EB - UT1: Introducción a la biotecnología

La biotecnología es: Una tecnología que pretende utilizar los seres vivos o partes de estos para su aplicación con fines prácticos. Una tecnología que pretende utilizar los seres vivos o partes de estos para su aplicación con fines teóricos. Una tecnología que pretende utilizar enzimas y proteínas para su aplicación con fines prácticos. Una tecnología que pretende utilizar enzimas y proteínas para su aplicación con fines teóricos.

La Biotecnología no es en sí misma una ciencia, es un enfoque multidisciplinar que involucra varias disciplinas y ciencias: Biología, Química e Ingeniería. Biología, Física e Ingeniería. Biología, Química, Física e Ingeniería. Biología y Química.

Algunas civilizaciones muy antiguas ya utilizaban, sin saberlo, los microorganismos para la transformación de distintos productos: Los sumerios y babilónicos sabían elaborar cerveza y los egipcios conocían cómo fabricar pan a partir del trigo en fecha tan lejana como el año 6.000 a.c. A lo largo de miles de años, todas las culturas se dedicaron a mejorar las técnicas agrícolas y ganaderas y a optimizar las técnicas de producción y conservación de los alimentos. También se utilizaron los seres vivos para cuidar y mejorar su salud. Otros muchos procesos biotecnológicos han formado parte de éstas y otras culturas milenarias, de la cual se excluye la cultura china.

Hasta la llegada de la biología moderna : La base de muchos de estos procesos era desconocida. Solo en el siglo XVI cobra cuerpo la idea de que la materia viva puede ser estudiada usando el método experimental. No se conoció la existencia de los microorganismos. Existían las vacunas pero no se conocía su fundamento.

Antony van Leeuwenhoek: Era comerciante de telas. Observa por primera vez y por casualidad, a finales del siglo XV, la vida microscópica. La historia de la biología lo considera precursor de la biología experimental, de la biología celular y de la microbiología. Nombró a los microoganismos como “Animáculos”.

LOUIS PASTEUR: Con sus trabajos en el siglo XIX, se desecha totalmente el concepto de “generación espontánea” de la vida. Se inicia lo que conocemos como microbiología gracias a que se acepta la existencia de vida microscópica. Ideó la esterilización que hoy denominamos desinfección. Se explican y afianzan conceptos como la transmisión de enfermedades por microorganismos, lo que genera la preocupación por la sepsia y la higiene. Se demuestra la utilidad de las vacunas y cambia la concepción del mundo. Descubre que las fermentaciones se producen por microorganismos.

En el siglo XIX: Fredrich Miescher dio origen a "la tecnología del ADN recombinante o Ingeniería genética" al aislar por primera vez el ADN al que llama “nucleína”. Gregor Johan Mendel propuso que, “unas unidades de información internas e invisibles contenidas en las plantas” podían explicar sus características y eran transmitidas de una generación a otra. Estaba describiendo lo que hoy denominamos genes. Karl Ereky, un ingeniero húngaro, había definido ya en 1819 el término biotecnología como “todos los métodos utilizados para convertir materia prima en bienes, utilizando en alguna etapa organismos vivos o sus productos”. Alexander Fleming, descubridor del primer antibiótico: la penicilina.

Con la llegada del siglo XX: Se produce una gran revolución científica y tecnológica en todos los frentes del conocimiento. Se establecen las bases enzimáticas y metabólicas de los procesos fermentativos. Se desarrollan procedimientos industriales para producir enzimas y productos químicos. James Watson y Francis Crick, apoyándose en los trabajos de Rosalind Franklin, publican la estructura de la doble hélice del ADN.

El “dogma central”: Explica cómo el ADN fabrica proteínas. Cómo su secuencia especifica la de los aminoácidos en dichas proteínas. Cómo fluye la información en una sola dirección, del ARN al ADN mensajero y a los ácidos nucléicos. Francis Crick y George Gamov trabajaron en ello.

Relaciona cada científico con su proyecto. Marshall Nirenberg, Heinrich Mathaei y Severo Ochoa. Stanley Cohen, Annie Chang y Herbert Boyer. Paul Berg. Karry Mullis.

Señala las correctas: En 1994, se aprobó para su comercialización la primera planta transgénica, el tomate Flavr Savr. En 1997 aparece el primer animal clónico, la oveja Dolly. En el año 2003 se completa la secuencia del Genoma Humano. En 1983, Francisco Mojica, investiga el ADN de las arqueas de las Salinas de Santa Pola y su resistencia a altas concentraciones salinas.

DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGÍA: 1ºPeriodo. 2ºPeriodo. 3ºPeriodo. 4ºPeriodo.

Biotecnología actual utiliza nuevas aplicaciones biotecnológicas: Emplea virus, levaduras, enzimas y proteínas. En beneficio de la salud. Recuperación medio ambiente. Mejora de los procesos en la industria alimentaria.

