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BIOTECNOLOGÍA: PROBLEMAS 
ACTUALES, APLICACIONES, RIESGOS, 
BENEFICIOS Y RETOS FUTUROS 
GRUPO DE MAESTRIA EN BIOTECNOLOGIA. 
UNIVERSIDAD DE CORDOBA. 
2014
Biotecnología 
Figura 1. Madurez tecnológica y de interés de líneas 
biotecnológicas con 
alto potencial de inversión
Aplicaciones de la biotecnología 
Sector de 
mercado 
Aplicaciones 
Farmacéutico Hormonas, factores de crecimiento, péptidos, enzimas; 
ensayos de farmacocinética y toxicología de principios 
activos, vacunas 
Material Médico Prótesis biocompatibles 
Diagnóstico Enfermedades infecciosas, diagnóstico genético 
Cosmético Nuevos ingredientes, validación de propiedades funcionales, 
evaluación de riesgos toxicológicos de principios activos, 
evaluación de la eficacia de cosméticos 
Minería Microorganismos para la extracción de minerales o mejora de 
rendimientos 
Agroalimentario Seguridad alimentaria. Mejora y validación de propiedades 
nutricionales, optimización de procesos (microorganismos, 
enzimas), autentificación de materias primas, producción de 
ingredientes, reutilización de subproductos 
Agricultura Variedades vegetales resistentes a enfermedades y/o de 
mayor rendimiento. Producción de biopesticidas. 
Explotaciones 
Animales 
Mejora de la calidad de la carne, producción eficiente 
(probióticos en pienso) 
Químico Sustitución total o parcial de procesos químicos por 
biológicos, utilización de biocatalizadores (enzimas y/o 
microorganismos). Diseño y producción de nuevos productos 
bioquímicos: desatascadores, tratamiento de fosas sépticas, 
limpieza de fachadas, detergentes. 
Medio Ambiente Tratamiento de aguas y vertidos tóxicos, bioremediación de 
suelos contaminados.
BIOTECNOLOGIA ALIMENTARIA
GENERALIDADES 
Enzimología de los alimentos 
Enzimas: son proteínas que se comportan como catalizadores; de modo que aceleran la 
velocidad con las que las reacciones se llevan a cabo sin alterar su equilibrio. 
Propiedades de las enzimas como catalizadores 
1. Poder catalítico : en presencia de enzimas las rapidez de las reacciones son 
mucho mas altas. Además tienen la capacidad de funcionar en un intervalo 
moderado de temperatura (-300 K), pH (2-10) y presión (- 1 atm) 
2. Especificidad de las enzimas: en cuanto a la naturaleza del substrato (s) que 
utilizan y al tipo de reacción 
3. Regulación de la actividad enzimática: su actividad catalítica puede regularse 
mediante iones o moléculas pequeñas. 
La tecnología enzimática ocupa un lugar fundamental en 
la biotecnología, principalmente dentro del sector 
alimentario.
Enzimología de los alimentos 
Situación actual en la tecnología de alimentos 
Las enzimas intervienen prácticamente en todas las áreas involucradas en 
la tecnología de alimentos. 
Fase de desarrollo de la industria de las enzimas (M. Choct , 2006): 
Primera fase: uso de enzimas para mejorar la digestibilidad de los 
nutrientes, concentrándose principalmente en anular los efectos anti-nutricionales 
de los polisacáridos no amiláceos –NSP-, 
Segunda fase: aplicación de enzimas a los granos componentes de la dieta 
que no son cereales. Estas fuentes de proteína vegetal son 
frecuentemente altas en NSP, los cuales están escasamente caracterizados 
con respecto a sus estructuras moleculares.
Beneficios de la biotecnología en la industria 
de alimentos 
• Cultivos con resistencia a las enfermedades. 
• Reducción del uso de pesticidas. 
• Alimentos más nutritivos. 
• Cultivos de crecimiento rápido. 
• Mejoras en el sabor y la calidad 
• Uso de probióticos
Beneficios a corto plazo 
• Reducción de los niveles de toxinas naturales, como 
alérgenos, en las plantas. 
• Aparición de métodos más simples y rápidos para 
detectar patógenos, toxinas y contaminantes. 
• Prolongación de la frescura
Alimentos mejorados mediante el desarrollo 
biotecnológico 
• Aceites de soya y canola con más estearatos (margarinas y grasas más 
saludables). 
• Melones más pequeños. 
• Bananas y piñas con maduración más demorada. 
• Maní con mejor equilibrio proteico. 
• Tomates con mayor cont. de antioxidantes (licopeno) 
• Frutas y verduras con mayor niveles de vitamina C y E (anticancerígenos y 
problemas cardiacos). 
• Cabeza de ajo con mayor cantidad de alicina (< de colesterol). 
• Arroz rico en proteínas por medio de transferencia de genes de arvejas. 
• Fresas, frambuesas, bananos, batatas de mejor calidad nutritiva.
