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Genómica y Mejora Vegetal F. Nuez
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| Capítulo 1 Panorama general de la Genómica en relación con la Mejora Vegetal F. Nuez, y J.M. Carrillo 1.1. Introducción 1.2. De la Mejora Vegetal a la Genética 1.2.1. El empirismo en la Mejora Vegetal premendeliana 1.2.2. Los trabajos de Mendel y su redescubrimiento 1.2.3. El nacimiento de la Genética 1.2.4. De la Genética a la Mejora Genética 1.2.5. El Campo Biológico Unificado 1.3. Genómica Estructural 1.4. Genómica Inversa versus Genética Directa 1.5. Genómica funcional 1.6. El genoma como sistema complejo 1.7. La necesidad de la bioinformática 1.8. Proteómica 1.9. Ingeniería metabólica 1.10. ¿Hacia una nueva Mejora Vegetal? 1.10.1. Disponibilidad de mejores herramientas bioinformáticas 1.10.2 Mejoras en la calidad de los marcadores moleculares y en su uso 1.10.3 Utilización de mapas ultradensos de calidad 1.10.4 Uso más racional de los recursos fitogenéticos 1.10.5 Generalización del empleo de la transgenia 1.10.6 Avances significativos en la Ingeniería Metabólica 1.10.7 Aumento de la variación disponible 1.10.8 Aprovechamiento de las relaciones de sintenia 1.10.9. Disponibilidad de un nuevo marco conceptual 1.11. Modificaciones en el ordenamiento jurídico: Los derechos del obtentor Bibliografía Capítulo 2 Los marcadores genéticos en la Mejora Vegetal A. Martín 2.1. Introducción 2.2. Marcadores genéticos de interés en mejora 2.2.1. RFLPs 2.2.2. RAPDs 2.2.3. AFLPs 2.2.4. SCARs, STS-PCR y SSAPs 2.2.5. CAPs 2.2.6. SSRs 2.2.7. SNPs 2.3. Construcción de mapas genéticos y análisis de caracteres cuantitativos 2.3.1. Cálculo de distancias y ordenación génicas 2.3.2. Mapeo de QTL 2.4. Estructura de los programas de mejora 2.5. Generación de variabilidad genética y selección ayudada por marcadores moleculares (MAS, marker assisted selection) 2.5.1. Bancos de germoplasma. Cruzamientos intraespecíficos 2.5.2. Cruzamientos interespecíficos 2.6. Marcadores moleculares y heterosis 2.7. Conclusiones Bibliografía Capítulo 3 Estructura del genoma A. Monfort, J. García-Mas, P. Puigdoménech y P. Arús 3.1. Introducción 3.2. Aproximaciones al análisis del genoma 3.3. Secuencias de genomas 3.3.1. Secuenciación del ADN 3.3.2. Técnicas de clonaje de genomas 3.3.3. Secuenciación de genomas pequeños 3.3.4. Secuenciación de grandes genomas 3.3.5. Alineamiento y corrección de la secuencia 3.4. Genomas completos secuenciados de organismos modelos 3.4.1. Organismos bacterianos 3.4.2. Organismos eucariotas no vegetales 3.5. Genomas vegetales 3.5.1. Genomas de orgánulos 3.5.2. El genoma nuclear: Arabidopsis thaliana 3.5.3. Otros genomas vegetales 3.6. Consideraciones generales deducidas de la comparación de genomas de plantas 3.7. Aplicaciones a la mejora genética Bibliografía Capítulo 4 Arabidopsis thaliana como modelo en el análisis genómico J. Terol, R. De Frutos y M. Pérez Alonso 4.1. Arabidopsis como planta modelo 4.2. De la secuenciación de genes a la secuenciación del genoma 4.3. Iniciativa del Genoma de Arabidopsis (AGI) 4.4. Estrategias utilizadas para la secuenciación del genoma de Arabidopsis 4.5. Anotación del genoma 4.6. El genoma de Arabidopsis contiene 25.498 genes 4.7. El genoma y las familias génicas 4.8. Estructura del genoma: Duplicaciones segmentales y elementos transponibles 4.9. Arabidopsis 201, un proyecto de genómica funcional Bibliografía Capítulo 5 Bioinformática y genómica J. Dopazo y A. Valencia 5.1. Introducción 5.2. Herramientas bioinformáticas 5.2.1. Búsqueda