La biotecnología: es el conjunto de técnicas y herramientas que permite la modificación de organismos vivos, o parte de estos, o la transformación de materiales vivos o inertes usando procesos que implican formas vivas, con el propósito de producir nuevo conocimiento y desarrollar procesos, productos y servicios. es el conjunto de herramientas que permite la modificación de organismos vivos, o parte de estos, o la transformación de materiales vivos o inertes usando procesos que implican formas vivas, con el propósito de producir nuevo conocimiento y desarrollar procesos, productos y servicios. es el conjunto de técnicas que permite la modificación de organismos vivos, o parte de estos, o la transformación de materiales vivos o inertes usando procesos que implican formas vivas, con el propósito de producir nuevo conocimiento y desarrollar procesos, productos y servicios. Ninguna de las anteriores.

Clasificación de la biotecnología por colores: AZUL. VERDE. GRIS. ROJA. BLANCA.

Biotecnología roja. Aplicaciones: Producción de antibióticos. Producción industrial de vacunas. Producción de otras sustancias como hormonas. Productos cosméticos.

Biotecnología roja. Producción de antibióticos: Los antibióticos son sustancias producidas de forma natural por ciertos microorganismos (mohos y bacterias) que inhiben el crecimiento de otros microorganismos. Del gran número de antibióticos descubiertos (unos 5.500) poco más de un centenar son obtenidos industrialmente. Algunos antibióticos deben ser modificados antes de ser utilizados, para evitar sus efectos tóxicos. Se basa en la capacidad de “memoria” del sistema inmunitario.

La vacunación: Se basa en la capacidad de “memoria” del sistema inmunitario. Inoculando el agente patógeno desprovisto de su virulencia, o fragmentos de este que contengan antígenos adecuados, el organismo no llega a padecer la enfermedad. Produce anticuerpos y células de memoria que actúan en caso de que se produzca un contacto con el microorganismo patógeno (inmunidad artificial activa). En la actualidad la obtención de vacunas ya no se realiza por medio de técnicas de ingeniería genética.

Biotecnología roja. Otras aplicaciones: Producción de otras sustancias como hormonas. Tratamiento infertilidad. Tratamiento osteoporosis (hormona paratifoidea). Interferón (proteína para tratar cáncer, esclerosis múltiple, hepatitis C). Pruebas de paternidad. Criminalística. Diagnóstico de enfermedades hereditarias. Enzimas para la producción.

Biotecnología roja. Diagnóstico de enfermedades: Antiguamente la observación síntomas (fiebre, erupciones en piel, inflamación de ganglios…). Actualidad conocimiento del genoma de un gran número de organismos. Actualidad en el desarrollo de técnicas de diagnóstico lento pero seguro. Antiguamente “diagnóstico tardío”.

Biorreactores: recipiente o sistema que mantiene un ambiente biológicamente activo. sistema diseñado, desplegado para facilitar el crecimiento de la masa biológica a través de la transformación o degradación del material alimentado al reactor​.

Biotecnología blanca: Aquella dedicada a la producción de sustancias, principalmente enzimas, con las que mejorar los procesos industriales tradicionales. Suelen englobarse en ella todo tipo de procesos de todo tipo de industrias en los que se ha pasado de emplear sustancias químicas a realizar el proceso mediante microorganismos o sustancias producidas por ellos como las enzimas. Los microorganismos trabajan en condiciones mucho más suaves que los compuestos químicos. El consiguiente gasto en energía y los daños al medio ambiente que se generan son menores trabajando con agentes químicos.

Biotecnología blanca. Aplicaciones: Enzimas para la producción de detergentes. Enzimas en la industria textil. Enzimas en la industria del papel. Biocombustibles. Cultivos resistentes a herbicidas.

Biocombustibles. Alternativas a los combustibles de origen fósil: Energía eólica. Energía solar. Energía mareomotriz. Bioenergías.

Biomasa. Es el sustrato de la bioenergía, y se puede obtener a partir de: Residuos y desechos del ganado. Semillas de plantas oleaginosas. Algas. Bioetanol.

Biotecnología blanca. Biocombustibles: La forma de hacer crecer grandes poblaciones de algas puede ser en superficies abiertas de tipo piscinas, en reactores y fotobiorreactores. Estos últimos son más baratos, pero permiten controlar mejor las condiciones de crecimiento de las algas. Los fotobiorreactores permiten a las algas realizar la fotosíntesis de forma dirigida y optimizando las condiciones de crecimiento de las células. De las algas se consiguen extraer dichos ácidos grasos de las membranas, con los que se pueden conseguir importantes cantidades de biocombustible.

Ventajas importante de cara al cultivo a gran escala de las algas: No tienen unos costos muy altos de producción, pues necesitan agua, CO2, luz solar y pocos nutrientes. Tienen una lenta tasa de crecimiento. Pueden estar ubicadas cerca de una industria que emita este gas de efecto invernadero, ya que no interfiere en su crecimiento. Ya que cuando se cultiva en biorreactores o fotobiorreactores no ocupa una superficie de cultivo para un consumo humano.

