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La biotecnología en la salud humana




Enviado por alirio alencar



  1. Introducción
  2. Biotecnología tradicional y
    moderna
  3. Operaciones
    biotecnológicas
  4. Algunos datos
    históricos
  5. La
    biotecnología tiene diversas
    aplicaciones
  6. Conclusión
  7. Apéndice
  8. Bibliografía

INTRODUCCIÓN

Desde la aparición de las primeras computadoras,
los dispositivos electrónicos que manejan y procesan toda
la información han ido variando y perfilando cuatro
generaciones de computador:La primera generación con tubos
o válvulas, la segunda con transistores, la tercera con
circuitos integrados (cientos de transistores) y la cuarta
generación con chips de silicio (miles de
transistores).

Sin embargo, los chips de silicio presentan algunos
inconvenientes que impiden diseñar computadoras más
compactas. Es aquí donde aparecen los biochips.

La palabra biotecnología se utiliza a veces en un
sentido mucho más estrecho, para la utilización de
la manipulación genética y de la biología
molecular en direcciones que se esperan sean de utilidad; esto
supone confundir los aspectos de moda con el conjunto útil
y debe más a la filosofía de las agencias de
publicidad que a la industria.

En el campo de la salud del ser humano, la
biotecnología tiene diversas aplicaciones: la
alimentación, la prevención de enfermedades
hereditarias, la terapia génica y la producción de
sustancias terapéuticas y de vacunas.

PARTE I:

BIOTECNOLOGÍA TRADICIONAL Y
MODERNA

La biotecnología puede ser dividida para fines
prácticos y de comprensión en dos categorías
a las que se pueden denominar como:

  • Biotecnología tradicional.

  • Cuyos principales productos son los alimentos
    –pan, yogurt, leches fermentadas, quesos, etc-,
    ingredientes saborizantes como el sillao, sazonadores,
    alcohol industrial, antibióticos y ácido
    cítrico.

  • Biotecnología moderna o "nueva".

  • La cual supone el uso de técnicas más
    novedosas de ingeniería genética y la
    fusión celular para obtener organismos capaces de
    formar productos útiles en el campo de la industria,
    salud y medio ambiente; por ejemplo tenemos el desarrollo de
    la tecnología de hibridomas para la producción
    de anticuerpos monoclonales, de interés en el
    diagnostico médico y la producción de
    proteínas humanas como la insulina a partir del
    manipuleo genético de una bacteria llamada Escherichia
    coli, hormona de crecimiento, interferones siguiendo este
    avance hasta la tecnología del manipuleo del ADN
    llamado la técnica de la clonación,
    experimentada en el famosos caso de la oveja Dolly, o en el
    campo vegetal con la técnica de fitomejoramiento para
    la obtención de nuevas o mejores especies
    vegetales.

PARTE II:

OPERACIONES
BIOTECNOLÓGICAS

Operacionalmente podemos distinguir cinco aspectos
fundamentales en cualquier proceso biotecnológico, que en
la mayor parte de los casos corresponderá a etapas de su
desarrollo. El cuadro completo se resume en la tabla 1.1 que
también nos permite indicar las principales disciplinas de
la ciencia y la ingeniería que contribuyen a cada
aspecto.

Microbiología y biología de la
célula

Aspecto del proceso

Sistemática

Genética

Fisiología

Química

Elección del cultivo

Cultivo en masa

Respuesta celular

Operación del proceso

Recuperación del producto

 

En énfasis en las disciplinas que contribuyen no
está fuera de lugar ya que éstas son fundamentales
en el entendimiento de la biotecnología, y mientras los
biotecnólogos no pretenderán dominarlas todas, uno
debe al menos familiarizarse con sus principios básicos,
el lenguaje que utilizan, los conceptos que han desarrollado y
los fines a los que han sido cubiertos aquí, pero siempre
sobre la base de una disciplina de una profundización
más intensa en al menos una de las disciplinas
básicas.

Los cinco aspectos se indican a
continuación:

2.1 Elección del cultivo: selección,
mejora, o en su caso creación del organismo o la
población celular inicial más adecuada.

