se clasifica siguiendo una escala de colores que es meramente orientada en: roja, verde, blanca, gris y azul.
En este caso la que se interesa por la agricultura es la biotecnología verde, se refiere a las aplicaciones de la biotecnología en la agricultura y agroalimentación. También se incluye la investigación y obtención de plantas genéricamente modificadas, como son las plantas transgénicas.\citep{montero2011}
Después de dos décadas de investigaciones intensivas y costosas, el cultivo comercial de variedades transgenicas de plantas ha tenido lugar en los ultimos años con variedades trangenicas de mas de veinte epecies vegetales. las mas importantes, desde un punto de vista comercial, son el algodon, el maiz, la soya y la colaza. los paises en que se efectuaronlos cultivos incluten algunos de los mas importantes productores agricolas del mundo: argentina, australia, canada, china,francia, mexico, africa del sur , españa y los estados unidos de america.
\citep{vzquez2008}.
las plantas geneticamente modificadas se generan en un laboratorio alterado de la composicion genetica generalmente \citep{rani2013}
su funcion:
La agricultura el en siglo XX sufrió grandes cambios debido la la creación y liberación de variedades selectas mediante hibridación ( utilizando las Leyes de Mendel ), la mecanización extensiva y la aplicación de productos químicos (fertilizantes y plaguicidas) que permitieron la siembra de estas variedades mejoradas en grandes extensiones. Estos cambios dieron pié a la llamada ¨ revolución verde¨ en los años setenta, caracterizada por prácticas de cultivo intensivas utilizando híbridos, abonos y plaguicidas químicos a fin de satisfacer los altos requerimientos de insumos de estos cultivos generando un incremento en la producción, pero con altos costos económicos y severos daños al medio ambiente. La biotecnología promete aumentar la productividad creando plantas adaptadas a su medio ambiente, reducir costos de producción, generar innovaciones y mejoras en los alimentos y conducir prácticas mas ecológicas.\citep{cuevas2003}
Plantas transgénicas: las plantas transgénicas para Trinidad Sánchez son los organismos a los cuales se han introducido uno o mas genes provenientes de otra especie. Las plantas transgénicas poseen genes de todas las procedencias de otras plantas, de animales, de bacterias, de virus y de hongos y muchas poseen combinaciones de ellos, ya que necesitan armar complejos sistemas moleculares para garantizar la expresión de genes foráneos. Las plantas transgénicas se han usado genes de plantas, animales y bacterias para conferirles características puntuales como resistencia a químicos, condiciones ambientales adversas, a insectos, etcetera, a los cuales se añaden genes prometedores y regulares de elevada expresión (llamados convencionales en enhancers) provenientes de virus, que hacen que el sistema de expresión que los celulares (por características infecciosas de virus, que hacen que el sistema de expresión tenga prioridad con su genoma antes que a el con el de la célula) y de esta forma se garantiza que el material introducido se transcriba y se traduzca. Para la construcción de los tansgénicos además se usan genes de resistencia a antibióticos que sirven como marcadores de selección, para separar las células transformadas de las no afectadas. El desarrollo de la ingeniería genética (llamada también llamada metodología del ADN recombinante) fue posible gracias al descubrimiento de las enzimas de restricción y de plásmidos.
Las enzimas de restricción reconocen secuencias determinadas en el ADN. De esta manera, conociendo la secuencia de un fragmento de ADN es posible aislarlo del genoma original para insertarlo en otra molécula de ADN. Hay muchas enzimas de restricción obtenidas a partir de bacterias y que sirven como herramientas para la ingeniería genética.
Los plásmidos son moléculas de ADN circulares, originalmente aisladas de bacterias y que pueden extraerse de las mismas e incorporarse a otras, a través del proceso de trasformación. Los plásmidos fueron modificados por los investigadores para ser empleados como ¨vectores¨. Así, el gen de interés (por ej. el gen de la insulina humana), un gen marcador de selección (por ej. de resistencia a un antibiótico), que se otorga a la célula que lo lleva la capacidad de sobrevivir en un medio de cultivo selectivo (medio con antibiótico, en este ejemplo). Las células que sobreviven se dividen y generan colonias, formadas por bacterias idénticas. Estas bacterias se denominan recombinantes o genéticamente modificadas.
El plásmido recombinante puede aislarse de estas colonias y trasferirse a otras células. Por esta metodología es posible introducir genes de interés en todo tipo de células, empleando los vectores y las técnicas propias de cada sistema. Podemos entonces generalizar los pasos de la ingeniería genética de la siguiente manera:
1)Identificar un carácter deseable en el organismo de origen.
2)Encontrar el gen responsable del carácter deseado (gen de interés)
3)Combinar dicho gen con otros elementos necesarios (vector) para que éste sea funcional en el organismo receptor.
