La biotecnología

Enviado por Karla Noguera Tinaquillo

Introducción

La biotecnología es la tecnología basada
en la biología, especialmente usada en agricultura,
farmacia, ciencia de los alimentos, medio ambiente 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. La biotecnología tiene
aplicaciones en importantes áreas industriales como lo son
la atención de la salud, con el desarrollo de nuevos
enfoques para el tratamiento de enfermedades; la agricultura con
el desarrollo de cultivos y alimentos mejorados; usos no
alimentarios de los cultivos, como por ejemplo plásticos
biodegradables, aceites vegetales y biocombustibles; y cuidado
medioambiental a través de la biorremediación, como
el reciclaje, el tratamiento de residuos y la limpieza de sitios
contaminados por actividades industriales. A este uso
específico de plantas en la biotecnología se llama
biotecnología vegetal. Además se aplica en la
genética para modificar ciertos organismos. La
biotecnología tiene aplicaciones en importantes
áreas industriales como lo son la atención de la
salud, con el desarrollo de nuevos enfoques para el tratamiento
de enfermedades; la agricultura con el desarrollo de cultivos y
alimentos mejorados; usos no alimentarios de los cultivos, como
por ejemplo plásticos biodegradables, aceites vegetales y
biocombustibles; y cuidado medioambiental a través de la
biorremediación, como el reciclaje, el tratamiento de
residuos y la limpieza de sitios contaminados por actividades
industriales. A este uso específico de plantas en la
biotecnología se llama biotecnología vegetal.
Además se aplica en la genética para modificar
ciertos organismos.

La
Biotecnología

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Estructura del ARN de
transferencia.

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:

1- Técnicas in vitro de ácido
nucleico, incluidos el ácido desoxirribonucleico (ADN)
recombinante y la inyección directa de ácido
nucleico en células u orgánulos,
o….

2- 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.

Aplicaciones

La biotecnología tiene aplicaciones en
importantes áreas industriales como lo son la
atención de la salud, con el desarrollo de nuevos enfoques
para el tratamiento de enfermedades; la agricultura con el
desarrollo de cultivos y alimentos mejorados; usos no
alimentarios de los cultivos, como por ejemplo plásticos
biodegradables, aceites vegetales y biocombustibles; y cuidado
medioambiental a través de la biorremediación, como
el reciclaje, el tratamiento de residuos y la limpieza de sitios
contaminados por actividades industriales. A este uso
específico de plantas en la biotecnología se llama
biotecnología vegetal. Además se aplica en la
genética para modificar ciertos organismos.

Las aplicaciones de la
biotecnología son numerosas y suelen clasificarse
en:

Biotecnología roja: se aplica a la
utilización de biotecnología en procesos
médicos. Algunos ejemplos son el diseño de
organismos para producir antibióticos, el desarrollo
de vacunas más seguras y nuevos fármacos, los
diagnósticos moleculares, las terapias regenerativas y
el desarrollo de la ingeniería genética para
curar enfermedades a través de la manipulación
génica.

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Biotecnología blanca: también
conocida como biotecnología industrial, es aquella
aplicada a procesos industriales. Un ejemplo de ello es el
diseño de microorganismos para producir un producto
químico o el uso de enzimas como catalizadores
industriales, ya sea para producir productos químicos
valiosos o destruir contaminantes químicos peligrosos
(por ejemplo utilizando oxidorreductasas). También se
aplica a los usos de la biotecnología en la industria
textil, en la creación de nuevos materiales, como
plásticos biodegradables y en la producción de
biocombustibles. Su principal objetivo es la creación
de productos fácilmente degradables, que consuman
menos energía y generen menos desechos durante su
producción. La biotecnología blanca tiende a
consumir menos recursos que los procesos tradicionales
utilizados para producir bienes industriales.

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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. Se espera que la biotecnología verde
produzca soluciones más amigables con el medio
ambiente que los métodos tradicionales de la
agricultura industrial.

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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.

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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.

Los entornos marítimos son especialmente
vulnerables ya que los derrames de petróleo en regiones
costeras y en mar abierto son difíciles de contener y sus
daños difíciles de mitigar. Además de la
contaminación a través de las actividades humanas,
millones de toneladas de petróleo entran en el medio
ambiente marino a través de filtraciones naturales. A
pesar de su toxicidad, una considerable fracción del
petróleo que entra en los sistemas marinos se elimina por
la actividad de degradación de hidrocarburos llevada a
cabo por comunidades microbianas, en particular, por las llamadas
bacterias hidrocarbonoclásticas (HCB).13 Además
varios microorganismos como Pseudomonas, Flavobacterium,
Arthrobacter y Azotobacter pueden ser utilizados para degradar
petróleo.