Esto puede implicar el descubrimiento y la
selección de las cepas casi más adecuadas de entre
la enorme variedad de especies naturales de microorganismos, y
luego "mejorar" sus características hereditarias. Tal
selección generalmente requiere un conocimiento
biológico general, para conocer donde mirar y que clase de
organismo buscar para que, combinado con técnicas
químicas y bioquímicas se encuentre como detectar
mejor lo que esta buscando. Otras situaciones pueden implicar la
selección de la población mixta más
adecuada, o la selección de una línea parental de
animales o plantas que pueda ser adicionalmente seleccionada
entre su progenie. Un conjunto de posibilidades alternativo,
dramáticamente diferente, se ha iniciado con
técnicas que permiten la construcción deliberada
del tipo de célula más adecuada mediante
manipulación genética de padres que puedan
proporcionar las características híbridas
deseadas.

Este aspecto de la biotecnología requiere en
consecuencia mayor aporte de la microbiología
sistemática y de la ecología microbiana la
fisiología microbiana y celular, y ambas, la
genética clásica y la molecular.

2.3 Cultivo en masa.

Para las aplicaciones biotecnológicas es esencial
poder conservar los organismos durante tanto tiempo como se
necesitan y a continuación multiplicarlos a voluntad a una
escala adecuada, que puede ser grande. Estos requerimientos se
comprenden más claramente cuando el producto deseado es la
biomasa misma "per se", pero la necesidad de algún grado
de cultivo en masa es fundamental en todos los procesos
biotecnológicos.De nuevo la fisiología microbiana o
celular es esencial, pero ahora debe acoplarse a procesos de
ingeniería de tipos particulares con el fin de
proporcionar mediante macrooperaciones las micro-condiciones que
son óptimas para obtener la biomasa requerida.

2.4 Respuestas celulares: La elección de las
actividades deseadas.

En el caso más general los productos o los
agentes activos por lo que están cultivando las
células, solamente se producirán (o se
detectarán o se liberaran) más abundante bajo
condiciones bastante especificas. En general estas condiciones no
serán las mismas que las necesarias para obtener la
multiplicación más abundante de la biomasa. De
hecho, la habilidad para explotar la expresión flexible de
las características de las células en respuesta a
condiciones externas es un recurso fundamental para la
biotecnología, así como la necesidad de entender
dichas respuestas y sus limitaciones, es una mayor
restricción.

El conocimiento básico necesario procede de
experimentos en pequeña escala y es de nuevo un aspecto de
la fisiología microbiana o celular, pero los aspectos de
la ingeniería del proceso son también muy
relevantes para asegurar las microcondiciones óptimas a
gran escala.

2.5 Operación del proceso.

Resulta ya claro que un proceso biotecnológico no
se reduce en general a una sola etapa operativa. La
ejecución satisfactoria de todas que se requieran,
completamente optimizado en cuanto a seguridad,
reproductibilidad, control y eficiencia es en su mayor parte un
asunto de diseño de la ingeniería del proceso,
aplicado con un completo entendimiento de los factores
biológicos, químicos y socioeconómicos. En
muchos aspectos este es uno de los aspectos menos estudiados y
más difícil de la biotecnología aunque
sólo sea debido a los problemas que deben ser resueltos de
nuevo para cada nuevo proceso y incluso para cada proceso de
mejora; por otra parte todos los estudios de biotecnología
dependen de esta etapa para su realización
práctica, y solamente tienen éxito en la medida en
que haya sido ejecutados.

2.6 Recuperación de los productos.

Cualquier proceso de producción solamente se
lleva a cabo con utilidad en función de la
extensión en que los productos sean recuperados en un a
forma provechosa; lamentablemente este hecho, bastante obvio es
muy fácilmente pasado por alto en las investigaciones
realizadas en los laboratorios. El problema es, particularmente
agudo en el caso de la biotecnología, debido a la
naturaleza "inconveniente" de muchos productos
biotecnológicos y a la forma en que se encuentran
inicialmente, en especial pero no exclusivamente, su frecuente
dilución con grandes volúmenes de agua del proceso.
La eficiencia de recuperación del producto no sólo
se refleja en los costes (más directamente que cualquier
otro factor) sino que en la sociedad moderna se desean
además formas efectivas y ambientales aceptables de
recuperación de los productos marginales (incluyendo el
procesamiento del agua y el calor del agua).Las disciplinas que
contribuyeron en este aspecto son principalmente áreas de
la química y de la ingeniería química, pero
no necesariamente los aspectos más populares o bien
conocidos de ninguna de ellas.

