BIOTECNOLOGÍA:

DEFINICIÓN:

Una técnica que utiliza células vivas, cultivos de tejidos o moléculas derivadas de un organismo como las enzimas para obtener o modificar un producto, mejorar una planta o animal o desarrollar un microorganismo para utilizarlo con un propósito especifico.

ANTECEDENTES:

La historia de la biotecnología puede dividirse en cuatro períodos.

1° corresponde a la era anterior a Pasteur En esta época, la biotecnología se refiere a las prácticas empíricas de selección de plantas y animales y sus cruzas, y a la fermentación como un proceso para preservar y enriquecer el contenido proteínico de los alimentos.

CARACTERISTICAS:

La aplicación artesanal de una experiencia resultante de la práctica diaria. Era tecnología sin ciencia subyacente en su acepción moderna.

2°Comienza con la identificación, por Pasteur, de los microorganismos como causa de la fermentación y el siguiente descubrimiento por parte de Buchner de la capacidad de las enzimas, extraídas de las levaduras, de convertir azúcares en alcohol.

Estos desarrollos dieron un gran impulso a la aplicación de las técnicas de fermentación en la industria alimenticia y al desarrollo industrial de productos como las levaduras, los ácidos cítricos y lácticos y, finalmente, al desarrollo de una industria química para la producción de acetona, "butanol" y glicerol, mediante el uso de bacterias.

3° CARACTERISTICAS:

Desarrollos en cierto sentido opuestos, ya que por un lado la expansión vertiginosa de la industria petroquímica tiende a desplazar los procesos biotecnológicos de la fermentación, pero por otro, el descubrimiento de la penicilina por Fleming en 1928, sentaría las bases para la producción en gran escala de antibióticos, a partir de la década de los años cuarenta.

SEGUNDO DESARROLLO IMPORTANTE:

Es el comienzo, en la década de los años treinta, de la aplicación de variedades híbridas en la zona maicera de los Estados Unidos ("corn belt"), con espectaculares incrementos en la producción por hectárea, iniciándose así el camino hacia la "revolución verde" que alcanzaría su apogeo 30 años más tarde.

4° BIOTECNOLOGÍA ACTUAL:

Se inicia con el descubrimiento

de la doble estructura

axial del ácido "deoxi-ribonucleico

" (ADN) por Crick y Watson en 1953

seguido por los procesos que permiten la inmovilización de las enzimas, los primeros experimentos de ingeniería genética realizados por Cohen y Boyer en 1973

y aplicación en 1975 de la técnica del "hibridoma" para la producción de anticuerpos "monoclonales"

Estos han sido los acontecimientos fundamentales que han dado origen al auge de la biotecnología a partir de los años ochenta. Su aplicación rápida en áreas tan diversas como la agricultura, la industria alimenticia, la farmacéutica, los

procesos de diagnóstico y tratamiento médico, la industria química, la minería y la informática, justifica las expectativas generadas en torno de estas tecnologías

«Un aspecto fundamental de la nueva biotecnología es que es intensiva en el uso del conocimiento científico.»

DIFERENCIAS ENTRE BIOTECNOLOGÍA ACTUAL A ERAS PASADAS:

En el período anterior a Pasteur, la biotecnología se limitaba a la aplicación de una experiencia práctica que se transmitía de generación en generación. Con Pasteur, el conocimiento científico de las características de los microorganismos comienza a orientar su utilización práctica

INNOVACIÓN BIOTECNOLÓGICA:

surgió en el sector productivo; en cambio, los desarrollos de la nueva biotecnología se originan en los centros de investigación,

APLICACIONES:

Tiene aplicaciones en importantes áreas industriales como lo son la atención de la salud, con el desarrollo de nuevos enfoques para el tratamiento de enfermedades; la agricultura con el desarrollo de cultivos y alimentos mejorados; usos no alimentarios de los cultivos, como por ejemplo plásticos biodegradables, aceites vegetales y biocombustibles; y cuidado medioambiental a través de la biorremediación, como el reciclaje, el tratamiento de residuos y la limpieza de sitios contaminados por actividades industriales. A este uso específico de plantas en la biotecnología se llama biotecnología vegetal. Además se aplica en la genética para modificar ciertos organismos.