de secuencias similares, BLAST y FASTA 5.2.2. Obtención de información. SRS 5.2.3. Alineamiento múltiple de secuencias 5.2.4. Uso de motivos conservados para buscar homólogos remotos 5.2.5. Filogenias moleculares 5.3. Bases de datos 5.3.1. Bases de datos de secuencias de ADN, proteínas y estructura 5.3.2. Bases de datos moleculares de plantas 5.3.3. Bases de datos de motivos funcionales y estructurales 5.3.4. Otras bases de datos 5.4. Del gen a la perspectiva genómica: el cambio de paradigma 5.5. Predicción de genes 5.6. La estructura tridimensional de las proteínas 5.7. Determinación experimental de estructura de proteínas 5.7.1. Genómica (o proteómica) estructural 5.8. Bases de datos de estructura de proteínas 5.9. Comparación de estructura de proteínas 5.10. Visualización de estructura de proteínas 5.11. Predicción de la estructura de las proteínas 5.11.1. Métodos básicos de predicción de estructura de proteínas 5.11.2. Predicciones lineales 5.11.3. Predicciones bidimensionales 5.11.4. Predicciones tridimensionales 5.11.5. Diseño por homeología 5.11.6. Predicción de estructura de proteínas por threading 5.11.7. Evaluación de las predicciones 5.12. La función de las proteínas 5.12.1. Utilización de la información evolutiva acumulada en los alineamientos múltiples para predecir aspectos de la función de las proteínas 5.12.2. Determinantes del árbol: aminoácidos conservados en subfamilias específicas 5.13. Conclusiones y perspectivas de futuro Bibliografía Capítulo 6 Proteómia A.G. Castillo, F. Agius, C. Ramos, L. Cruzado y E.R. Bejarano 6.1. Proteómica 6.1.1. Conceptos: el proteoma y la proteómica 6.1.2. Historia 6.1.3. La proteómica y la genómica 6.2. Obtención del proteoma: Proteómica estructural 6.2.1. Técnicas de separación de proteínas 6.2.2. Técnicas de identificación de proteínas 6.2.3. La bioinformática y la proteómica 6.2.4. Análisis de expresión diferencial: proteómica de expresión o diferencial 6.3. Proteómica funcional 6.3.1. Interacción entre proteínas 6.3.2. Análisis post-transduccionales 6.4. La proteómica en plantas Bibliografía Capítulo 7 Genómica comparada R. Lozano y J. Capel 7.1. Introducción 7.2. Sintenia y colinearidad: el genoma de Arabidopsis como referencia 7.3. Genómica comparada y genes ortólogos 7.4. Duplicación y redundancia génicas en los genomas vegetales 7.5. Genómica comparada de la familia Brassicaceae 7.5.1. Arabidopsis thaliana 7.5.2. Genómica comparada del género Brassica 7.5.3. Utilidades de la genómica comparada en la familia Brassicaceae 7.6. Genómica comparada en gramíneas y otras especies de la familia Poaceae 7.7. Genómica comparada en solanáceas (familia Solanaceae) 7.8. Genómica comparada en leguminosas (familia Fabaceae) Bibliografía Capítulo 8 Genómica funcional A. Garzón y J. Jiménez 8.1. Introducción 8.2. Del genoma a la función (métodos de análisis de aplicación masiva) 8.2.1. Métodos de modificación de la actividad génica 8.2.2. Métodos de análisis de la expresión 8.3. Del gen a la función (métodos dirigidos a un gen concreto) 8.4. Conclusión Bibliografía Capítulo 9 Genómica funcional en plantas G. Hueros y N. Jouve 9.1. Aplicación de la metodología genómica para la determinación de la función Génica 9.1.1. Colecciones de plantas mutagenizadas por inserción de elementos transponibles y ADN-T 9.1.2. Cómo lidiar con la redundancia génica características de plantas, la aproximación antisentido 9.1.3. La sobre-expresión como herramienta analítica 9.1.4. Análisis de genes y caracteres complejos mediante el estudio masivo de la expresión génica 