PARTE III:

ALGUNOS DATOS
HISTÓRICOS

6.000 a. C.: Se emplea la levadura
para la fabricación de vino y cerveza.-4.000 a. C.:
Se emplea la levadura en la elaboración del
pan.-1.000 a. C.: Los babilonios celebraban con ritos
religiosos la polinización de las palmeras.-323 a.
C.: Aristóteles especula sobre la naturaleza de la
reproducción y la herencia.-1676: Se confirma la
reproducción sexual de las plantas.-1838: Se
descubre que todos los organismos vivos están compuestos
por células.-1859: Darwin hace pública su
teoría sobre la evolución de las
especies.-1866. Mendel descubre en los guisantes las
unidades fundamentales de la herencia.-1871: Se
aísla el ADN en el núcleo de una
célula.-1876: Se identifica los microorganismos
intervinientes en la elaboración del pan.-1883:
Francis Galton acuña el término
eugenesia.-1887: Se descubre que las células
reproductivas constituyen un linaje continuo, diferente -de las
otras células del cuerpo.-1897: E. Buchner descubre
enzimas de las levaduras capaces de convertir el azúcar en
etanol.-1909: Las unidades fundamentales de la herencia
biológica reciben el nombre de genes.-1910: Un
biólogo americano, Thomas Morgan presenta sus experimentos
con la mosca de la fruta, que revelan que algunos fragmentos
genéticos son determinados por el sexo.Se establece el
sistema de purificación de aguas residuales empleando
microorganismos.-1914: Se obtienen acetona, butanol y
glicerina empleando microorganismos.-1925: Se descubre que
la actividad del gen está relacionada con su
posición en el cromosoma.-1927: Se descubre que los
rayos X causan mutaciones genéticas.-1928: A.
Fleming descubre la penicilina.-1933: La Alemania nazi
esteriliza a 56.244 "defectuosos hereditarios".-1933 a
1945:
El holocausto nazi extermina a seis millones de
judíos por medio de su política
eugenésica.-1943: El ADN es identificado como la
molécula genética.-1944: se produce la
penicilina industrialmente.-1940 a 1950: Se descubre que
cada gen codifica una única proteína.-1953:
El bioquímico americano James Watson y el biofísico
Francis Crick anuncian la estructura en doble hélice del
ADN ocódigo genético.-1956: Se identifican
23 pares de cromosomas en las células del cuerpo
humano.-1950 a 1960: se introducen nuevos
antibióticos producidos por organismos.-1961:
Desciframiento de las primeras letras del código
genético.-1962: Canadá extrae uranio con
ayuda de microorganismos.-1966: Se descifra el
código genético completo del ADN.-1972: Se
crea la primera molécula de ADN recombinante en el
laboratorio: genes de una especie son introducidos de otras
especies y funcionan correctamente.-1973: Brasil inicia un
programa para sustituir el petróleo por alcohol producido
por levaduras.-1975: La Conferencia de Asilomar
evalúa los riesgos biológicos de las
tecnologías de ADN recombinante, y agrupa una moratoria de
los experimentos con estas tecnologías. Se fundó
Genentech Incorporated, primera empresa de ingeniería
genética.-1977: Se fabricó con éxito
una hormona humana en una bacteria.-1978: Se clonó
el gen de la insulina humana.-1980: El Tribunal Supremo de
los Estados Unidos de América dictamina que se pueden
patentar los microbios obtenidos mediante ingeniería
genética.-1981: Primer diagnóstico prenatal
de una enfermedad humana por medio del análisis del
ADN.-1982: Se crea el primer ratón
transgénico, llamado "superratón", insertando el
gen de la hormona del crecimiento de la rata en óvulos de
ratona fecundados. Se produce insulina utilizando técnicas
de ADN recombinante.-1983: Se inventa la técnica
PCR (reacción en cadena de la polimerasa), que permite
copiar genes específicos con gran rapidez. Es una
técnica muy poderosa para producir millones de copias de
una región específica de ADN, que permite
analizarla tan rápido como se puede purificar una
sustancia química. PCR ha sido el instrumento esencial en
el desarrollo de técnicas de diagnóstico, medicina
forense y la detección de genes asociados con errores
innatos del metabolismo.-1984: Creación de las
primeras plantas transgénicas.-1985: Se inicia el
empleo de interferones en el tratamiento de enfermedades
víricas. Se utiliza por primera vez la "huella
genética" en una investigación judicial en Gran
Bretaña.-1986: Se autorizan las pruebas
clínicas de la vacuna contra la hepatitis B obtenida
mediante ingeniería genética.-1987:
Propuesta comercial para establecer la secuencia completa del
genoma humano, Proyecto Genoma Humano. Comercialización
del primer anticuerpo monoclonal de uso
terapéutico.-1988: La Universidad de Harvard
patenta por primera vez un organismo producido mediante
ingeniería genética, un ratón. Se crea la
organización HUGO para llevar a cabo el Proyecto Genoma
Humano: identificar todos los genes del cuerpo
humano.-1989: Comercialización de las primeras
máquinas automáticas de secuenciación del
ADN.-1990: Primer tratamiento con éxito mediante
terapia génica en niños con trastornos
inmunológicos (niños burbuja). Se ponen en marcha
numerosos protocolos experimentales de terapia génica para
intentar curar enfermedades cancerosas y
metabólicas.-1994: Se comercializa en California el
primer vegetal modificado genéticamente, un tomate, y se
autoriza en Holanda la reproducción del primer toro
transgénico.-1995: Se completan las primeras
secuencias de genomas de bacterias.-1996: Por primera vez
se completa la secuencia del genoma de un organismo
eucariótico, la levadura de cerveza.-1997:
Investigadores, liderados por Ian Wilmut clonan al primer
mamífero, la oveja Dolly.-1998: Análisis de
DNA de restos de semen cogido de ropas de Mónica Lewinsky
incriminan al presidente Bill Clinton.-2001: Se publica el
mapa provisional del genoma humano.-2002: Se detecta una
enzima que tiene relación directa con las auxinas para el
crecimiento de la planta.