CLASIFICACIÓN:

Biotecnología roja: se aplica a la utilización de biotecnología en procesos médicos. Algunos ejemplos son el diseño de organismos para producir antibióticos, el desarrollo de vacunas más seguras y nuevos fármacos, los diagnósticos moleculares, las terapias regenerativas y el desarrollo de la ingeniería genética para curar enfermedades a través de la manipulación génica.

Biotecnología blanca: también conocida como biotecnología industrial, es aquella aplicada a procesos industriales. Un ejemplo de ello es el diseño de microorganismos para producir un producto químico o el uso de enzimas como catalizadores industriales, ya sea para producir productos químicos valiosos o destruir contaminantes químicos peligrosos por ejemplo utilizando oxidorreductasas. También se aplica a los usos de la biotecnología en la industria textil,

Biotecnología verde: es la biotecnología aplicada a procesos agrícolas. Un ejemplo de ello es el diseño de plantas transgénicas capaces de crecer en condiciones ambientales desfavorables o plantas resistentes a plagas y enfermedades. Se espera que la biotecnología verde produzca soluciones más amigables con el medio ambiente que los métodos tradicionales de la agricultura industrial. Un ejemplo de esto es la ingeniería genética en plantas para expresar plaguicidas

Biotecnología azul: también llamada biotecnología marina, es un término utilizado para describir las aplicaciones de la biotecnología en ambientes marinos y acuáticos. Aún en una fase temprana de desarrollo sus aplicaciones son prometedoras para la acuicultura, cuidados sanitarios, cosmética y productos alimentarios.

Avances de la biotecnología moderna:

La plataforma de despegue de la biotecnología moderna fue, como ya se había mencionado, la capacidad de aislar, editar y manipular el material de los organismos vivos, llegando al grado de crear organismos transgénicos, muchos de los cuales producen proteínas específicas etólogas.

Con el desarrollo de técnicas más complejas, en los años recientes se han alcanzado avances muy importantes en diferentes áreas, ejemplo de éste avance es la determinación de las secuencias nucleotídicas de genomas completos de microorganismos, animales, plantas y del hombre mismo.

VENTAJAS:

Entre las principales ventajas de la biotecnología se tienen:

Rendimiento superior. Mediante los OGM el rendimiento de los cultivos aumenta, dando más alimento por menos recursos, disminuyendo las cosechas perdidas por enfermedad o plagas así como por factores ambientales.

Reducción de pesticidas. Cada vez que un OGM es modificado para resistir una determinada plaga se está contribuyendo a reducir el uso de los plaguicidas asociados a la misma que suelen ser causantes de grandes daños ambientales y a la salud.

Mejora en la nutrición. Se puede llegar a introducir vitaminas y proteínas adicionales en alimentos así como reducir los alérgenos y toxinas naturales. También se puede intentar cultivar en condiciones extremas lo que auxiliaría a los países que tienen menos disposición de alimentos.

Mejora en el desarrollo de nuevos materiales.

La aplicación de la biotecnología presenta riesgos que pueden clasificarse en dos categorías diferentes: los efectos en la salud de los humanos y de los animales y las consecuencias ambientales.

RIESGOS:

PARA EL MDEIO AMBIENTE:

Cabe señalar la posibilidad de polinización cruzada, por medio de la cual el polen de los cultivos genéticamente modificados (GM) se difunde a cultivos no GM en campos cercanos, por lo que pueden dispersarse ciertas características como resistencia a los herbicidas de plantas GM a aquellas que no son GM. Esto que podría dar lugar, por ejemplo, al desarrollo de maleza más agresiva o de parientes silvestres con mayor resistencia a las enfermedades o a los estreses abióticos, trastornando el equilibrio del ecosistema.

Surgen del gran uso de cultivos modificados genéticamente con genes que producen toxinas insecticidas, como el gen del Bacillus thuringiensis. Esto puede hacer que se desarrolle una resistencia al gen en poblaciones de insectos expuestas a cultivos GM.

También se puede perder biodiversidad, por ejemplo, como consecuencia del desplazamiento de cultivos tradicionales por un pequeño número de cultivos modificados genéticamente".

