LA BIOTECNOLOGÍA

 

Biotecnología antigua

 

El término “biotecnología” es relativamente nuevo para el público en general. Pero, la biotecnología está presente en la vida cotidiana más de lo que la gente se imagina. 

 

De hecho, la biotecnología es una actividad antigua, que comenzó hace miles de años cuando el hombre descubrió que al fermentar las uvas se obtenía un producto como el vino. 

 

 

También es biotecnología la fabricación de cerveza a partir de la fermentación de cereales que el hombre empezó a elaborar hace 4.000 años, y la fermentación de jugo de manzanas para la fabricación de sidra. 

 

En estos procesos intervienen microorganismos que transforman componentes del jugo de frutas o de cereales en alcohol. 

TAL VEZ TE INTERESA SABER MÁS SOBRE GENÉTICA MENDELIANA🌺🌻🌷

Asimismo es biotecnología la fabricación de pan mediante el uso de levaduras, la elaboración de quesos mediante el agregado de bacterias. El yogurt también es un producto que se obtiene mediante procesos biotecnológicos desde la antigüedad.

 

 Aunque en ese entonces los hombres no entendían cómo ocurrían estos procesos, ni conocían la existencia de microorganismos, podían utilizarlos para su beneficio. 

 

Estas aplicaciones constituyen lo que se conoce como biotecnología tradicional y se basa en la obtención y utilización de los productos del metabolismo de ciertos microorganismos. 

 

Se puede definir la biotecnología tradicional como “la utilización de organismos vivos para la obtención de un bien o servicio útil para el hombre”. En el mundo antiguo ya se aplicaban las propiedades de las plantas para aliviar las enfermedades del ser humano. 

A pesar de los buenos resultados en la producción de alimentos, surgieron complicaciones inesperadas, como: la contaminación de los alimentos por el uso de agroquímicos; la aparición de plagas resistentes a los plaguicidas; los costos más elevados que tuvieron que absorber los pequeños agricultores.

 

La transformación de los ambientes naturales en sistemas de cultivo de un solo tipo o monocultivos; la pérdida de la biodiversidad; la erosión y la desertificación del suelo; los altos costos de la irrigación y el cambio en los patrones de consumo de la población. 

 

 

 

La biotecnología moderna

 

Actualmente, los científicos comprenden mucho más cómo ocurren los procesos biológicos que permiten la fabricación de productos biotecnológicos. Esto les ha permitido desarrollar nuevas técnicas a fin de modificar o imitar algunos de esos procesos y lograr una variedad mucho más amplia de productos.

 

 Los científicos hoy saben, además, que los microorganismos sintetizan compuestos químicos y enzimas que pueden emplearse eficientemente en procesos industriales. 

 

Estos conocimientos dieron lugar al desarrollo de la biotecnología moderna. La biotecnología es todo uso o alteración industrial o comercial de organismos, células o moléculas biológicas encaminado a alcanzar metas prácticas específicas. 

 

La biotecnología moderna genera material genético alterado mediante la ingeniería genética. En muchos casos la ingeniería genética comprende la producción de ADN recombinante por combinación del ADN de organismos diferentes. 

 

El ADN se transfiere entre organismos por medio de vectores como plásmidos bacterianos, por ejemplo. Los organismos resultantes se describen como transgénicos.

 Algunas de las metas principales de la ingeniería genética son mejorar el conocimiento de la función de los genes, tratar enfermedades y mejorar la agricultura. 

 

La recombinación natural del ADN se lleva a cabo mediante procesos como la reproducción sexual (durante el entrecruzamiento), la trasformación bacteriana, donde las bacterias adquieren ADN de plásmidos y otros bacterias, y la infección viral, en la que los virus incorporan fragmentos de ADN de sus huéspedes y transfieren los fragmentos a miembros de la misma o de otra especie.

¿Cómo se recombina el ADN en los laboratorios de ingeniería genética? En el laboratorio el ADN se corta en fragmentos mediante enzimas de restricción. 

 

Estos fragmentos se insertan en un vector, que hace posible la replicación del ADN dentro de una célula huésped.

 

 La unión de un fragmento de ADN y un vector produce moléculas de ADN recombinante.

 

La biotecnología moderna se puede definir como una actividad multidisciplinaria, cuyo sustento es el conocimiento de frontera generado en diversas disciplinas (entre otras: biología molecular, ingeniería bioquímica, microbiología, inmunología, bioquímica, genómica, bioinformática e ingeniería de proteínas), que permite el estudio integral y la manipulación de los sistemas biológicos (microbios, plantas y animales).

 

 A partir de dicho estudio integral y del uso de los sistemas biológicos, sus productos y sus partes, la biotecnología moderna busca hacer una utilización inteligente, respetuosa y sustentable de la biodiversidad, mediante el desarrollo de tecnología eficaz, limpia y competitiva para facilitar la solución de problemas importantes en sectores tales como el de la salud, el agropecuario, el industrial y del medio ambiente. 

 

De lo anterior, se desprende que hay un conjunto de disciplinas y campos disciplinarios (alimentos, agronomía, agrobiotecnología, biorremediación, medicina molecular, monitoreo y diagnóstico, etc.), que se sustentan a su vez en la biotecnología.

 

Actualmente es rutina aislar fragmentos concretos de un genoma para obtener su secuencia y estudiar su función. También es corriente poder introducirlos en otro organismo diferente y analizar sus características de expresión o modificar el fenotipo del organismo receptor. 

 

Así, aislar, caracterizar y modificar el ADN es posible gracias a la tecnología del ADN recombinante, conjunto de métodos experimentales que permiten introducir un fragmento de ADN de una especie en otra y hacer que el organismo receptor lo exprese como si fuera suyo. 

Los fragmentos de interés se obtienen tratando el ADN con endonucleasas de restricción, estas enzimas pueden cortar la doble hélice de dos maneras produciendo extremos cohesivos. 

 

Una vez aislado este segmento, el paso siguiente es incorporarlo a un vector de clonación, con sitios de restricción compatibles, y sellar covalentemente los extremos gracias a la acción de una ADN ligasa para originar una molécula de ADN recombinante.

 

La elección del vector depende del tamaño del segmento de ADN que se quiere clonar. Los plásmidos (vector), además de transportar los genes de interés, contienen genes que confieren propiedades importantes al hospedador, como la resistencia a antibióticos, que pueden permitir el proceso de selección posterior.

 

Además de utilizar bacterias o levaduras como células receptoras de las moléculas de ADN recombinante, hay vectores para conseguir la transformación de eucariotas pluricelulares, como animales y plantas. A los organismos modificados genéticamente se les denomina transgénicos. 

 

Todas estas metodologías, junto con el desarrollo de las técnicas de secuenciación de ácidos nucleicos cada vez más precisas y automatizadas, la amplificación de pequeñas cantidades de ADN mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), la cartografía física y el análisis funcional de los genes, todo ello y más ha permitido la expansión de la genómica. 

DESCARGAR PDF GRATIS