El desarrollo de la biotecnología
sufrió un gran cambio con la aplicación de las
modernas técnicas desarrolladas por biología
molecular, como mutagénesis artificial -acelerando genomas
por irradiación o por medios químicos-; la
clonación molecular de organismos, plantas y animales; la
fusión celular –con las que se fabrican
células capaces de producir anticuerpos que se reconocen
las moléculas concretas-; los cultivos celulares in vitro
(en tubos de ensayo); la bioingeniería y los nuevos
métodos de procesamiento biológicos: fermentaciones
industriales, técnicas de ADN recombinante o
ingeniería genética, que permiten "recortar y
pegar" genes de los mismos organismos vivos en otros.

PARTE IV:

LA
BIOTECNOLOGÍA TIENE DIVERSAS
APLICACIONES

4.1Prevención de enfermedades
hereditarias

En cuanto a prevención primaria, se puede
efectuar el llamado consejo genético, en el que se analiza
el material genético de la pareja y de sus familiares En
los últimos años se ha avanzado mucho en el
conocimiento del material genético humano. Este
conocimiento permite una prevención primaria antes de la
concepción y una prevención secundaria, con la
detección precoz durante el embarazo.

4.2Las posibilidades que ofrece la
biotecnología

Hoy día, el avance de la biotecnología ha
permitido un desarrollo mucho más eficiente de las
especies ya cultivadas y ha abierto unas perspectivas enormes.
Así, se han introducido mejoras en actividades
clásicas como la fabricación de pan, cerveza o
yogur; se han desarrollado industrias en las que intervienen los
seres vivos: producción de medicamentos, depuración
de aguas residuales, obtención de biocombustibles… Todas
estas posibilidades están directamente relacionadas con la
salud humana y con la mejora de la calidad de vida.

4.3Producción de sustancias
terapéuticas

Muchas sustancias terapéuticas se obtienen a
partir de microorganismos; por ejemplo, la penicilina. Un gran
número de estas sustancias se producen hoy gracias a la
biotecnología, como la insulina. Las personas que sufren
diabetes deben inyectarse insulina varias veces al día.
Hasta el año 1983, la insulina que utilizaban las personas
diabéticas era insulina de cerdo purificada. En el
año 1982 se autorizó la comercialización de
insulina obtenida mediante ingeniería genética,
siendo la primera molécula biológica fabricada por
esta técnica y comercializada. Otras sustancias se
obtienen a partir de plantas y animales transgénicos, como
el factor VIII, que interviene en la coagulación de la
sangre. La ingeniería genética permite producir
hormonas humanas en cantidad suficiente para tratar muchas
enfermedades carenciales. Por ejemplo, el enanismo producido por
déficit de la hormona del crecimiento. Al principio se
trataba a las personas enfermas con hormona extraída de la
hipófisis de cadáveres. Actualmente, la hormona del
crecimiento es fabricada por bacterias. Un recipiente con 500
litros de bacterias puede producir tanta cantidad de hormona como
35.000 hipófisis humanas.

