sábado, 7 de noviembre de 2009

Ventajas y Desventajas.

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 alergenos 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 humana y de los animales y las consecuencias ambientales. Además, existen riesgos de un uso éticamente cuestionable de la biotecnología moderna.


Riesgos para el medio ambiente:

Entre los riesgos para el medio 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.[23] 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.

Otros riesgos ecológicos 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 puede haber riesgo para especies que no son el objetivo, como aves y mariposas, por plantas con genes insecticidas.

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

Biotecnología Alimenticia.

Los Europeos y en especial los Españoles, vivimos muy preocupados por su alimentación. El consumidor tiende a asimilar alimento natural con alimento sano y seguro y a mitificarlo cuando lo compara con los transgénicos, sin pensar que éstos han pasado por mayor número de evaluaciones sanitarias antes de su comercialización.
Centenares de científicos de distintas disciplinas (química, farmacológica.) trabajan en los centros de investigación de la industria alimentaria para desarrollar productos adaptados a nuestros sentidos.
Detrás de los alimentos de aspecto y sabor perfecto, se esconde un largo y complejo proceso de elaboración en el laboratorio. Si un sorbete a base de agua resulta cremoso o si una pizca de polvo marrón se convierte, al disolverse en el agua, en un capuchino, es gracias a recetas basadas en conocimientos de microfísica y de la química.
Vamos a ver algunos ejemplos curiosos que se dan en algunos de los alimentos que tomamos cada día:

- La multinacional Nestlé está realizando un estudio para lograr que los cereales crujan más, ya que a los consumidores no les gusta que sean demasiado silenciosos.

- Para que los espaguetis se cuezan por dentro, es necesario un tiempo de elaboración de ocho o diez minutos, lo que provoca que la parte exterior se reblandezca demasiado, provocando que no queden al dente. Para evitarlo los científicos del Centro de Investigaciones Nestlé han creado unos espaguetis seccionados en forma de trébol, que se cuecen de forma uniforme en sólo tres minutos.

- Las gominolas se elaboran a partir de macromoléculas semejantes a las de los polímeros que forman los materiales plásticos.

- Las papas fritas de bolsa se hicieron más apetitosas gracias a un experimento de David Parker, de la Universidad de Birmingham, que las sometió a una pequeña dosis de radioactividad.

- Young Hwa Kim, físico de la Lehig University Bethlem, en Pensilvania, ha logrado, sin añadir ningún ingrediente secreto al maíz, palomitas gigantes, multiplicando su tamaño por diez, simplemente reduciendo la presión existente en el ambiente en que se cuece.

- Otros científicos Alemanes de la Universidad Técnica de Berlín, tratan de solucionar uno de los mayores problemas de la cerveza, su espuma se desvanece rápidamente. Para resolverlo pretenden modificar directamente un gen de la cebada, para así conservar por más tiempo su espuma.

Biotecnología Humana.

Puesto que cada criatura es única, cada una posee una composición única de ADN. Cualquier individuo puede ser identificado por pequeñas diferencias en su secuencia de ADN, este pequeño fragmento puede ser utilizado para determinar relaciones familiares en litigios de paternidad, para confrontar donantes de órganos con receptores en programas de trasplante, unir sospechosos con la evidencia de ADN en la escena del crimen (biotecnología forense).
El desarrollo de técnicas para el diagnóstico de enfermedades infecciosas o de desordenes genéticos es una de las aplicaciones de mayor impacto de la tecnología de ADN. Al utilizar las técnicas de secuenciación de ADN los científicos pueden diagnosticar infecciones víricas, bacterianas o mapear la localización específica de los genes a lo largo de la molécula de ADN en las células.
El primer tratamiento exitoso en terapia génica fue en 1990, cuando se trató una enfermedad del sistema inmune de niños llamada "Deficiencia de ADA". Células sanguíneas con los genes correctos de ADA fueron inyectadas al cuerpo del paciente donde produjeron suficientes células normales que permitieron mejorar el sistema inmune.
Hoy, la terapia génica esta tratando enfermedades tales como tumores cerebrales malignos, fibrosis quística y HIV.
Con esta técnica se pretende también reparar órganos, como por ejemplo un hígado cirrótico a partir de las pocas células sanas que le quedan, un par de ventrículos nuevos para reemplazar los efectos devastadores de un infarto, la regeneración de una mano amputada o disponer de una fuente inagotable de neuronas para corregir los efectos de enfermedades tan graves como el Alzheimer o el Parkinson.