Enzimología de los alimentos 
Tabla 1. Ejemplos de aplicaciones enzimáticas en alimentos seleccionados por su 
características de pH y temperatura 
Enzimas Aplicación 
Glucosa isomerasa Isomerización de glucosa, sólo es posible con 
una enzima que opere en medio no alcalino 
α-amilasa termo resistente Gelatinización y licuefacción simultaneas de 
almidón incrementando la productividad 
Papaína Aplicación en el ablandamiento de carnes por su 
activación durante el cocimiento 
α- amilasas fungales Aplicación en panadería por su desactivación 
durante el horneado 
Lactasa de levadura Aplicación en leches por su pH óptimo de 
actividad 
Lactasa fungal Aplicación en suero de leche ácido
Casos en la enzimología alimentaria en los que se promueve o 
reprime la acción de enzimas propias del alimento 
Actividad enzimática endógena y el 
deterioro de los alimentos 
Actividad enzimática endógena deseada y 
activada 
Disminución del valor nutritivo. Por 
ejemplo tiamina (tiaminasa), vitamina C (ácido 
ascórbico oxidasa) Piridoxal fosfato 
(fosfatasas) 
Acción de catepsinas en el ablandamiento 
natural de la carne, así como de la 
colagenasa. 
Generación de sabores indeseables: por 
ejemplo xantina oxidasa (leche) 
Síntesis y reacción de α y β amilasas 
durante el malteado de granos para 
hidrolizar el almidón de reserva. 
Generación de colores indeseables: por 
ejemplo polifenol oxidasa en frutas y 
vegetales 
Acción de enzimas pépticas durante la 
maduración 
Deterioro de textura, sabor y color en 
vegetales: Peroxidasa 
Reacción regeneradora del aroma en cebolla 
y ajo por la alinasas 
Rancidez: Lipasa en leche Reacción regeneradora del aroma en 
crucíferas por isotiocianasas.
Problemas actuales 
Con uso de aditivos en la industria alimentaria se busca: 
• Incrementar la calidad nutricional del alimento 
• Garantizar el bienestar o la salud de los animales de 
consumo(BPPA) 
Enzimología de los alimentos
Los principales inconvenientes se presentan por: 
• Deficiencia en los productos de origen animal. 
• Carencia de nutrientes en los alimentos. 
• Deterioro de la salud de los animales de consumo. 
• Deficiente percepción social de los alimentos 
procesados
Tendencias de la industria de alimentos 
• Alimentos 
• Procesos 
• Biotecnología 
• Ecología 
• Cultura 
Beneficios que el consumidor 
espera de un producto alimenticio 
Alimentos 
funcionales 
Nuevas tecnologías 
Operaciones, 
procesamiento 
y conservación 
Producción de alimentos Nuevas opciones 
En los procesos 
Procesos productivos 
Limpios y orgánicos 
Crear ambientes 
Sanos y seguros 
hábitos, actitudes y 
comportamientos de 
la vida moderna 
Generación de los 
Nuevos consumidores
Enzimología de los alimentos 
Retos futuros 
El futuro de la producción animal se verá impulsado por 
Los cambios en el sector productivo y por temas sociales. 
Sistemas de producción animal 
Restricciones 
gubernamentales 
Escrutinio 
público
Tendencias futuras en la nutrición 
animal 
 Prohibición de los antibióticos como promotores de 
crecimiento 
 Sostenibilidad ambiental 
 Materias primas 
Enzima 
s 
Aditivo de interés para el futuro
Implicaciones éticas y sociales 
Alimentación 
Enzimología de los alimentos 
Necesidad básica mas importante 
Enzimología representa una parte muy importante en la industria de 
alimentos, por eso su uso debe estar siempre sujeto a las implicaciones 
Éticas y sociales que esta requiera. 
Normativas 
mundiales 
Desarrollo 
tecnológico 
Problemas 
sociales 
Investigación
BIOTECNOLOGIA VEGETAL
APLICACIONES DE LA TRANSFORMACION GENETICA 
DE LAS PLANTAS 
• Transformación genética: 
Manipulación del material genético 
de un organismo mediante la 
introducción selectiva de ADN 
foráneo en una célula. 
• Biotecnología vegetal: 
Incluye cualquier procedimiento de 
manipulación del material vegetal 
para conseguir la alteración del 
material genético de un organismo.
TRANSFORMACIÓN GENÉTICA DE PLANTAS 
NaCl 
- Consiste en la introducción de genes foráneos en células y tejidos vegetales y en 
la regeneración de plantas fértiles a partir de los mismos. Se basa, por tanto, en la 
totipotencia de las células vegetales para regenerar plantas completas. 
- Se pretende que la expresión del gen o genes introducidos provoque un cambio 
fenotípico de interés para la especie transformada sin alterar el resto del genoma 
de la planta.