4)Trasferir el gen de interés, previamente introducido en el vector adecuado, al organismo receptor.
5)Crecer y reproducir el organismo receptor, ahora modificado genéticamente
Las plantas trasgénicas inicial mente se crearon como modelos para explicar los circuitos de regulación genética y se probó la expresión de diversos tipos de genes en ellas. El ejemplo más conocido es una planta de tabaco, que expresa el gen de la luciferasa de las luciérnagas, dando como resultado una planta luminiscente. Estos sistemas transgénicos ayudaron de dilucir los sistemas de regulación de la expresión génica en eucariotas, este echo abrió las puertas a la elaboración de plantas transgénicas, tanto con el fin de aplicarlas a la agricultura como al comercio y medicina . Posterior mente se dedicaron los esfuerzos, al aislamiento y caracterización, de genes diferentes fuentes biológicas para determinados fines agronómicos. Los primeros trabajos en el campo radicó. radico en el aislamiento de los genes de las proteínas Cry de Bacillus thuringensis, una bacteria entomopatógena, y son usadas en las plantas trangenicas como un bioinsecticida, llamado convencionalmente Bt también se trabajo en la construcción de genes que confieran a las plantas resistencia a herbicidas.
Uno de los avances más impresionantes de la biotecnología vegetal ha sido la posibilidad de expresar vacunas contra una amplia variedad de enfermedades en las plantas, incluso se han logrado expresar anticuerpos de reconocimiento y prevención de cáncer.
Hoy en día la ingeniería genética se suma a las prácticas convencionales como una herramienta más para mejorar o modificar los cultivos vegetales. En ese sentido, esta metodología ofrece tres ventajas fundamentales respecto a las técnicas convencionales de mejora genética basadas en hibridación.
1) Los genes que se van a incorporar pueden provenir de cualquier especie, emparentada o no (por ejemplo, un gen de una bacteria puede incorporarse al genoma de la soja)
2) En la planta mejorada genéticamente se puede introducir un único gen nuevo preservando en su descendencia el resto de los genes de la planta original.
3) Este proceso de modificación demora mucho menos tiempo que el necesario para el mejoramiento por cruzamiento.
procedimientos para la obtención de plantas transgénicas:
Principalmente se emplean tres métodos para introducir genes ajenos en una planta. Todos estos métodos obtuvieron por primera vez, con más o menos éxito.
A) El método se basa en el empleo de un vector vivo que lleve el material genético a la célula blanco. Existen dos formas de introducir el material genético por esta vía.
1) Mediante virus genéticamente modificados (que llevan los genes de interés en lugar de los genes estructurales), los cuales insertan su genoma en el DNA celular para la replicación y de esta manera se consigue la expresión de los genes foráneos.
2)El mecanismo natural de infección de la bacteria del suelo agrobacterium tumefaciens que introduce un gen de su plásmido en las células de la planta infectada. Recordemos que un plásmido es un fragmento de ADN circular y extracromosómico que suele contener información no vital para la bacteria y cuyo tamaño es el orden del 1 al 3% del cromosoma bacteriano. Este gen se integra en el genoma de la planta provocándole un tumor o galla.
Trinidad Sánchez nos muestra algunos beneficios y riesgos en el desarrollo y aplicación del mejoramiento de cultivos por trasferencia de genes.
1) Resistencia a plagas: la introducción de genes Bt en las plantas hace que éstas sean ¨naturalmente¨resistentes a las principales plagas que atacan los cultivos y producen grandes pérdidas en la producción.
\citep{2008}
B) Otro método empleado para trasformar genéticamete plantas es el uso de protoplastos, que son células vegetales a las que se les ha liberado de la pared celular. de esta manera queda eliminada la barrera principal para la introducción de genes foráneos.
C) La biolística es otro método difundido, consiste en bombardear las células por partículas metálicas microscópicas recubiertas del DNA que se desea introducir. si bien esta técnica a dado buenos resultados, tiene un componente aleatorio de efecto muy fuerte que da un amplio margen a resultados impredecibles y un incremento significativo en la tasa de mutación celular.