En estos momentos existen tres líneas de investigación:

- La clonación de células madre.: James Thonson, de la Universidad de Wisconsin (EEUU) descubrió en 1998 cómo obtener células madre a partir de un embrión humano. En el embrión esas células son las destinadas a formar todos los órganos del cuerpo, y estimuladas adecuadamente pueden reparar órganos dañados.El inconveniente de este método, es que el embrión de partida debe ser un clon del paciente. La clonación humana suscita un gran rechazo y mas aún en este caso cuando un embrión de pocos días, que nunca va a ser implantado en un útero, es utilizado únicamente para este fin y después se destruye. Esto plantea grandes problemas éticos y religiosos.

- La reprogramación de células adultas sin necesidad de clonar. La empresa británica PPL Therapeutics está a la cabeza de esta técnica, que les salva de todos los escollos morales y legales que existen al respecto.

- El esclarecimiento y manipulación del mecanismo genético que dispara la formación de órganos y extremidades en el embrión. En esta técnica nos encontramos con un español, Juan Carlos Izpisúa, que dirige un laboratorio en el Instituto Salk de La Jolla (California). El mecanismo consiste en determinar la relación existente entre dos familias de proteínas (llamadas Wnt y FGF) cuya unión en forma de parejas dispara la formación de un determinado miembro. Una pareja concreta formada por un miembro de Wnt y un miembro de FGF dispara la formación de un brazo, otra pareja distinta dispara la de una pierna, otra la del hígado, etc.

El ser humano sólo tiene activas estas parejas cuando es un embrión, pero anfibios como el axolote mexicano las tiene activas toda la vida, por ello pueden regenerar sus miembros amputados.

La investigación de Izpisúa está encaminada a encontrar la forma de reactivar estas parejas en los humanos adultos.

Biotecnología Vegetal.

Con las técnicas de la biotecnología moderna, es posible producir más rápidamente que antes, nuevas variedades de plantas con características mejoradas, produciendo en mayores cantidades, con tolerancia a condiciones adversas, resistencia a herbicidas específicos, control de plagas, cultivo durante todo el año. Problemas de enfermedades y control de malezas ahora pueden ser tratados genéticamente en vez de con químicos.
La ingeniería genética (proceso de transferir ADN de un organismo a otro) aporta grandes beneficios a la agricultura a través de la manipulación genética de microorganismos, plantas y animales.
Una planta modificada por ingeniería genética, que contiene ADN de una fuente externa, es un organismo transgénico. Un ejemplo de planta transgénica es el tomate que permite mantenerse durante mas tiempo en los almacenes evitando que se reblandezcan antes de ser transportados.

Biotecnología Ambiental.

La biotecnología ambiental se refiere a la aplicación de los procesos biológicos modernos para la protección y restauración de la calidad del ambiente.
El uso de microorganismos en procesos ambientales se encuentra desde el siglo XIX. Hacia finales de 1950 y principios de 1960, cuando se descubrió la estructura y función de los ácidos nucléicos, se puede distinguir entre biotecnología antigua tradicional y la biotecnología de segunda generación, la cual, en parte, hace uso de la tecnología del ADN recombinante.
Actualmente, la principal aplicación de la biotecnología ambiental es limpiar la polución. La limpieza del agua residual fue una de las primeras aplicaciones, seguida por la purificación del aire y gases de desecho mediante el uso de biofiltros.
La biorremediación (uso de sistemas biológicos para la reducción de la polución del aire o de los sistemas acuáticos y terrestres) se está enfocando hacia el suelo y los residuos sólidos, tratamientos de aguas domésticas e industriales, aguas procesadas y de consumo humano, aire y gases de desecho, lo que está provocando que surjan muchas inquietudes e interrogantes debido al escaso conocimiento de las interacciones de los organismos entre sí, y con el suelo. Los sistemas biológicos utilizados son microorganismos y plantas.
Cada vez mas compañías industriales están desarrollando procesos en el área de prevención, con el fin de reducir el impacto ambiental como respuesta a la tendencia internacional al desarrollo de una sociedad sostenible. La biotecnología puede ayudar a producir nuevos productos que tengan menos impacto ambiental.
En definitiva, la biotecnología puede ser utilizada para evaluar el estado de los ecosistemas, transformar contaminantes en sustancias no tóxicas, generar materiales biodegradables a partir de recursos renovables y desarrollar procesos de manufactura y manejo de desechos ambientalmente seguros.

