EMBRIOGENESIS SOMATICA, ENSAYO EN BIORREACTORES Y SEMILLAS ARTIFICIALES

 EMBRIOGENESIS SOMATICA, ENSAYO EN BIORREACTORES Y SEMILLAS ARTIFICIALES.[pic 1]

Garcia Perez Olga, Guevara Sergio.

Docente: María José Baquero

Universidad de Sucre

La embriogénesis es el proceso que describe el inicio del desarrollo de una planta sin tener en cuenta el origen del embrión, en esta se organizan los futuros ejes corporales, se generan las células madre básicas y los iniciadores del tejido, los cuales sirven como huella, indicando la posición de las células que conlleva a el posterior desarrollo de la planta. Por su parte, todos los trayectos celulares y los patrones que acontecen durante este lapso son frecuentes durante  todo el desarrollo. De ahí, que el embrión maduro contiene las mismas características tisulares básicas en cualquier fase de crecimiento de la planta.

De acuerdo a lo anterior, nace la técnica de micropropagación, la cual utiliza a la embriogénesis, para la difusión de células en varios estadios de diferenciación, las cuales pueden formar tejidos, órganos y en última instancia plantas completas. En esta se encierran una serie de técnicas de propagación asexual o vegetativa, basadas principalmente en las divisiones mitóticas que permiten, de manera teórica una producción ilimitada de plantas y la preservación el genotipo original.

Esta técnica se basa fundamentalmente en el concepto de totipotencia, término aplicado a la capacidad de una célula vegetal de desdiferenciarse y rediferenciarse para formar órganos, y en última instancia una planta entera (Durzan, 1990).

Cabe destacar que la embriogénesis se puede dar con o sin fertilización, esta última mediante la creación  de embriones asexuales que se forman a partir de tejido materno o de un óvulo no fertilizado. La producción de embriones asexuales se puede lograr in vitro mediante embriogénesis gametofítica o mediante embriogénesis somática.

Por su parte, la embriogénesis somática es una herramienta ampliamente usada en el campo de la biotecnología esta consiste en generar embriones por medio de las divisiones mitóticas de células somáticas consiguiendo así preservación del material genético original, en otras palabras es una técnica de clonación.

Posteriormente los embriones somáticos se producen de novo, después del establecimiento de un callo excitado artificialmente mediante la suministro de reguladores de crecimiento que parcialmente son la causa de la variación somaclonal. En otros casos, la embriogénesis puede ser directa, dado que las células pueden pasar de forma gradual a ser embriones somáticos, sin pasar directamente por la formación de callo.

En términos generales, la embriogénesis somática se puede dividir en dos etapas: la etapa de inducción, que consiste en que las células somáticas diferenciadas adquieren una capacidad  embriogénica y proliferan, y la de expresión en la que las células embriogénicas muestran su competencia y se diferencian para formar embriones somáticos.

La inducción puede ocurrir a partir de varios órganos vegetales como hojas, segmentos de tallos, embriones zigóticos o inflorescencias jóvenes, e incluso a partir de células individuales, como protoplastos (Luo y Koop, 1997). Según Elhiti et al., (2010) Los mecanismos por los cuales se induce la embriogénesis son complejos pero similares entre las diferentes especies vegetales y consta de varios pasos. Primero, las células del explanto tienen que tener el potencial para expresar totipotencia.

En segundo lugar, las células deben adquirir la competencia para responder a las señales inductivas exógenas. En tercer lugar, las células competentes deben ser inducidas por estímulos específicos físicos o químicos (como condiciones osmóticas, cambios en el pH, concentraciones de amino ácidos, entre otros) y comprometerse en la vía embriogénica.

Cabe destacar la importancia de que las células del explanto pasen un proceso de desdiferenciación, esto con el fin de que estas células pierden su destino celular específico y se vuelvan meristemáticas. Estas células meristemáticas tienen ahora la capacidad de iniciar una ruta de desarrollo y regenerar embriones, dependiendo de las condiciones del cultivo proporcionadas. Las condiciones que pueden afectar de manera directa este proceso incluyen genotipo, maduración y condiciones fisiológicas/ontogenéticas del material de partida así como el medio de cultivo y las condiciones físicas aplicadas in vitro incluyendo el tiempo del tratamiento.

Por otra parte, el uso de células vivas para la elaboración en masas de productos químicos crece a pasos agigantados, cuya materia prima principal son los microorganismos (bacterias, hongos, algas) células humanas, vegetales o animales, los cuales nos permiten generar productos como; la insulina, antibióticos, biosurfactantes, entre otros. También los procesos biológicos son muy usados en el tratamiento de residuos y efluentes.                                                                                                                          

Estos bioprocesos se fundamentan en el uso de organismos vivos o partes de ellos (estructuras sub – celulares, moléculas) para la producción de bienes y servicios. En esta definición se encuadran un conjunto de actividades que el hombre ha venido desarrollando por miles de años, como la producción de alimentos fermentados (pan, yogurt, vinos, cerveza, etc.).

Cabe destacar que un biorreactor provee todas las condiciones necesarias para el cultivo, tales como mezclado, termostatización, suministro de oxígeno, entradas para adición de nutrientes, control del pH, etc. Por otra parte, cuando se habla de sistemas de cultivo o, también, métodos de cultivo, se hace referencia al modo de operar del biorreactor, esto es en forma continua, discontinua o semicontinua.

Los reactores de tanque agitado, son un tipo de reactores donde se consigue que la mezcla contenida en él sea homogénea por lo tanto también se denomina biorreactor continuo, la importancia de homogeneizar la mezcla, es que todas las variables de concentración, temperatura, pH, presión, son iguales para cualquier punto del medio contenido en el tanque. La concentración final, o de salida debe ser igual a la concentración de la mezcla de dentro del reactor.

Por otra parte, existe un biorreactor  más tradicional y a su vez más usado el denominado reactor discontinuo, que se emplea usualmente en la industria farmacéutica, alimentaria y biotecnológica, dado que este reduce el tiempo de operación en relación con el continuo, además que  asegura de forma fácil las condiciones asépticas durante todo el proceso de reacción.

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