El promotor más ampliamente utilizado es el promotor 35S del virus del mosaico de la coliflor, a menudo abreviado como el promotor CaMV o el promotor 35S. Este promotor se obtuvo del virus que causa la enfermedad del mosaico de la coliflor en varias verduras, como la coliflor, el brócoli, el repollo y la colza. Existe la preocupación de que el promotor de CaMV sea dañino si invade nuestras células y enciende nuestro genes.\citep{2004}
Las plantas transgénicas forman parte del grupo de los llamados organismos modificados genéticamente y son el resultado del avance de técnicas de la biología experimental. Lo que distingue a las plantas transgénicas es que poseen características que no fueron heredadas de sus antecesores. En cada una de sus células llevan genes añadidos artificialmente es decir, fragmentos adicionales al ácido desoxirribonucleico (ADN) provenientes de otra especie de planta, un virus, una bacteria o un hongo; esos genes contribuyen a producir nuevas sustancias, a modificar el ritmo de desarrollo de la planta o, bien a aumentar su capacidad de defensa contra factores adversos. El interés de plantas transgénicas es de mejorar la calidad y productividad; además estas plantas constituyen una poderosa herramienta de investigación.
¿De dónde surge una planta transgénica? Para conocer la respuesta es preciso recordar que los genes son partes o regiones definidas del ADN, esa larga molécula informativa que poseemos todos los seres vivos -nuestro genoma- y que está formada por combinaciones enormes de cuatro letras moleculares denominadas bases nitrogenadas. Cada gene contiene una instrucción específica para la fabricación de una proteína, la cual de ¨dobla¨ en una forma característica para funcionar ya sea como enzina, fibra muscular, hormona o toxina. Así, cada proteína participa en alguna parte de las numerosas estructuras y actividades de la célula.
El aspecto de una planta transgénica no es, en general sorprendente; no se trata de calabazas gigantes o de limones con formas extrañas, ni papas que saben a tomate. A primera vista, una planta transgénica es semejante a las que no han sido transformadas. El cambio lo llevan en su interior y éste es asombroso: ya es posible adquirir semillas para cultivar plantas de varias especies que producen un bioinsecticida (cultivos Bt), lo que ha reducido significativamente la aplicación de pesticidas químicos; otras plantas son resistentes a un tipo de herbicida, lo cual permite el combate de malezas o ¨malas yerbas, sea más efectivo pues los cultivos no resultan dañados. En particular, destaca una variedad de tomate diseñada para tener una maduración retrasada en sus frutos es posible qué estos permanezcan más tiempo frescos en color, textura y sabor.\citep{acero2017}
Para la doctora Sol Ortiz García los cambios en las plantas serian:
Aumento en el número de inflorescencias y semillas.
Reducción o eliminación de la dispersión de las semillas.
Floración simultanea.
Perdida de la latencia.\cite{2015}
Según Emilio muñoz los procedimientos de trasformación que se utilizan en estas biotecnologías han sido desarrolladas antes de la revolución molecular de la biología y la genética, están aceptados por los consumidores y reconocidos por la reglamentación vigente. las aplicaciones de la nueva biotecnología han aprovechado el impulso de esta tradición, ahí que su utilización fuera entendida como lógica por los científicos y técnicos y por las empresas.
Entre las aplicaciones biotecnologías al área alimentaria actualmente en explotación comercial se pueden citar:
Los nuevos métodos biotecnológicos de medida;
La utilización de enzimas para la bioconversión del almidón en productos edulcorantes;
Los aromas y acentuadores del sabor;
La elaboración de jugos de frutas;
Los aminoácidos y otras moléculas nutritivas;
Los alimentos fermentados con otras texturas;
Las enzimas de quesería y los productos lácteos delactosados;
Las verduras híbridas;\citep{muoz2010}
La variación somacional: El cultivo in vitro representa un momento de estrés para las células y tejidos vegetales y puede desencadenar procesos mutangénicos durante el establecimiento del explanto, la inducción de callo y la formación de embriones o vástagos durante el proceso de regeneración de las plantas. Algunos de los cambios genéticos ocurridos en las plantas regeneradas puedan resultar variantes atractivos, con la utilidad potencial en el mejoramiento vegetal para el desarrollo de nuevas variantes.
Los cambios producidos son generalmente indeseables, pero la aparición ocasional de variantes no encontrados en las poblaciones naturales y que representan una ventaja desde el punto de vista agronómo, permite utilizar este fenómeno en programas de mejora vegetal sea utilizado en algunos casos, para conferir caracteres deseables a cultivares de importancia económica, entre los que incluyen resistencia en enfermedades, tolerancia suelos ácidos y a salinidad.
El desarrollo de nuevos cultivares por esta técnica involucra un balance entre la cantidad de variación y el mantenimiento de los caracteres agronómicos del cultivar.
En algunos casos puede representar una fuente de variación rápida y de fácil acceso para ser utilizada en programas de mejoramiento, especialmente para especies con sistemas genéticos limitados o de base genética estrecha. Los primeros casos de variación somaclonal se registraron en plantas de producción agámica como la caña de azúcar y la papa pero el fenómeno se ha ido observando en el trigo, el maíz, avena, arroz, pasto miel y pasto llorón y también en tabaco, tomate, zanahoria y otras muchas especies.
