LA BIOTECNOLOGÍA
La biotecnología tiene sus fundamentos en la tecnología que estudia y aprovecha los mecanismos e interacciones biológicas de los seres vivos, en especial los unicelulares, mediante un amplio campo multidisciplinario. La biología y la microbiologia son las ciencias básicas de la biotecnología, ya que aportan las herramientas fundamentales para la comprensión de la mecánica microbiana en primera instancia. La biotecnología se usa ampliamente en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, medio ambiente y medicina. La biotecnología se desarrolló desde un enfoque multidisciplinario involucrando varias disciplinas y ciencias como biología, bioquímica,genética, virología, agronomía, ecología, ingeniería, física, química, medicina y veterinaria entre otras. Tiene gran repercusión en la farmacia, la medicina, la ciencia de los alimentos, el tratamiento de residuos sólidos, líquidos, gaseosos y la agricultura. La Organización para la Cooperación y Desarrollo Económico (OCDE) define la biotecnología como la "aplicación de principios de la ciencia y la ingeniería para tratamientos de materiales orgánicos e inorgánicos por sistemas biológicos para producir bienes y servicios".
Probablemente el primero que usó este término fue el ingeniero húngaro Károly Ereki, en 1919, cuando lo introdujo en su libro Biotecnología en la producción cárnica y láctea de una gran explotación agropecuaria.
Según el Convenio sobre Diversidad Biológica de 1992, la biotecnología podría definirse como "toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos".
El Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnología del Convenio sobre la Diversidad Biológica define la biotecnología moderna como la aplicación de:
- Técnicas in vitro de ácido nucleico, incluidos el ácido desoxirribonucleico (ADN) recombinaste y la inyección directa de ácido nucleico en células u orgánulos.
- La fusión de células más allá de la familia taxonómica, que supere las barreras fisiológicas naturales de la reproducción o de la recombinación y que no sean técnicas utilizadas en la reproducción y selección tradicionales.
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| ESTRUCTURA DE ARN DE TRANSFERENCIA |
APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGÍA
- BIOTECNOLOGÍA EN LA MEDICINA: Si empezamos por el principio, se debe definir qué es la Biotecnología y cuales pueden ser sus aplicaciones. Así pues, la Biotecnología consiste en la utilización de seres vivos sencillos (bacterias y levaduras) y células eucariotas en cultivo, cuyo metabolismo y capacidad de biosíntesis se utilizan para la fabricación de sustancias específicas aprovechables por el hombre. La Biotecnología permite, gracias a la aplicación integrada de los conocimientos y técnicas de la bioquímica, la microbiología, la ingeniería química, y, sobre todo, la ingeniería genética, aprovechar en el plano tecnológico las propiedades de los microorganismos y los cultivos celulares. Permiten producir a partir de recursos renovables y disponibles en abundancia gran número de sustancias y compuestos.Se ha producido un claro avance en este campo quedando claramente diferenciadas la Biotecnología tradicional de la moderna. La Biotecnología tradicional empleaba microorganismos, como bacterias, levaduras y mohos, para producir diferentes alimentos, como el pan, queso, vino o cerveza. En cambio, hoy en día utiliza microorganismos modificados genéticamente, mediante técnicas de Ingeniería Genética.Una breve definición de Ingeniería Genética: es una parte de la Biotecnología que se basa en la manipulación de genes para obtener sustancias específicas aprovechables por el hombre. Se trata de aislar el gen que produce la sustancia, e introducirlo en otro ser vivo que sea más sencillo (y barato) de manipular; lo que se consigue es modificar las características hereditarias de un organismo de una forma dirigida por el hombre, alterando su material genético.Si nos paramos a pensar en las aplicaciones la lista se hace infinita, ya que se puede aplicar en muy distintos campos como alimentación, agricultura, ganadería, medio ambiente o medicina. Una de sus aplicaciones en medicina más esperanzadora es la Terapia Génica, que permite tratar a personas con enfermedades genéticas. Mediante este tipo de terapia se puede curar enfermedades debidas a la presencia de un gen defectuoso. La técnica empleada consiste en introducir el gen sano en el individuo y que luego sus células produzcan la proteína que necesita. Este es el método que se emplea para el tratamiento de enfermos con fibrosis quística (enfermedad producida por un gen recesivo). En 1989 se identificó el gen causante de la misma, lo que permite determinar, mediante un análisis de DNA, si una persona es portadora o no.Por ejemplo, una de las principales vías de investigación actuales es la de marcar genéticamente a las células tumorales de un cáncer para que el organismo las reconozca como extrañas y pueda luchar contra ellas. Esta técnica se puede aplicar en enfermedades con alta incidencia, con el beneficio que eso reporta, como cáncer (melanoma, riñón, ovario, colon, leucemia, pulmón, hígado, próstata,…), fibrosis quística, hipercolesterolemia, hemofilia, artritis reumatoide, diabetes o VIH.Hay muchas proteínas con un alto interés médico y económico, como antibióticos, enzimas, hormonas (insulina, hormona del crecimiento, eritropoyetina, …), vacunas (vacunas comestibles), proteínas sanguíneas (seroalbúmina, factores de coagulación, …), interferón, y un largo etcétera. Dando un paso más entramos en el campo de la nano-Biotecnologíamediante el cual se puede acceder a nuevos tratamientos locales, que no afectan el organismo entero, por ejemplo en los trasplantes de médula ósea, la investigación con células madre, la terapia genética, el cáncer o la hemólisis.De esta forma resulta posible trabajar con sistemas de diagnóstico cada vez más diminutos para seleccionar células determinadas. Así, por ejemplo, en el tratamiento del cáncer de mama, con la ayuda de partículas magnéticas se pueden eliminar células malignas aisladas y la paciente evitaría así una intervención quirúrgica. La nano-Biotecnología se considera la ciencia clave del siglo XXI, que promete progresos revolucionarios y nuevas terapias. La Biotecnología es una ciencia en auge, de la que se hacen eco políticos, periodistas, farmacéuticas, médicos y la sociedad en general. Por ello, es de gran utilidad la realización de congresos y encuentros entre diferentes profesionales que aportan diferentes puntos de vista. Uno que se celebró recientemente (5 de noviembre de 2010) fue el organizado por el CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas) y que tuvo por título “Curso de Biotecnología aplicada a la Salud”. En él se abordó , por ejemplo, el uso de fármacos biotecnológicos (los cuales emulan a factores biológicos naturales con la finalidad de potenciar o inhibir un efecto biológico determinado), que representan el 20 por ciento del total de medicamentos disponibles en el mercado y el 50 por ciento de los nuevos fármacos en desarrollo. También hubo especial interés en nuevos anticuerpos monoclonales, proteínas recombinantes o vacunas.
