Hasta hace unos años, la biotecnología era una rama especial de la biología, pero actualmente, existen estudios específicos en este campo. En el caso de España el plan de estudios abarca asignaturas tales como:
Bioquímica (ingeniería bioquímica)
Biorreactores
Estadística
Química orgánica
Termodinámica y cinética química
Matemáticas
Informática
Bioinformática
Genética
Fisiología animal
Fisiología vegetal
Microbiología
Genética molecular
Cultivos celulares
Inmunología
Proteómica
Virología
Enzimología
Biología Molecular
miércoles, 3 de diciembre de 2008
Personajes influyentes en la Biotecnología
- Gregor Mendel - Describió las leyes de Mendel, que rigen la herencia genética,
Ventajas y riesgos
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 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. 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".
Riesgos 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: aquél que resulta poco probable que cause una enfermedad en el hombre.
Agente biológico del grupo 2: aquél que puede causar una enfermedad en el hombre y puede suponer un peligro para los trabajadores, siendo poco probable que se propague a la colectividad y existiendo generalmente profilaxis o tratamiento eficaz.
Agente biológico del grupo 3: aquél que puede causar una enfermedad grave en el hombre y presenta un serio peligro para los trabajadores, con riesgo de que se propague a la colectividad y existiendo generalmente una profilaxis o tratamiento eficaz.
Agente biológico del grupo 4: aquél 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.
Preocupaciones éticas y sociales
Los avances en genética y el desarrollo del Proyecto Genoma Humano, en conjunción con las tecnologías reproductivas, han suscitado preocupaciones de carácter ético sobre las cuales aún no hay consenso.
Reproducción asistida del ser humano. Estatuto ético del embrión y del feto. Derecho individual a procrear.
Sondeos genéticos y sus posibles aplicaciones discriminatorias: derechos a la intimidad genética y a no saber predisposiciones a enfermedades incurables.
Modificación del genoma humano para "mejorar" la naturaleza humana.
Clonación y el concepto de singularidad individual ante el derecho a no ser producto del diseño de otros.
Cuestiones derivadas del mercantilismo de la vida (p. ej., patentes biotecnológicas).
Reconociendo que los problemas éticos suscitados por los rápidos adelantos de la ciencia y de sus aplicaciones tecnológicas deben examinarse teniendo en cuenta no sólo el respeto debido a la dignidad humana, sino también la observancia de los derechos humanos, la Conferencia General de la UNESCO aprobó en octubre de 2005 la Declaración Universal sobre Bioética y Derechos Humanos.
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. 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".
Riesgos 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: aquél que resulta poco probable que cause una enfermedad en el hombre.
Agente biológico del grupo 2: aquél que puede causar una enfermedad en el hombre y puede suponer un peligro para los trabajadores, siendo poco probable que se propague a la colectividad y existiendo generalmente profilaxis o tratamiento eficaz.
Agente biológico del grupo 3: aquél que puede causar una enfermedad grave en el hombre y presenta un serio peligro para los trabajadores, con riesgo de que se propague a la colectividad y existiendo generalmente una profilaxis o tratamiento eficaz.
Agente biológico del grupo 4: aquél 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.
Preocupaciones éticas y sociales
Los avances en genética y el desarrollo del Proyecto Genoma Humano, en conjunción con las tecnologías reproductivas, han suscitado preocupaciones de carácter ético sobre las cuales aún no hay consenso.
Reproducción asistida del ser humano. Estatuto ético del embrión y del feto. Derecho individual a procrear.
Sondeos genéticos y sus posibles aplicaciones discriminatorias: derechos a la intimidad genética y a no saber predisposiciones a enfermedades incurables.
Modificación del genoma humano para "mejorar" la naturaleza humana.
Clonación y el concepto de singularidad individual ante el derecho a no ser producto del diseño de otros.
Cuestiones derivadas del mercantilismo de la vida (p. ej., patentes biotecnológicas).
Reconociendo que los problemas éticos suscitados por los rápidos adelantos de la ciencia y de sus aplicaciones tecnológicas deben examinarse teniendo en cuenta no sólo el respeto debido a la dignidad humana, sino también la observancia de los derechos humanos, la Conferencia General de la UNESCO aprobó en octubre de 2005 la Declaración Universal sobre Bioética y Derechos Humanos.