El derrame del barco petrolero Exxon Valdez en Alaska en
1989 fue el primer caso en el que se utilizó
biorremediación a gran escala de manera exitosa,
estimulando la población bacteriana suplementándole
nitrógeno y fósforo que eran los limitantes del
medio.

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Bioinformática

La bioinformática es un campo interdisciplinario
que se ocupa de los problemas biológicos usando
técnicas computacionales y hace que sea posible la
rápida organización y análisis de los datos
biológicos. Este campo también puede ser denominado
biología computacional, y puede definirse como, "la
conceptualización de la biología en término
de moléculas y, a continuación, la
aplicación de técnicas informáticas para
comprender y organizar la información asociada a estas
moléculas, a gran escala."

La bioinformática desempeña un papel clave
en diversas áreas, tales como la genómica
funcional, la genómica estructural y la proteómica,
y forma un componente clave en el sector de la
biotecnología y la farmacéutica.

Bioingeniería

La ingeniería biológica o
bioingeniería es una rama de ingeniería que se
centra en la biotecnología y en las ciencias
biológicas. Incluye diferentes disciplinas, como la
ingeniería bioquímica, la ingeniería
biomédica, la ingeniería de procesos
biológicos, la ingeniería de biosistemas, etc. Se
trata de un enfoque integrado de los fundamentos de las ciencias
biológicas y los principios tradicionales de la
ingeniería.

Los bioingenieros con frecuencia trabajan escalando
procesos biológicos de laboratorio a escalas de
producción industrial. Por otra parte, a menudo atienden
problemas de gestión, económicos y
jurídicos.

Debido a que las patentes y los sistemas de
regulación (por ejemplo, la FDA en EE.UU.) son cuestiones
de vital importancia para las empresas de biotecnología,
los bioingenieros a menudo deben tener los conocimientos
relacionados con estos temas.

Existe un creciente número de empresas de
biotecnología y muchas universidades de todo el mundo
proporcionan programas en bioingeniería y
biotecnología de forma independiente.

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 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.21 (ver:
Consecuencias imprevistas).

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: aquel que
resulta poco probable que cause una enfermedad en el
hombre.
Agente biológico del grupo 2: aquel 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: aquel 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: aquel 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.

Personajes influyentes en la biotecnología

Gregor Mendel – Describió las leyes de
Mendel, que rigen la herencia genética.
Pasteur – Realizó descubrimientos importantes
en el campo de las ciencias naturales, principalmente en
química y microbiología – Describió
científicamente el proceso de pasteurización y
la imposibilidad de la generación espontánea y
desarrolló diversas vacunas, como la de la
rabia.
Franklin, Watson y Crick – Descubridores de la
estructura del ADN.
Beadle y Tatum – Descubridores de que los rayos X
producían mutaciones en mohos y tras varios
experimentos llegaron a la hipótesis "un gen, una
enzima".

Conclusión

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. La bioinformática es un campo
interdisciplinario que se ocupa de los problemas
biológicos usando técnicas computacionales y hace
que sea posible la rápida organización y
análisis de los datos biológicos. La
ingeniería biológica o bioingeniería es una
rama de ingeniería que se centra en la
biotecnología y en las ciencias biológicas. Incluye
diferentes disciplinas, como la ingeniería
bioquímica, la ingeniería biomédica, la
ingeniería de procesos biológicos, la
ingeniería de biosistemas, etc. Se trata de un enfoque
integrado de los fundamentos de las ciencias biológicas y
los principios tradicionales de la ingeniería.

Bibliografía

http://es.wikipedia.org/wiki/Biorremediaci%C3%B3n

http://oldearth.wordpress.com/

http://www2.uah.es/tejedor_bio

Autor:

Karla Noguera

Arturo Castellanos

Yaicelys Hernández

Gustavo Alvarado

5º "B"

Profesora:

Adriana Sequera

República Bolivariana de
Venezuela

Ministerio del Poder Popular Para La
Educación

U.E.N "Antonio José de
Sucre"

Tinaquillo_Edo_Cojedes

Tinaquillo 27-Marzo-2012