La Biotecnología


La biotecnología no es, en sí misma, una ciencia; es un enfoque multidisciplinario que involucra varias disciplinas y ciencias (biología, bioquímica, genética, virología, agronomía, ingeniería, química, medicina y veterinaria entre otras).

Hay muchas definiciones para describir la biotecnología. En términos generales biotecnología es el uso de organismos vivos o de compuestos obtenidos de organismos vivos para obtener productos de valor para el hombre.

Como tal, la biotecnología ha sido utilizada por el hombre desde los comienzos de la historia en actividades tales como la preparación del pan y de bebidas alcohólicas o el mejoramiento de cultivos y de animales domésticos. Históricamente, biotecnología implicaba el uso de organismos para realizar una tarea o función. Si se acepta esta definición, la biotecnología ha estado presente por mucho tiempo. Procesos como la producción de cerveza, vino, queso y yoghurt implican el uso de bacterias o levaduras con el fin de convertir un producto natural como leche o jugo de uvas, en un producto de fermentación más apetecible como el yoghurt o el vino Tradicionalmente la biotecnología tiene muchas aplicaciones. Un ejemplo sencillo es el compostaje, el cual aumenta la fertilidad del suelo permitiendo que microorganismos del suelo descompongan residuos orgánicos. Otras aplicaciones incluyen la producción y uso de vacunas para prevenir enfermedades humanas y animales. En la industria alimenticia, la producción de vino y de cerveza se encuentra entre los muchos usos prácticos de la biotecnología.

 HISTORIA DE LA BIOTECNOLOGÍA DE LA HUMANIDAD

La biotecnología no es nueva, sus orígenes se remontan a los albores de la historia de la humanidad. Nuestros ancestros primitivos iniciaron, hace miles de años durante la Edad de Piedra, la práctica de utilizar organismos vivos y sus productos.

La biotecnología es un término que se ha dado a la evolución y recientes avances de la ciencia de la genética. Esta ciencia se originó hacia finales del siglo XX con el trabajo de Gregor Joham Mendel.

(2) "La historia realmente se inicia con las investigaciones de Charles Darwin, considerado como el padre de la biología moderna, que concluyó que las especies no son fijas e inalterables, sino que son capaces de evolucionar a lo largo del tiempo, para producir nuevas especies. La explicación de esta evolución, según sus observaciones, se basaba en que los miembros de una determinada especie presentaban grandes variaciones entre ellos, unos estaban mas acondicionados al ambiente en que se encontraban que otros, lo que significaba que los más aptos producirían más descendencia que los menos aptos. Este proceso es conocido como selección natural, y suponía la modificación de las características de la población, de manera que los rasgos mas fuertes se mantendrían y propagarían, mientras que los menos favorables se harían menos comunes y acabarían desapareciendo."

El monje Gregor J. Mendel (1822-1884), trabajaba en el jardín de su monasterio en Austria sin ser consciente de la importancia de sus estudios. Mendel eligió como material de estudio una planta común, el guisante (pisum sativum). Esta planta es de fácil obtención y cultivo, hemafrodita y por tanto con capacidad para autofecundarse, ofreciendo asimismo la posibilidad de realizar fecundaciones cruzadas entre distintas variedades, muy numerosas en el guisante y fácilmente distinguibles. En sus estudios, en lugar de analizar la transmisión global de las características de la planta, prestó atención a un solo rasgo cada vez, permitiéndole seleccionar determinados aspectos de la planta que presentaban alternativas claramente diferenciables, como por ejemplo la forma de la semilla (rugosa/lisa) o su color (amarilla/verde).

En 1866 publicó los resultados de sus experiencias llevadas a cabo durante 7 años en el jardín de su monasterio de los agustinos, los cuales permitieron superar las antiguas concepciones sobre la herencia que aún prevalecían en su época, según las cuales los caracteres se transmitían de padres a hijos a través de una serie de fluidos relacionados con la sangre, al mezclarse las sangres en la descendencia, los caracteres de los progenitores se fusionaban y no podían volver a separarse.