Biotecnología Industrial.

Las tecnologías de ADN ofrecen muchas posibilidades en el uso industrial de los microorganismos con aplicaciones que van desde producción de vacunas recombinantes y medicinas, tales como insulina, hormonas de crecimiento e interferón, como enzimas y producción de proteínas especiales.
Desde hace varias décadas las grandes multinacionales de la biotecnología tienen puestos sus ojos en el control de algo vital para todos los pueblos del planeta, las plantas.
Ya que, tanto las plantas silvestres como los cultivos encierran unas posibilidades de hacer negocio verdaderamente insospechadas.

Biotecnología Animal.

La biotecnología animal ha experimentado un gran desarrollo en las últimas décadas. Las aplicaciones iniciales se dirigieron principalmente a sistemas diagnósticos, nuevas vacunas y drogas, fertilización de embriones in vitro, uso de hormonas de crecimiento, etc. Los animales transgénicos como el "ratón oncogénico" han sido muy útiles en trabajos de laboratorio para estudios de enfermedades humanas.
Existen tres áreas diferentes en las cuales la biotecnología puede influir sobre la producción animal:
-El uso de tecnologías reproductivas-Nuevas vacunas y-Nuevas bacterias y cultivos celulares que producen hormonas.
En animales tenemos ejemplos de modelos desarrollados para evaluar enfermedades genéticas humanas, el uso de animales para la producción de drogas y como fuente donante de células y órganos, por ejemplo el uso de animales para la producción de proteínas sanguíneas humanas o anticuerpos.
Para las enfermedades animales, la biotecnología provee de numerosas oportunidades para combatirlas, y están siendo desarrolladas vacunas contra muchas enfermedades bovinas y porcinas, que en los últimos tiempos han hecho mella en estos animales.

Clasificacion y técnicas usadas en Biotecnología.

La biotecnología, y en particular la llamada "nueva biotecnología", se ha convertido en las últimas décadas en el centro de investigación científica puntera. La mayor parte de los presupuestos gubernamentales dedicados a Investigación y Desarrollo está, hoy en día, dedicada a éste ámbito tecnocientífico.

La biotecnología puede ser clasificada en cinco amplias áreas.

· Biotecnología en Salud Humana.( Donde se incluye la B. Alimentaria)
· Biotecnología Animal.
· Biotecnología Industrial.
· Biotecnología Vegetal.
· Biotecnología Ambiental.

Las técnicas biotecnológicas utilizadas en los diferentes campos de aplicación de la biotecnología se pueden agrupar en dos grandes grupos:

Cultivo de tejidos: Trabaja a un nivel superior a la célula e incluye células, tejidos y órganos que se desarrollan en condiciones controladas.

Tecnología del ADN: Involucra la manipulación de genes a nivel del ADN, aislamiento de genes, su recombinación y expresión en nuevas formas, etc.

La ingeniería genética puede ser una herramienta muy poderosa para crear alternativas amistosas ambientales en productos y procesos que actualmente contaminan el ambiente o acaban con los recursos no renovables. Factores políticos, económicos y sociales determinarán que posibilidades científicas se harán realidad.

Periodos de la Biotecnología.

La historia de la biotecnología puede dividirse en cuatro períodos. El primero corresponde a la era anterior a Pasteur y sus comienzos se confunden con los de la humanidad. 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 procesopara preservar y enriquecer el contenido proteínico de los alimentos. Este período se extiende hasta la segunda mitad del siglo XIX y se caracteriza como la aplicación artesanal de una experiencia resultante de la práctica diaria. Era tecnología sin ciencia subyacente en su acepción moderna. La segunda era biotecnológica 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.
La tercera época en la historia de la biotecnología se caracteriza por 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. Un segundo desarrollo importante de esa época 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.
La cuarta era de la biotecnología es la 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", gracias a los trabajos de Milstein y Kohler.