9.1.5. Descubrimiento y análisis de genes mediante la utilización de trampas de genes y promotores 9.2. El problema del silenciamiento en la mejora basada en la tarnsgénesis Bibliografía Capítulo 10 Ingeniería metabólica J.A. Fernández y I. Gómez-Gómez 10.1. Ingeniería metabólica 10.1.1. Concepto 10.1.2. Condiciones a tener en cuenta 10.1.3. Genómica y perfilado metabólico 10.2. Genética molecular del metabolismo 10.2.1. Búsqueda de los genes 10.2.2. El genoma y el metabolismo 10.3. Metabolismo de carbohidratos 10.4. Metabolismo de lípidos 10.5. Metabolismo de proteínas 10.5.1. Proteínas de reserva 10.5.2. Proteínas bioactivas 10.6. Respuesta a patógenos 10.6.1. Defensas estructurales 10.6.2. Defensas bioquímicas 10.6.3. Genes de resistencia 10.6.4. Genes derivados del patógeno 10.7. Estrés abiótico 10.7.1. Estrés por déficit de agua, estrés osmótico y estrés salino 10.7.2. Estrés por bajas o altas temperaturas 10.7.3. Estrés oxidativo 10.7.4. Estrés por metales 10.8. Fisiología molecular de la toma de nutrientes 10.8.1. Asimilación del nitrógeno 10.8.2. Asimilación de azufre 10.9. Fotosíntesis y senescencia 10.10. Metabolitos secundarios 10.10.1. Terpenoides 10.10.2. Alcaloides 10.10.3. Compuestos fenólicos 10.10.4. Tioles 10.11. Perspectivas Bibliografía Capítulo 11 El marco jurídico de la Biología Vegetal F. Nuez y M. Holtmann 11.1. Introducción 11.2. La prohibición de patentar variedades vegetales y procedimientos esencialmente biológicos de obtención de vegetales 11.2.1. Variedad Vegetal como categoría de invención no patentable 11.2.2. Procedimiento esencialmente biológico de obtención de vegetales como categoría de invención no patentable 11.3. El título de obtención vegetal como vía de protección de las variedades vegetales 11.3.1. ¿Qué es un título de obtención vegetal? La Ley 3/2000 de obtenciones vegetales y el Reglamento 2100/94 de protección comunitaria de las obtenciones vegetales 11.3.2. ¿Cuándo puedo solicitar un título de obtención vegetal? 11.4. La patente como vía de protección de invenciones biotecnológicas y microbiológicas 11.4.1. ¿Qué es una patente biotecnológica? 11.4.2. Los requisitos de patentabilidad de la materia viva 11.4.3. ¿Cuándo puedo solicitar una patente sobre una invención vegetal? 11.4.4. La práctica de la Oficina Española de Patentes y Marcas 11.4.5. Invenciones microbiológicas como categoría de invención patentable 11.5. Actos libres y actos prohibidos por la patente y por el título de obtención vegetal 11.5.1. ¿Qué actos requieren la autorización del titular? 11.5.2. ¿Cuál es la materia protegida? 11.5.3. ¿Qué actos son libres para un tercero y qué materia está fuera del ámbito de protección del derecho? 11.6. La doble protección de las plantas por patente y por título de obtención vegetal 11.6.1. Prohibición legal de la doble protección 11.6.2. La doble protección en EE.UU. 11.6.3. Manifestaciones posibles de la doble protección 11.7. Síntesis: preguntas y respuestas sobre la protección jurídica de la biología vegetal 11.7.1. ¿Qué es un título de obtención vegetal? 11.7.2. ¿Cuándo puedo solicitar un título de obtención vegetal? 11.7.3. ¿Qué es una patente? 11.7.4. ¿Qué es una patente biotecnológica? 11.7.5. ¿Qué no se puede patentar dentro de una mejora de plantas? 11.7.6. ¿Cuáles son los requisitos de patentabilidad de la materia viva? 11.7.7. ¿Cuándo puedo solicitar una patente sobre una invención vegetal? 11.7.8. ¿Hay patentes concedidas sobre variedades vegetales? 11.7.9. ¿Cuánto tiempo cuesta obtener una patente desde su solicitud? Bibliografía |