- BIOTECNOLOGÍA EN LA INDUSTRIA: La Biotecnología se define como el uso de organismos vivos o partes de ellos (estructuras subcelulares, moléculas) para la producción de bienes y servicios. En esta definición se encuadran actividades que el hombre ha venido desarrollando por miles de años, como la producción de alimentos fermentados (pan, yogurt, vinos, cerveza, etc.).La Biotecnología Moderna es aquella que, contemplando la definición anterior, hace uso y dominio de la información genética. El nacimiento de la ingeniería genética a principios de la década del setenta, sentó las bases de esta nueva actividad. Esto permitió transferir genes (información genética) de una especie a otra y por lo tanto ‘programar’ organismos vivos para que realicen un sinnúmero de tareas específicas en la producción industrial.La Biotecnología Industrial (BI) es la biotecnología aplicada en la industria. Está basada en la ejecución de procesos industriales utilizando organismos biológicos y sus procesos fisiológicos. De esta manera se logran nuevos productos y procesos, más económicos y con menor impacto ambiental.
- Es una actividad (tecnología) multidisciplinaria; integra la bioquímica, la microbiología y la biología molecular con la química, la matemática, la informática y las tecnologías de proceso.
- Es aplicable a diversos sectores industriales como la industria química, textil, alimentación, energía, farmacéutica, agro-industria, producción de materiales, etc.
- Genera constantes innovaciones en productos y procesos.
- Ofrece beneficios ambientales considerables tanto por la obtención de procesos industriales más limpios como por el uso de biotecnologías para la solución de problemas de contaminación.
- Demanda recursos humanos calificados (científicos, ingenieros, gerentes, abogados, gestión)
- Requiere de regulaciones específicas ligadas a temas sociales, éticos y de percepción pública.
- Necesita un marco jurídico adecuado en cuanto a derechos de propiedad industrial y patentes.
Aplicaciones de la biotecnología en diferentes sectores productivosLa biotecnología industrial combina amplios conocimientos científicos y tecnológicos e implica la utilización de diversas técnicas biológicas e industriales para la intervención en la solución de problemas de múltiples sectores de actividad como agropecuario, alimentario, textil, salud y medio ambiente, entre otros.La utilización de biotecnología aporta simplificación de procesos, mejoras en la calidad de los productos, menor impacto ambiental y ahorro de costos. Además, es de vital importancia para el desarrollo de nuevos productos y terapias.
BIOTECNOLOGÍA EN LA AGRICULTURA:
Desde que el Hombre reunió rebaños y sembró vegetales para
su alimentación ha estado buscando los mejores animales y vegetales para su
producción. Ha cruzado individuos con distintas características para intentar
crear descendientes mejores que sus antecesores. Sin embargo, estos
cruzamientos no aseguran un resultado positivo. Mediante la biotecnología se
pueden seleccionar genes concretos e introducirlos en una célula, obteniendo un
organismo nuevo al que llamamos organismo genéticamente modificado, que poseerá
las características que le hemos insertado.
Agricultura
En agricultura estas técnicas pueden constituir toda una
revolución, ya que las células vegetales son fácilmente manipulables. Los genes
seleccionados se introducen en la célula vegetal mediante microinyección o
biobalística. Se induce la división celular y, en poco tiempo, podemos tener un nuevo plantón, un organismo
genéticamente modificado. Con este sistema se han obtenido interesantes
variedades, como por ejemplo:
- Transgénicos de maíz:
Variedad resistente a las heladas: se ha introducido un gen
perteneciente a la platija ártica (¡es un pez!), con lo que consigue soportar
temperaturas extremas.
Variedad resistente al taladro del maíz: se ha introducido
el gen de una toxina bacteriana que provoca la muerte en la larva de la especie
de insecto que provoca el taladro del maíz.
Variedad resistente a herbicidas: se ha introducido un gen
bacteriano que permite a la planta degradar el herbicida.
- Transgénicos de la patata: se añaden genes de amaranta a la patata, con lo que ésta puede formar proteínas ricas en aminoácidos esenciales. Así aumenta el valor nutritivo de la patata.
- Transgénicos de arroz: se añade un gen precursor del b-caroteno para obtener vitamina A.
Con estas variedades y con otras muchas podrían combatirse
casos de hambruna endémica en distintas zonas del Planeta.