Mendel expuso una nueva concepción de la herencia, según la cual los caracteres no se heredan como tales, sino que solo se transmitían los factores que los determinaban. Su estudio del comportamiento de los factores hereditarios se realizaba, con total intuición, 50 años antes de conocerse la naturaleza de estos factores (posteriormente llamados genes).

A pesar de que describió el comportamiento esencial de los genes, sus experimentos no revelaron la naturaleza química de las unidades de la herencia, hecho que ocurrió hacia la mitad del siglo XX e involucró muchos trabajos de diferentes científicos de todo el mundo, durante varias décadas

CRUCES DE ESPECIES VEGETALES, UN EJEMPLO DE LA BIOTECNOLOGÍA TRADICIONAL

Se inicia con el desarrollo de la agricultura, domesticación de especies salvajes para obtener especies cultivables y comestibles. La finalidad principal de la biotecnología clásica vegetal es la mejora de distintas plantas para obtener variedades con características deseadas.

Mejora vegetal

Consiste en la introducción consciente de diversidad genética en las poblaciones, normalmente cruzando progenitores con características notables. Para ello tenemos unos requisitos mínimos que cumplir, como la existencia de variabilidad o la posibilidad de crearla, capacidad de detectar dicha variabilidad y conocimientos para manipularla.

Objetivos

La mejora vegetal persigue aumentar el rendimiento de la planta, mejorar su calidad nutritiva y tecnológica, que se haga resistente a plagas y enfermedades y a condiciones difíciles o no adecuadas del suelo y clima.

Técnicas

Las técnicas que utiliza podemos clasificarlas en básicas o en métodos. Las básicas son:

    Selección: cualquier fuerza capaz de modificar el número de descendientes y su contribución génica a la generación siguiente. Si la selección es por parte de la naturaleza, lo llamamos la selección natural, mientras que si los seres humanos intervienen de alguna forma, selección artificial.

    Cruzamiento artificial: consiste en el apareamiento forzado de dos organismos que de forma natural no lo harían. Solo es posible entre individuos de la misma especie o muy cercana.

·         Mutación
·         Mutación cromosómica

Las plantas mejoradas son un éxito en cuanto a su rendimiento y productividad, ya que por ejemplo se han llegado a obtener tomates 50 veces más pesados que los silvestres ; presentan mayor variabilidad (existen 500 variedades de arroz, 3000 de café; se han modificado el método de dispersión en cereales y leguminosas de grano; también cambios en el sistema de polinización, por ejemplo en tomates, que han pasado de ser alógamos a autógamos, es decir, de reproducirse sexualmente entre individuos genéticamente diferentes a reproducirse sexualmente pero entre individuos de distinto sexo pero formados en un mismo individuo. Con estos avances las plantas se han hecho más resistentes a plagas, enfermedades, ambientes adversos y se han adaptado a la mecanización.

Este tipo de desarrollo de la biotecnología nos ha aportado muchos beneficios pero sin embargo, carecemos de unas mejoras básicas que harían que fuese mucho más productivo y nutritivo, más resistentes aún al estres biótico y abiótico, que pudiésemos aprovechar mejor su capacidad fisiológica e incrementásemos las partes de la propia planta que utilizamos. Para ello requerimos de otras técnicas más modernas, la biotecnología moderna.

La biotecnología tradicional busca la manera de mejorar el rendimiento a partir de la selección de organismos y de los medios de producción; por ejemplo, en la fabricación de cerveza, el cultivo de champiñones y de alimentos lácteos.