PARA LA SALUD:

Existen riesgos de transferir toxinas de una forma de vida a otra, de crear nuevas toxinas o de transferir compuestos alergénicos de una especie a otra, lo que podría dar lugar a reacciones alérgicas imprevistas.

Existe el riesgo de que bacterias y virus modificados escapen de los laboratorios de alta seguridad e infecten a la población humana o animal.

Los agentes biológicos se clasifican, en función del riesgo de infección, en cuatro grupos:

Agente biológico del grupo 1: aquel que resulta poco probable que cause una enfermedad en el hombre.

Agente biológico del grupo 2: aquel que puede causar una enfermedad en el hombre y puede suponer un peligro para los trabajadores.

Agente biológico del grupo 3: aquel que puede causar una enfermedad grave en el hombre y presenta un serio peligro para los trabajadores.

Agente biológico del grupo 4: aquel que causando una enfermedad grave en el hombre supone un serio peligro para los trabajadores, con muchas probabilidades de que se propague a la colectividad y sin que exista generalmente una profilaxis o un tratamiento eficaz.

DESVENTAJAS:

Los procesos de modernización agrícola, además del aumento de la producción y los rendimientos, tienen otras consecuencias.

Una de ellas es la disminución de la mano de obra empleada por efectos de la mecanización; esto genera desempleo y éxodo rural en muchas áreas.

Por otro lado, para aprovechar las nuevas tecnologías se requieren dinero y acceso a la tierra y al agua. Los agricultores pobres que no pueden acceder a esos recursos quedan fuera de la modernización y en peores condiciones para competir con las producciones modernas.

PERSONAS INFLUYENTES EN LA BIOTECNOLOGIA:

Gregor Mendel - Describió las leyes de Mendel, que rigen la herencia genética.

Pasteur - Realizó descubrimientos importantes en el campo de las ciencias naturales, principalmente en química y microbiología –

Describió científicamente el proceso de pasteurización y la imposibilidad de la generación espontánea y desarrolló diversas vacunas, como la de la rabia.

Franklin, Watson y Crick - Descubridores de la estructura del ADN.

Beadle y Tatum - Descubridores de que los rayos X producían mutaciones en mohos y tras varios experimentos llegaron a la hipótesis "un gen, una enzima", fundamental para el dogma central de la biología molecular.

LA INGENIERIA GENETICA:

La ingeniería genética es la tecnología del control y transferencia de ADN de un organismo a otro, lo que posibilita la creación de nuevas especies, la corrección de defectos genéticos y la fabricación de numerosos compuestos.

Conjunto de técnicas que permiten quitar, poner o modificar genes al ADN de un organismo con el fin de cambiar su información.

Si los organismos modificados genéticamente son eucariotas, se dice que son transgénico.

Si los organismos modificados son procariotas (bacterias) se les suele denominar organismos genéticamente modificados (OGM)

COMO SE MODIFICA EL ADN DE UN ORGANISMO?

APLICACIONES:

APLICACIONES MÉDICAS:

O Obtención de proteínas de interés médico, comercial, etc… (insulina, hormona del crecimiento, factores de coagulación)

O Obtención de vacunas recombinantes (aternativa al uso de organismos patógenos inactivos)

O Diagnóstico de enfermedades de origen genético

O Tratamiento de enfermedades de origen génico: Terapia génica

TERAPIA GENETICA:

Estrategias Terapéuticas: enviar una información a un grupo de células del organismo puede hacerse de dos formas distintas

Inyectando directamente el vector en el paciente (estrategia in vivo-dentro del cuerpo)

Inyectando el gen en células sanas del paciente que se han extraído antes mediante una biopsia (estrategia ex vivo-fuera del cuerpo).

¿Qué tipo de células pueden emplearse en la terapia génica? Se pueden emplear dos tipos :

Células del propio paciente: estas células se modifican en el laboratorio, antes de re-inyectarlas.

Células Madre: Células con gran capacidad de multiplicarse y que pueden generar cualquier tipo de célula de un organismo adulto. Estas células pueden extraerse del propio paciente o proceder de cultivos mantenidos en el laboratorio.