéticamente modificado para producir betacaroteno, un precursor de la vitamina A. Este arroz fue desarrollado para ayudar a combatir la deficiencia de vitamina A en países donde el arroz es un alimento básico.

Phytoene sintasa (psy): Este gen proviene del narciso (Narcissus pseudonarcissus) y es responsable de la primera etapa en la biosíntesis de carotenoides.

Funcion: 

La phytoene sintasa es una enzima clave en la vía biosintética de los carotenoides. Cataliza la conversión de geranilgeranil difosfato (GGPP) en fitoflueno, el primer carotenoide en la ruta de síntesis. Este paso es fundamental porque da inicio al proceso de producción de betacaroteno, un pigmento que eventualmente se convierte en vitamina A en el cuerpo humano. La inserción de este gen en el arroz dorado permite que las células del endospermo de arroz (la parte comestible) puedan comenzar la biosíntesis de carotenoides, algo que normalmente no ocurre en esta parte de la planta.

CrtI: Este es un gen de la bacteria Pantoea ananatis (anteriormente conocida como Erwinia uredovora), que codifica una enzima que convierte el fitoflueno en licopeno, lo cual es un paso crucial en la producción de betacaroteno.

Funcion: 

CrtI codifica una enzima llamada fitoeno desaturasa, que convierte el fitoflueno en licopeno a través de varios pasos de desaturación. El licopeno es un carotenoide intermedio en la vía de biosíntesis que finalmente conduce a la producción de betacaroteno. En otras palabras, este gen permite completar las etapas intermedias críticas en la ruta de síntesis de carotenoides, asegurando que el betacaroteno sea efectivamente producido en el endospermo del arroz.

El proceso de modificación

La producción de “Arroz Dorado” que pueda producir en su endosperma el β-caroteno, el organismo dador estará compuesto de tres genes, dos genes provenientes del narciso y uno de la bacteria Erwinia uredovora. Estos tres genes producen las enzimas necesarias para convertir el GGDP en Pro-vitamina A, y el organismo receptor del gen es la planta del arroz.

Las etapas y técnicas involucradas en este proceso serían:

1º. Corroborar que existe un gen que codifica para la característica de interés.

Cuando se encuentra una característica en un organismo que resulta interesante para transferir a otro organismo debe verificarse que es producto de un gen. Se identifica el gen de interés por medio de cruzamientos a partir de una característica que se expresa, y se verifican las proporciones mendelianas.

2º. Clonar el gen de interés.

Clonar un gen significa tenerlo puro en el tubo de ensayos, o mejor aún, dentro de un vector (una molécula mayor de ADN que permite guardar fragmentos de ADN en forma estable y práctica por más tiempo). La tarea de clonar un gen involucra varias técnicas:

• Extracción de ADN
• Búsqueda de un gen entre la mezcla de genes del ADN
  
• Secuenciación
• Construcción del vector recombinante; El ADN de interés se
  inserta en plásmidos-vectores que son moléculas de ADN
  lineales o circulares en las cuales se puede “guardar” (clonar)
  un fragmento de ADN.

3º. Caracterizar el gen de interés

A partir de conocer la secuencia del gen se puede, mediante Bioinformática, comparar esta secuencia con las de genes ya conocidos para determinar a qué gen se parece, y se le asigna una posible función. Una vez descubierta la función del gen clonado por medio de análisis informático, se debe proceder a confirmar la función real in vivo, o sea corroborar que en un sistema biológico funciona acorde a lo que se prevé. Para ello se suele transferir el gen a un organismo modelo, en el cual se pueda expresar el gen y medir su función.

4º. Modificar el gen de interés

Si así se desea se puede agregar, eliminar o mutar secuencias dentro de la región codificante, y agregar secuencias (promotor, terminador, intrones) para que se pueda expresar en el sistema de interés.

5º. Transformación de un organismo con el gen de interés

Una vez realizada la construcción genética con el gen y promotor deseado, se elige el método de transformación más indicado para el organismo que se desea hacer transgénico.

El método más difundido para la transformación genética de plantas se basa en un proceso mediado por Agrobacterium tumefaciens, una bacteria que vive en el suelo e infecta a un amplio rango de plantas.

6º. Caracterización del OGM

Una vez obtenido el OGM, se le analiza desde el punto de vista molecular y biológico. Para el análisis molecular se debe demostrar, entre otras cosas, si tiene una (o más) copias del transgén, y cómo y en qué tejidos se expresa el gen. Para analizar en qué tejido, momento y cantidad se expresa el gen se analiza la presencia del ARN mensajero y de la proteína recombinante codificados por el transgén. Para la caracterización biológica, el OGM se analiza desde el punto de vista del objetivo (ejemplo, concluir si el Arroz Dorado resulta efectivo en proporcionar pro-vitamina A) y desde el punto de vista que sea necesario acorde al OGM en cuestión. Si será utilizado como alimento y se cultivará en el campo, entonces se deberá hacer el análisis de riesgo alimentario y ambiental.

Ventajas del arroz dorado

• Genera un aumento de nutrientes ya que contiene una alta cantidad de β-caroteno, precursor de la vitamina A, lo que puede ayudar a combatir la deficiencia de micronutrientes en poblaciones vulnerables como los niños y mujeres embarazadas.

• Aceptación regional ya que como el arroz ya es un alimento básico en muchas regiones donde la deficiencia de vitamina A es común, el arroz dorado puede ser más fácilmente aceptado que otras intervenciones dietéticas.

• Ofrece una solución accesible y económica para abordar problemas de desnutrición en regiones con dietas limitadas y escaso acceso a alimentos variados. ya que no  requieren una infraestructura constante, el arroz dorado ofrece una solución potencialmente más sostenible a largo plazo, al integrar el beta-caroteno directamente en un alimento básico.

Desventajas del Arroz Dorado

• Posibles efectos adversos en la salud humana y el medio ambiente, al ser un organismo genéticamente modificado (OGM)  ya que no se han realizado pruebas exhaustivas.

• Puede fomentar la dependencia de tecnologías de modificación genética y de grandes corporaciones, afectando la soberanía alimentaria.

• El arroz dorado aún enfrenta desafíos en términos de aprobación regulatoria en algunos países, y puede haber resistencia cultural o social para adoptar este alimento, especialmente en comunidades donde existe escepticismo hacia los OGM.

Bibliografías

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Latinoamericano, FA (2001). Genoma del arroz . Cgiar.org. http://ciat-library.ciat.cgiar.org/articulos_ciat/flar/genoma.pdf

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