4.4Terapia génica

Cura de la talasemia beta a través de la terapia
génica Cuando una enfermedad es debida a un solo gen,
sería posible curarla introduciendo el gen normal en la
persona enferma. Este procedimiento se llama terapia
génica y está en fase de investigación. Una
de las enfermedades que podrían solucionarse con terapia
génica es la talasemia beta. Esta enfermedad es debida a
un defecto en el gen de la hemoglobina, por lo que los
glóbulos rojos de estas personas son defectuosos. Si se
lograra introducir el gen normal en las células encargadas
de fabricar la hemoglobina, los glóbulos rojos fabricados
serían normales.

4.5Vacunas

Algunas vacunas se obtienen cultivando virus en
células vivas en laboratorio. Los virus cultivados se
recogen y se matan o debilitan para preparar la vacuna. Se trata
de técnicas tradicionales.

La ingeniería genética ha aportado nuevas
posibilidades para obtener vacunas: por ejemplo, la vacuna contra
la hepatitis B se está desarrollando ya mediante estas
técnicas nuevas. También se espera conseguir la
elaboración de nuevas vacunas para combatir enfermedades
tan graves como el sida y el paludismo.

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.

APENDICE

En el campo de la salud del ser humano, la
biotecnología tiene diversas aplicaciones: la
alimentación, la prevención de enfermedades
hereditarias, la terapia génica y la producción de
sustancias terapéuticas y de vacunas.

La ingeniería Genética

Una vez que los científicos entendieron el
código del ADN, comenzaron a buscar formas de cambiar las
instrucciones en los genes y de aislarlos para entender su
funcionamiento, o introducir cambios que lograran que las
células produjeran más o mejores compuestos
químicos necesarios, o llevaran a cabo procesos
útiles, o dieran a un organismo características
deseables.

El resultado fue la moderna ingeniería
genética la ciencia de manipular y transferir
"instrucciones químicas" de un organismo a otro.Una de las
metas primarias de la biotecnología moderna es hacer que
una célula viviente actúe de una forma útil
y específica de una forma predecible y
controlable.

La tarea de estas células puede ser fermentar el
azúcar para hacer alcohol, o producir una sustancia que
logre obtener flores rojas, u obtener un compuesto que permita
luchar contra una infección.Cómo una célula
viva desarrollará estas tareas está determinado por
su estructura genética – las instrucciones
contenidas en una colección de mensajes químicos
que denominamos "genes".

Estos genes son heredados de una generación en
otra, por lo tanto la descendencia hereda un rango de atributos
individuales de sus padres. Los científicos ahora
comprenden el sistema de códigos químicos
subyacentes en estos genes, que están basados en una
sustancia denominada ADN (Ácido Desoxirribonucleico). Un
gen es, en realidad, un segmento de este ADN y su mensaje
está codificado en su estructura molecularMuchas veces se
identifica una característica deseable para una planta en
algún otro organismo o en otro vegetal con el cual no
puede cruzarse sexualmente.

Esta característica no puede ser introducida por
métodos de mejoramiento tradicionales. En este caso, la
ingeniería genética permite identificar el gen que
otorga la característica deseada, cortarlo e introducirlo
en el genoma de la planta".

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BIBLIOGRAFIA

  • Libro de biología 5to año –
    Editorial Mazparrote

  • Enciclopedia Larousse – edición
    2005

  • http://ampliacionbg743.blogspot.com/2010/06/biotecnologia-aplicada-la-salud-humana.html

 

 

Autor:

Raul Calderon

Profesor:

Maria Mariño

Republica Bolivariana De Venezuela

Ministerio Del Poder Popular Para La
Educación

U.E.I:"Gran Mariscal De Ayacucho"

Puerto Ayacucho – Edo. Amazonas

Junio de 2013

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