La biotecnología

Biotecnología

La biotecnología es la tecnología basada en la biología, especialmente usada en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, medioambiente 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.

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 invitro 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.

Categorías básicas de la biotecnología

Las nuevas biotecnologías pueden agruparse en cuatro categorías básicas:

• Técnicas para el cultivo de células y tejidos.
• Procesos biotecnológicos, fundamentalmente de fermentación, y que incluyen la técnica de inmovilización de enzimas.
• Técnicas que aplican la microbiología a la selección y cultivo de células y microorganismos.
• Técnicas para la manipulación, modificación y transferencia de materiales genéticos (ingeniería genética).

Los tres núcleos de la biotecnología

Según John Smith (1996), muchos procesos biotecnológicos, especialmente los que se realizan en entornos cerrados industriales, tienen un triple núcleo:

• Obtener el mejor catalizador biológico para una función o proceso específico
• Obtener el mejor ambiente para la función de ese catalizador biológico, mediante una serie de diseños técnicos en los que es fundamental la ingeniería química
• Procesamiento del material, consistente en separar y eventualmente purificar el material biológico producido

Veamos cada uno de estos tres componentes: En la mayoría de los casos, el catalizador biológico son células vivas, sobre todo microorganismos. Por ello, uno de los pilares de la biotecnología es precisamente la microbiología (entendiendo esta en sentido amplio de biología microbiana). Parte de lo que hemos aprendido sobre el manejo de microorganismos se puede aplicar, con modificaciones, al manejo de células de animales y plantas, que cada vez son más importantes en la biotecnología. Varias son las características que hacen atractivos a los microorganismos:

1. La biodiversidad microbiana es gigantesca: de hecho, solo hemos investigado una pequeña parte de ella.

Conforme los biólogos básicos aprendan a recuperar más biodiversidad y a conocerla, habrá más cepas disponibles con propiedades potencialmente útiles para los humanos:

• Las capacidades metabólicas de los microorganismos, como conjunto, son las más amplias de todos los seres vivos. Los genomas microbianos esconden tesoros aún ocultos, pero que se van revelando poco a poco, y ahora de modo más rápido, una vez que se van completando sus mapas y secuencias (actualmente existen varias decenas de genomas secuenciados). Las actividades biosintéticas y degradativas de estos microorganismos presentan oportunidades extraordinarias para numerosas aplicaciones.
• Los microorganismos crecen rápidamente, y en muchos casos son fáciles de manipular desde el punto de vista genético. Esto hace que sea relativamente fácil usarlos como factorías microscópicas para obtener productos útiles en tiempos relativamente cortos.
• Una parte esencial del aprovechamiento de los microorganismos reposa en nuestra capacidad para conservarlos viables durante largos periodos de tiempo, y para que sus características útiles sean estables.
• En muchos casos, en lugar del microorganismo, se puede recurrir a aislar alguna o algunas de sus enzimas, y se las pueden poner a trabajar en condiciones ventajosas y rentables.

2. El segundo componente o núcleo de las biotecnologías estriba en el entorno industrial en que ponemos a funcionar las células o las enzimas. Esto nos lleva al concepto de biorreactor, un entorno cerrado y controlado para que nuestros catalizadores biológicos hagan lo que queremos con la máxima eficiencia. En esta parte de la biotecnología se requiere la colaboración estrecha entre los biólogos y los ingenieros de bioprocesos, incluyendo los ingenieros químicos. Se trata de diseñar biorreactores o fermentadores, especies de cubas cerradas diseñadas para controlar diversos parámetros que condicionan la buena producción: temperatura, aireación, pH, etc.

3. Finalmente, queda el área quizá más desconocida y compleja, el procesamiento de la biomasa o de la sustancia producidas: separación de las células respecto del medio acuoso en que han funcionado, recuperación eficiente del producto buscado, purificación, etc. A todo esto tenemos que añadir que un factor importantísimo en el desarrollo de la biotecnología es la evaluación de la seguridad del producto, sometida a controles rigurosos según normativas nacionales e internacionales. De hecho este factor es tan importante que se puede convertir en limitante, de modo que las regulaciones estrictas desincentivan ciertos desarrollos biotecnológicos. Por todo ello, es importante que tales regulaciones sean realistas, y no exijan más de lo que la evidencia científica sugiere, manteniendo en todo momento la preservación de la salud y el medio ambiente. A su vez, las regulaciones reflejan la percepción pública de los riesgos y promesas de la biotecnología.

Aplicaciones de la biotecnología

Las aplicaciones de la biotecnología son numerosas y se suelen codificarse como:

• Biotecnología roja: Es la que se aplica a la medicina para la creación de medicamentos, etc…
• Biotecnología blanca: también conocida como biotecnología industrial, es aquella aplicada a procesos industriales como componentes químicos.
• Biotecnología verde: es la biotecnología aplicada a procesos agrícolas. Un ejemplo de ello es el diseño de plantas transgénicas capaces de crecer en condiciones ambientales desfavorables o plantas resistentes a plagas y enfermedades.
• Biotecnología azul: también llamada biotecnología marina, es un término utilizado para describir las aplicaciones de la biotecnología en ambientes marinos y acuáticos. Aún en una fase temprana de desarrollo sus aplicaciones son prometedoras para la acuicultura, cuidados sanitarios, cosmética y productos alimentarios.

Ventajas de la biotecnología

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.
• educción 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 de los monos que son los humanos 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.22 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.

Fuentes: es.wikipedia.org / monografias.com / techlosofy.com / ugr.es