lunes, 2 de noviembre de 2009

Descripción.-

La biotecnología es la tecnología basada en la biología, especialmente usada en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, ciencias forestales y medicina. Se desarrolla en un enfoque multidisciplinario que involucra varias disciplinas y ciencias como biología, bioquímica, genética, virología, agronomía, ingeniería, física, química, medicina y veterinaria entre otras. Tiene gran repercusión en la farmacia, la medicina, la microbiología, la ciencia de los alimentos, la minería y la agricultura entre otros campos. Probablemente el primero que usó este término fue el ingeniero húngaro Karl Ereki, en 1919, quien la introdujo en su libro Biotecnología en la producción cárnica y láctea de una gran explotación agropecuaria.1 2
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".3 4
El Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnología del Convenio sobre la Diversidad Biológica5 define la biotecnología moderna como la aplicación de:
Técnicas
in vitro de ácido nucleico, incluidos el ácido desoxirribonucleico (ADN) recombinante y la inyección directa de ácido nucleico en células u orgánulos, o
La fusión de células más allá de la
familia taxonómica que superan las barreras fisiológicas naturales de la reproducción o de la recombinación y que no son técnicas utilizadas en la reproducción y selección tradicional.

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) recombinante y la inyección directa de ácido nucleico en células u orgánulos, o
La fusión de células más allá de la
familia taxonómica que superan las barreras fisiológicas naturales de la reproducción o de la recombinación y que no son técnicas utilizadas en la reproducción y selección tradicional.


8000 a. C.: Recolección de semillas para replantación. Evidencias de que en Mesopotamia se utilizaba crianza selectiva en ganadería.
6000 a. C.: Medio Oriente, utilización de levadura en la elaboración de cerveza.
4000 a. C.: China, fabricación de yogur y queso por fermentación láctica utilizando bacterias.
2300 a. C.: Egipto, producción de pan con levadura.
1590: Invención del microscopio por Zacarías Janssen
1665: Robert Hooke utiliza por primera vez la palabra célula en su libro Micrographia.
1856: Gregor Mendel comienza un estudio de características específicas que encontró en ciertas plantas, las que fueron pasadas a las futuras generaciones.
1861: Louis Pasteur define el rol de los microorganismos y establece la ciencia de la microbiología.
1880: Se descubren los microorganismos.
1919: Karl Ereky, ingeniero húngaro, utiliza por primera vez la palabra biotecnología.
1953:James Watson y Francis Crick describen la estructura doble hélice de la molécula de ADN.
1965: El biólogo estadounidense Robert W. Holley «leyó» por primera vez la información total de un gen de levadura compuesta por 77 bases, lo que le valió el Premio Nobel.
1970: el científico estadounidense Har Gobind Khorana consiguió reconstruir en el laboratorio un gen completo.
1973: Se desarrolla la tecnología de recombinación del ADN por Stanley Cohen, de la Universidad de Stanford, y Herbert Boyer, de la Universidad de California, San Francisco.
1976: Har Gobind Khorana sintetiza una molécula de ácido nucleico compuesta por 206 bases.

1976: Robert Swanson y Herbert Boyer crean Genentech, la primera compañía de biotecnología.
1982: Se produce insulina para humanos, la primera hormona obtenida mediante la biotecnología. Su nombre comercial es Humulina®, de la compañía Eli-Lilly
1983: Se aprueban los alimentos transgénicos producidos por Calgene. Es la primera vez que se autorizan alimentos transgénicos en Estados Unidos.
2003: Cincuenta años después del descubrimiento de la estructura del ADN, se completa la secuencia del genoma humano.
2004: La ONU y el Gobierno de Chile organizan el Primer Foro Global de Biotecnología, en la Ciudad de Concepción, Chile (2 al 5 de marzo).
Lo que hoy se conoce como ingeniería genética o
ADN recombinante, fue parte del hallazgo en 1970 hecho por Hamilton Smith y Daniel Nathans de la enzima (restrictasa) capaz de reconocer y cortar el ADN en secuencias específicas, hallazgo que les valió el Premio Nobel de fisiología y medicina, compartido con Werner Arber, en 1978. Este descubrimiento (consecuencia de un hallazgo accidental - Serendipia) dio origen al desarrollo de lo que hoy se conoce como Ingeniería genética o Biotecnología, que permite clonar cualquier gen en un virus, microorganismo, célula de planta o de animal.
Hoy en día, la moderna biotecnología es frecuentemente asociada con el uso de
microorganismos alterados genéticamente como el E. coli o levaduras para producir sustancias como la insulina o algunos antibióticos.