Biorremediación y biodegradación.
La biorremediación es el proceso por el cual son utilizados microorganismos para limpiar un sitio contaminado. Los procesos biológicos desempeñan un papel importante en la eliminación de contaminantes y la biotecnología aprovecha la versatilidad catabólica de los microorganismos para degradar y convertir dichos compuestos. En el ámbito de la microbiología ambiental, los estudios basados en el genoma abren nuevos campos de investigación in silico ampliando el panorama de las redes metabólicas y su regulación, así como pistas sobre las vías moleculares de los procesos de degradación y las estrategias de adaptación a las cambiantes condiciones ambientales. Los enfoques de genómica funcional y metagenómica aumentan la comprensión de las distintas vías de regulación y de las redes de flujo del carbono en ambientes no habituales y para compuestos particulares, que sin duda aceleraran el desarrollo de tecnologías de biorremediación y los procesos de biotransformación.
Antecedentes.
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 proceso para 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.
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.
Lactobacilos ¿Qué son y para qué sirven?
Son bacterias "amistosas”, con forma de bacilos (bastones), y sin movimiento propio, capaces de generar un equilibrio de la microflora bacteriana desde donde se aíslan, protegiéndonos contra potenciales invasores dañinos que se inhalan o ingieren, favoreciendo así la salud del hombre o animal que los posea.Probiótico es una palabra de origen griego que significa "a favor de la vida". Bajo este concepto se denomina a los preparados que contienen bacterias benéficas y que al incorporarlos en los procesos de elaboración de productos lácteos, embutidos y nutracéuticos, mejoran su calidad y desplazan a bacterias patógenas, que pudieran originar enfermedades en los consumidores. Administrados a humanos y animales, los probióticos favorecen el equilibrio microbiano en la piel, tracto respiratorio, digestivo y genitourinario. En Chile, el estudio y desarrollo de probióticos es aún incipiente.Los invitamos a conocer el microscópico mundo de los lactobacilos a través del desarrollo de un experimento
¿Biolixiviación?
Bacterias Mineras: comen piedras y liberan metales
Chile es y ha sido un gran productor y exportador de cobre, tanto así que a este mineral se le llamaba el “sueldo de Chile”. Antiguamente, luego de procesar el cobre de mejor ley, el material sobrante se acumulaba por no conocerse técnicas rentables de recuperación de las riquezas allí encerradas.A comienzos de la década de 1970 se comenzó a experimentar en Chuquicamata con unas bacterias capaces de obtener cobre de pilas de ripio que contenían mineral de muy baja ley y que no era posible extraerlo con los métodos tradicionales. Se estudió el fenómeno en terreno, se aislaron y cultivaron estos microorganismos para luego sembrarlos en las pilas de ripio, mejorando el proceso que se daba en forma natural. Actualmente un 5% del cobre que se produce en Chile se logra a través de la Biolixiviación, y el gran desafío es incrementar significativamente la producción mediante este proceso de bajo costo. Esto se podrá conseguir conociendo mejor estas bacterias y haciendo su función más eficiente en el proceso biotecnológico.
Chile es y ha sido un gran productor y exportador de cobre, tanto así que a este mineral se le llamaba el “sueldo de Chile”. Antiguamente, luego de procesar el cobre de mejor ley, el material sobrante se acumulaba por no conocerse técnicas rentables de recuperación de las riquezas allí encerradas.A comienzos de la década de 1970 se comenzó a experimentar en Chuquicamata con unas bacterias capaces de obtener cobre de pilas de ripio que contenían mineral de muy baja ley y que no era posible extraerlo con los métodos tradicionales. Se estudió el fenómeno en terreno, se aislaron y cultivaron estos microorganismos para luego sembrarlos en las pilas de ripio, mejorando el proceso que se daba en forma natural. Actualmente un 5% del cobre que se produce en Chile se logra a través de la Biolixiviación, y el gran desafío es incrementar significativamente la producción mediante este proceso de bajo costo. Esto se podrá conseguir conociendo mejor estas bacterias y haciendo su función más eficiente en el proceso biotecnológico.
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