Tema 1.
Biotecnologia vegetal. Fundamentos y aplicaciones: El cultivo in-vitro de células vegetales. Historia. Teoría de la totipotencia. Cultivos diferenciados. Cultivos indiferenciados. Cultivos celulares. Aplicaciones biotecnológicas.
Tema 2.
Iniciación de cultivos vegetales in-vitro. El Laboratorio de biotecnología vegetal. Esterilización del material vegetal. Medios de cultivo. Componentes: agua, aminoácidos, vitaminas, reguladores de crecimiento, componentes inorgánicos (macro y oligoelementos). Diferentes formulaciones de medios de cultivos líquidos y sólidos.
Tema 3.
Mantenimiento y Desarrollo de cultivos indiferenciados. Reguladores de crecimiento vegetal: auxinas, citoquininas, giberelinas, ácido absicico, etileno, oligosacáridos, jasmonatos, salicilatos, brasinólidos. Su aplicación en el mantenimiento de cultivos indiferenciados.
Tema 4.
Cultivos sumergidos. Manejo y aplicaciones. Suspensiones celulares. Agregados celulares. Curvas de crecimiento. Metodología para la evaluación de crecimiento, peso seco, peso fresco, volumen de empaquetamiento celular. Velocidad específica de crecimiento. Viabilidad. Condiciones de cultivo. Propiedades de las suspensiones celulares y de los cultivos organizados. Sensibilidad al efecto de corte. Tendencia a la agregación. Diseño de bioreactores para suspensiones celulares. Métodos de operación. Batch, contínuos, batch alimentados, semicontínuos.
Tema 5.
Producción de metabolitos secundarios. El metabolismos secundario. Rol fisiológico de los metabolitos secundarios. Utilización de metabolitos secundarios vegetales. Producción de metabolitos secundarios por cultivo in-vitro. Relación entre la producción de metabolitos y el crecimiento celular.
Tema 6.
Fenómeno de elicitación: Estrategias vegetales de defensa. Elicitores: Oligosacáridos, glicoproteínas, péptidos. Percepción y transducción de la señal elicitora. Proteínas de unión. Mecanismos de transducción: Cambios de flujo iónico y potencial de membrana. Proteinquinasas y proteinfosfatasas. Especies de oxígeno reactivas. Oxidación lipídica. Respuesta hipersensitiva y resistencia sistémica adquirida.
Elicitación de cultivos sumergidos: Estrategias para inducir la formación de metabolitos secundarios en suspensiones celulares. Elicitación biótica. Empleo de biopolímeros, fitorreguladores y cultivos de otras especies. Elicitación abiótica. Uso de metales pesados y factores físicos.
Tema 7.
Recuperación de metabolitos. Permeabilización e inmovilización. Metodologías empleadas para optimizar la recuperación de metabolitos. Permeabilización. Empleo de diferentes agentes permeabilizantes y viabilidad celular. Técnicas de inmovilización celular. Diferentes métodos de inmovilización. Aplicabilidad y ventajas. Inmovilización en perlas de alginato. Metodología. Uso de biorreactores en cultivos inmovilizados.
Tema 8. Producción de metabolitos secundarios en cultivos diferenciados. Raíces transformadas genéticamente. Obtención de cultivos de raíces en cabellera. Metodología. Aplicaciones. Uso de biorreactores en el cultivo de raíces. Cultivos de órganos. Características metodológicas y aplicaciones.
Tema 9. Biotransformaciones. Concepto de biotransformaciones xenobióticas y biosintéticamente dirigidas. Biotransformaciones con cultivos celulares. Tipos de reacciones. Aplicación de los procesos de biotransformación. Obtención de nuevos compuestos químicos. Cultivos vegetales para el estudio bioquímico de producción de metabolitos secundarios. Incorporación de precursores.
Tema 10. Biorreactores para células vegetales. Características que afectan al diseño: Tamaño celular. Velocidad de crecimiento y densidad del inóculo. Producción de espuma. Configuración de Biorreactores. Tanque agitado. Columna de burbujas. Air lift. Transferencia de oxígeno. Agitación. Efecto de corte. Mezclado: Diseño de impellers. Biorreactores para cultivos de tejidos organizados y células inmovilizadas. Modos de operaración: Batch, batch alimentado, semicontínuo, contínuo, perfusión.
Tema 11. Manipulación genética en la formación de metabolitos secundarios. Introducción a los métodos de transformación genética de vegetales. Diferentes métodos de transformación. Transformación de especies mono y dicotiledóneas. Aplicaciones actuales. Producción de proteínas en cultivos de tejidos vegetales. Perspectivas futuras del manejo del metabolismo secundario.
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