Biotecnología verde: Se ha empleado en la elaboración de alimentos y bebidas tradicionales desde hace mucho tiempo, aunque no se hablase aún de biotecnología. Las aplicaciones más recientes incluyen el desarrollo de alimentos cuyo sabor o aspecto nos resulta más atractivo. Proporciona herramientas que permiten aumentar el rendimiento de los cultivos y de las explotaciones ganaderas,. Ciertos productos como el queso, los yogures, el vino o la cerveza no podrían fabricarse sin la ayuda de determinados microorganismos.

Biotecnología verde. Organismos transgénicos de primera generación: Son aquellos que se han mejorado para aportar beneficios a los productos de los primeros eslabones de la cadena alimenticia, en general a cultivos. Estos organismos son más resistentes a plagas, a condiciones ambientales adversas y son menos sensibles a enfermedades. La primera planta transgénica se creó a principios de los años 50 pero no fue hasta 1960 cuando comenzaron a comercializarse. En 1999 se estima que se superaron los 130 millones de hectáreas cultivadas con transgénicos.

Biotecnología verde. Organismos transgénicos de segunda generación: Son aquellos modificados para obtener mejoras a nivel nutricional o de calidad. Tienen mayores contenidos en vitaminas o proteínas, mejoras en el sabor o en el color. En estos productos lo que se intenta es obtener un mayor beneficio para producción. Cultivos vulnerables a herbicidas.

Biotecnología verde. Aplicaciones: Resistencia a condiciones de estrés, como el frío, heladas,... Cultivos resistentes a herbicidas, plagas y enfermedades. Mejora de las propiedades nutritivas y organolépticas. Carne sintética. Alimentos, aditivos alimentarios, nutracéuticos y suplementos nutricionales.

Biotecnología azul: Se ocupa de los nuevos productos que se pueden obtener de la explotación de la biodiversidad marina. El 80% de los seres vivos del mundo se encuentran en ecosistemas acuáticos que reúnen, por tanto, gran parte de la biodiversidad del planeta. Los organismos marinos concentran un número poco elevado de compuestos químicos diferentes, algunos de los cuales son novedosos para la ciencia. Muchos de los productos y aplicaciones de la biotecnología azul se encuentran en fase de búsqueda o investigación, si bien, sus aplicaciones son prometedoras.

Biotecnología azul. Aplicaciones: Materias primas de origen marino. Alimentos, aditivos alimentarios, nutracéuticos y suplementos nutricionales. Remediación y energía. Equipamiento médico y biomateriales. Agricultura. Productos cosméticos.

Biotecnología azul. Bioprospección: La bioprospección consiste en buscar nuevos organismos de forma sistemática para encontrar nuevas fuentes de moléculas útiles. Se lleva a cabo en los ecosistemas marinos. Sirve para buscar soluciones a muchas enfermedades para cuyo tratamiento no se conoce ningún fármaco que sea efectivo. La biodiversidad en la Tierra es tan amplia que disponemos de un inmenso “catálogo” de moléculas naturales.

Biotecnología gris: Constituida por todas aquellas aplicaciones centradas en la creación de soluciones tecnológicas que ayuden a la protección del medio ambiente. Los procedimientos biotecnológicos pueden ayudar al saneamiento del suelo, al tratamiento de las aguas residuales, a la depuración de los gases de escape, etc. Podemos subdividir dichas aplicaciones en dos grandes ramas de actividad: la eliminación de la biodiversidad y la conservación de contaminantes. Pueden incluirse las técnicas de clonación con el fin de preservar especies y la utilización de tecnologías de almacenamiento de genomas.

En cuanto a la eliminación de contaminantes o biorremediación: La biotecnología gris hace uso de microorganismos y especies vegetales para el aislamiento y la eliminación de diferentes sustancias. El consumo de energía mediante esta tecnología es superior con respecto a las tecnologías tradicionales. Biorremediación de efluentes de la industria minera contaminados con cianuro. Destacar la aplicación de la biología molecular al análisis genético de poblaciones y especies integrantes de ecosistemas.

Bioética. Sus principios son: Beneficencia. No maleficiencia. Autonomía. Justicia. Economía. Ecología.

PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LA BIOÉTICA: Principio de autonomía:. Principio de beneficencia:. Principio de no maleficencia:. Principio de justicia:.

Bioética. Consecuencias para el medio ambiente: La posibilidad de polinización cruzada, por medio de la cual el polen de los cultivos modificados genéticamente (GM) se difunde a cultivos no GM. Otro riesgo uso de cultivos GM con genes que producen toxinas insecticidas cono el gen del Bacillus Thuringiensis, esto puede hacer que desarrolle una resistencia al gen en poblaciones de insectos expuestas a cultivos GM. Riesgo par especies que no son el objetivo como aves y mariposas por plantas con genes insecticidas. Se puede perder biodiversidad como, por ejemplo, consecuencia del crecimiento de cultivos tradicionales por un pequeño número de cultivos GM.

Ventajas y desventajas de la Biotecnología: VENTAJAS. DESVENTAJAS.