BIOTECNOLOGÍA MODERNA O CONTEMPORÁNEA

La biotecnología moderna surge en la década de los ’80, y utiliza técnicas, denominadas en su conjunto “ingeniería genética”, para modificar y transferir genes de un organismo a otro. De esta manera es posible producir insulina humana en bacterias y, consecuentemente, mejorar el tratamiento de la diabetes. Por ingeniería genética también se fabrica la quimosina, enzima clave para la fabricación del queso y que evita el empleo del cuajo en este proceso. La ingeniería genética también es hoy una herramienta fundamental para el mejoramiento de los cultivos vegetales. Por ejemplo, es posible transferir un gen proveniente de una bacteria a una planta, tal es el ejemplo del maíz transgénicos resistente a insectos, maíz Bt. En este caso, los bacilos del suelo fabrican una proteína que mata a las larvas de un insecto que normalmente ataca al maíz. Al transferirle el gen correspondiente a esta proteína, el maíz puede fabricar esta proteína y así resistir a la plaga.

INGENIERÍA O MANIPULACIÓN GENÉTICA

La Ingeniería Genética (en adelante IG) es una rama de la genética que se concentra en el estudio del ADN, pero con el fin su manipulación. En otras palabras, es la manipulación genética de organismos con un propósito predeterminado.

En este punto se profundizará el conocimiento sobre los métodos de manipulación génica. El fin con el cual se realizan dichas manipulaciones se tratará más adelante, cuando se analicen los alcances de esta ciencia.

Enzimas de restricción.

Como ya se dijo, la IG consiste la manipulación del ADN. En este proceso son muy importantes las llamadas enzimas de restricción, producidas por varias bacterias. Estas enzimas tienen la capacidad de reconocer una secuencia determinada de nucleótidos y extraerla del resto de la cadena. Esta secuencia, que se denomina Restriction Fragment Lenght Polymophism o RLPM, puede volver a colocarse con la ayuda de otra clase de enzimas, las ligasas. Análogamente, la enzima de restricción se convierte en una "tijera de ADN", y la ligasa en el "pegamento". Por lo tanto, es posible quitar un gen de la cadena principal y en su lugar colocar otro.

Vectores.

En el proceso de manipulación también son importantes los vectores: partes de ADN que se pueden autorreplicar con independencia del ADN de la célula huésped donde crecen. Estos vectores permiten obtener múltiples copias de un trozo específico de ADN, lo que proporciona una gran cantidad de material fiable con el que trabajar. El proceso de transformación de una porción de ADN en un vector se denomina clonación. Pero el concepto de clonación que "circula" y está en boca de todos es más amplio: se trata de "fabricar", por medios naturales o artificiales, individuos genéticamente idénticos.

ADN polimerasa.

Otro método para la producción de réplicas de ADN descubierto recientemente es el de la utilización de la enzima polimerasa. Éste método, que consiste en una verdadera reacción en cadena, es más rápido, fácil de realizar y económico que la técnica de vectores.

ALGUNAS APLICACIONES DE LA TÉCNICA DE LA HUELLA GENÉTICA

Aplicaciones de la huella genética

·         Ciencia forense. Comparar sospechosos con muestras de sangre, cabello, saliva o semen debitadas.
·         Identificación de restos humanos por comparación con muestras de familiares.
·         Pruebas de Paternidad
·         Estudiar la compatibilidad en donaciones de órganos.
·         Estudios de evolución de poblaciones animales salvajes.
·         Estudio de la composición de los alimentos.
·         Generación de hipótesis sobre las migraciones humanas en la historia.

ALGUNAS APLICACIONES DE LA TECNOLOGÍA DEL ADN RECOMBINANTE

Plantas modificadas genéticamente: La tecnología del ADN recombinante es usada para alterar plantas genéticamente añadiendo o removiendo genes. Los genes se agregan a menudo a las plantas para incrementar su resistencia a las infecciones bacterianas o fúngicas, haciendo menos necesarios a los herbicidas, o para incrementar la dulzura de la fruta. Los genes también pueden extraerse para retardar el proceso por el cual la fruta se echa a perder o para modificar el color de las flores.

Animales transgénicos: Otro uso de la tecnología del ADNr es añadir un gen externo al ADN de los animales, creando un animal transgénico. Estos genes son añadidos al animal antes de su nacimiento. Los genes pueden ser insertados en el animal para alterar su contenido de proteína, por ejemplo para producir una vaca con leche baja en lactosa. Los cerdos transgénicos podrían tener órganos que pueden usarse para trasplantes en humanos. Crear animales resistentes a las enfermedades es otra posibilidad de la tecnología del ADNr.