Micropropagación: consiste en la propagación de plantas en un ambiente artificial controlado, empleado un medio de cultivo adecuado. El cultivo es así una herramienta muy útil en los programas de mejoramiento, ya que tiene el potencial de producir plantas de calidad uniforme a escala comercial, a partir de un genotipo selecto y con una taza de multiplicación ilimitada. Esto es posible gracias a la propiedad de totipotencia que tienen las células tomaticas de cualquier tejido podrían formar tallos, raíces o embriones somáticos de acuerdo con la competencia que posea y al estímulo que recibe.
Avances de la biotecnología en cultivos ornamentales: en la segunda mitad del siglo XX la floricultura comenzó a trasformarse en una verdadera industria que debía abastecer a un mercado muy exigente, altamente competitivo y ávido de novedades. En el desarrollo de este proceso la incidencia de la biotecnología resultó de una relevancia insoslayable. Como toda industria, la actividad florícola gira alrededor de un producto y de los factores que lo afectan. De las herramientas biotecnologías disponibles, el cultivo de tejidos ha sido de las que mas impacto tuvo en la floricultura aunque, en forma reciente, la genómica y la transgénesis han adquirido gran relevancia, sobre todo en cultivos como la rosa, el clavel y el crisantemo.\citep{levitus2005}
Agricultura orgánica:
Otra opción tecnológica en la producción, es la agricultura orgánica, la cual, presume de ser sustentable, armónica con el medio ambiente, promotora de productividad y fortalecedora de fuentes de empleo.
Efectivamente, los alimentos orgánicos han ganado un espacio importante en el mercado mundial de los alimentos, esto gracias a que dichos cambios obedecen a una fuerte preocupación por la salud de los consumidores, así como también por la necesidad de tener una relación mas armoniosa con el medio ambiente y por un aprovechamiento más productivo de la agricultura la producción orgánica se caracteriza por la no utilización de productos de síntesis química de producción integral que utilice insumos naturales, tierras de calidad, prácticas de labranza y conservación del suelo con el fin de obtener un producto sin residuos tóxicos en toda la cadena productiva. Esta agricultura \citep{villanueva2004}.
Beneficios:
Hoy hay unos 800 millones de personas (18% de población en el mundo en desarrollo) que no tienen acceso a suficiente comida para satisfacer sus necesidades (PinstrupAnderson y Pandya-Lorch 2000, Pinstrup-Anderson et al 1999), principalmente debido a la pobreza y desempleo. La desnutrición juega un papel importante en la mitad de los casi 12 millones de muertes cada año de niños menores de cinco años en los países en desarrollo (UNICEF 1998). En además de la falta de alimentos, deficiencias en micronutrientes (especialmente vitamina A, yodo y hierro) están muy extendidos. Además, los cambios en los patrones del clima global y las alteraciones en el uso de la tierra exacerbarán la problemas de producción regional y demandas de alimentos. Se requieren avances dramáticos en la producción de alimentos, distribución y acceso si vamos a abordar estos necesariamente. Algunos de estos avances ocurrirán a partir de tecnologías, pero otros vendrán de las ventajas ofrecido por las tecnologías de GM. 3.2 Lograr el crecimiento mínimo necesario en total producción de cultivos básicos mundiales: maíz, arroz, trigo, yuca, ñames, sorgo, papas y batatas - sin aumentar aún más la tierra cultivada, requerirá aumentos sustanciales en los rendimientos por acre. Aumentos en la producción también es necesaria para otros cultivos, como las leguminosas, mijo, algodón, colza, plátanos y plátanos. 3.3 Es importante aumentar el rendimiento en tierras que ya están intensamente cultivado. Sin embargo, aumentar la producción es solo una parte de la ecuación Generación de ingreso, particularmente en áreas de bajos ingresos junto con más distribución efectiva de las reservas de alimentos, son igualmente, si no más importante. Las tecnologías de GM son relevantes para ambos estos elementos de seguridad alimentaria.\citep{swaminathan2000}. la biotecnología moderna hace que los programas de mejoramiento mas efectivo de dos maneras importantes en primer lugar permite la transferenciade genes específicos incorporada en la nueva variedad solo esos rasgos se desean. esto hace que el proceso de transferencia de rasgo sea mas rápido, exacto mas barato y menos probable que falle en los métodos tradicionales de cruzamiento. las preocupaciones sobre los cultivos transgenicos representan importantes considreaciones en muchos casos especialmente por parte del publico aunque son las preocupaciones sobre consecuencias de la nueva tecnologia los riesgos, beneficios e impactos llamados extrinsecas por straughan(1995 b), que generalmete se discuten.