Terapia genética: La terapia genética en los humanos es otro uso posible de la tecnología del ADNr. En este proceso el gen es añadido a un virus y luego insertado en las células humanas. Dado que los virus se vinculan con las cadenas de ADN del huésped, el nuevo gen por lo tanto será expresado en la persona (en este tipo de terapia el virus ha sido modificado para que no cause enfermedades). En los pacientes con cáncer es posible insertar genes para corregir otros genes anormales, para introducir un "gen suicida" en las células cancerígenas o para incrementar la inmunidad del paciente.

Terapia genética en el útero: Otra forma en la que la tecnología del ADNr puede ser usada es en la terapia genética de un feto. La ventaja de usar terapia genética en el útero es que el feto tiene un recuento de células madre mucho mayor, lo que hace más sencillo el corregir anomalías genéticas como la fibrosis quística. También puede ser usado en casos en los que el feto no está generando una cierta proteína o enzima. La terapia genética en el útero se lleva a cabo inyectando un virus con el nuevo ADN en el fluido amniótico, que el feto a continuación toma mediante la respiración.

Ética de la tecnología del ADNr: Aunque la tecnología del ADNr proporciona muchos beneficios y ventajas, muchas controversias y consideraciones éticas están asociadas a esta tecnología. Muchas personas creen que alterar el ADN humano es inmoral y es como "jugar a ser Dios". Además, debido a que esta es una tecnología relativamente nueva, existen preguntas acerca de los efectos a la salud a largo plazo de consumir plantas y animales genéticamente modificados.

EN QUÉ MEDIDAS LAS APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGÍA FAVORECEN A LA HUMANIDAD

Sus aplicaciones tiene ámbitos muy variados. Quizás, con el que la gente esté más familiarizada es con lo típico de la "producción de transgénicos", sin embargo, el verdadero objetivo de estudios biotecnológicos relacionados con ellos tienen el simple objetivo de maximizar el rendimiento de la producción alimentaria (es decir, producir alimento en mayor cantidad) en el menor espacio posible y con el menor coste. Debido a la sobrepoblación humana que está sufriendo la Tierra, se hace indispensable este tipo de estudios para tratar de hallar una alternativa al problema que se avecina, y que, unido a la contaminación, etc, no hace más que agravarse.

Sin embargo, otras aplicaciones de importancia de la Biotecología se centran en la producción de nuevos fármacos, más eficaces y baratos al reducir los costes de desarrollo y producción (gracias a los avances en Biotecnología computacional, área que cada vez toma mayor importancia dentro de esta ciencia).


CONCLUSIÓN

La biotecnología ha sido utilizada por el hombre desde los comienzos de la historia en actividades tales como la preparación del pan y de bebidas alcohólicas o el mejoramiento de cultivos y de animales domésticos.

La biotecnología moderna está compuesta por una variedad de técnicas derivadas de la investigación en biología celular y molecular, las cuales pueden ser utilizadas en cualquier industria que utilice microorganismos o células vegetales o animales.

Podemos decir que la biotecnología abarca desde la biotecnología tradicional, muy conocida y establecida, y por tanto utilizada, como por ejemplo la fermentación de alimentos, hasta la biotecnología moderna, basada en la utilización de las nuevas técnicas del DNA recombinante (ingeniería genética), los anticuerpos monoclonales y los nuevos métodos de cultivo de células y tejidos.
  

BIBLIOGRAFÍA

http://es.wikipedia.org/wiki/Biotecnolog%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Historia_de_la_biotecnolog%C3%ADa

http://www.ing.unlp.edu.ar/produccion/introing/bib/Biotecnologia2.pdf

http://www.monografias.com/trabajos10/01_biot/01_biot.shtml

http://www.chilebio.cl/biotec_trad_moderna.php

http://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_gen%C3%A9tica

http://www.monografias.com/trabajos5/ingen/ingen.shtml

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