La biotecnología en la agricultura del siglo XXI 
- Aplicaciones de la biotecnología vegetal: 
- Reducción de herbicidas 
- Plantas resistentes a situaciones adversas 
- Mejora de la calidad alimentaria 
- Mejora de la calidad tecnológica 
- Plantas con potencial descontaminador del medioambiente 
- Importancia de la transferencia tecnológica a países pobres 
- Patrocinio de centros internacionales
INGENIERÍA GENÉTICA PARA DESARROLLAR TOLERANCIA A HERBICIDAS 
CONTROL DE LAS 
MALAS HIERBAS 
Las malas hierbas compiten por el 
agua, nutrientes y luz con el cultivo 
primario. 
La presencia de malas hierbas y sus 
semillas en el producto final reduce la 
calidad del cultivo. HERBICIDAS 
Daños producidos por el herbicida 
en la especie cultivada 
- Aplicación del herbicida con equipos especiales 
- Protectores químicos específicos 
- Desarrollo de cultivos tolerantes al herbicida 
>mejora/selección 
>ingeniería genética
INGENIERÍA GENÉTICA PARA DESARROLLAR RESISTENCIA A PLAGAS Y 
ENFERMEDADESS 
Plantas sometidas a 
condiciones desfavorables 
Organismos perjudiciales 
Virus 
Viroides 
Bacterias 
Hongos 
Insectos 
Nemátodos 
Resistencia frente 
al patógeno 
Desarrollo de la 
enfermedad 
Desarrollo de variedades más 
resistentes al ataque de 
patógenos y plagas 
- Mejora clásica 
- Alternancia de cultivos 
- Pesticidas 
- Programas integrados para control de plagas o lucha biológica 
- Biotecnología vegetal (conocimiento de los mecanismos 
moleculares asociados a la respuesta natural de defensa de las plantas)
Técnica Casos Efectos 
Clonación Aplicación a productos de 
plantines (tabaco, flores, 
coníferas y otros) 
Produce ejemplares libres de 
enfermedad 
Homogeniza la calidad de la materia 
prima 
Mejora la eficiencia reproductiva 
Modifica las técnicas posteriores de 
cultivo 
Estabiliza nuevas especies 
Secuenciación del 
genoma 
Stress hídrico 
Resistencia a insectos (inhibe la 
producción de toxinas 
Coloración madurez 
Contenido específico (proteínas 
y/o otros) 
Facilita acorta procesos de 
entrecruzamiento natural 
Permite test para validar calidad de 
cultivos 
Modificaciones 
genéticas 
Soja, maíz, canola, algodón, 
pasturas (todos resistentes a 
herbicidas seleccionados e 
inmunes a determinados 
insectos) arroz (con proteínas) 
oleaginosas con grasas saturadas 
Reducción de costos de producción 
Amplia frontera productiva 
Mejora el producto final (contenido 
de alimentos) 
Elimina etapas industriales.
Resultado del ataque por el gusano de las 
bolas de algodón en algodón transgénico Bt 
(derecha) y no transgénico (izquierda).
Campo de papayas 
afectado por el virus del 
anillado de la papaya 
(PRSV). Es una de las 
virosis más severas que 
existen. 
La papaya es una importante 
fuente de vitaminas en países 
del área tropical.
RESISTENCIA AL ATAQUE DE HONGOS 
- Introducción de proteínas relacionadas con patogénesis (PR) 
PR-2 ß-1,3-glucanasa 
PR-4 Quitinasa I y II 
PR-5 Tipo taumatina 
... 
- Introducción de genes de defensa de origen vegetal o no vegetal 
- Producción de anticuerpos 
RESISTENCIA AL ATAQUE DE BACTERIAS 
- Introducción de enzimas capaces de detoxificar una toxina patogénica 
- Introducción de proteínas relacionadas con patogénesis (PR)
INGENIERÍA GENÉTICA PARA MEJORA DE LA CALIDAD 
MEJORAS EN EL VALOR NUTRITIVO DE LOS 
ALIMENTOS 
>Cambios en la composición de aminoácidos 
de las proteínas presentes en vegetales 
utilizados como alimentos 
>Contenido en vitaminas y oligoelementos 
EXTENSIÓN DE VIDA POSTCOSECHA 
>Control de producción endógena de etileno 
PLANTAS ORNAMENTALES 
>Color 
>Longevidad
PLANTAS COMO BIOFACTORÍAS 
>ANTÍGENOS PARA INMUNIZACIÓN 
ACTIVA (VACUNAS) 
>ANTICUERPOS PARA 
INMUNIZACIÓN PASIVA 
>FITORREMEDIACIÓN 
>PLÁSTICOS BIODEGRADABLES 
>PRODUCCIÓN DE METABOLITOS 
SECUNDARIOS 
En Lithospermum erythrorhizon, cultivos de 
raíces en cabellera producen el pigmento rojo 
shikonina y lo secretan al medio.
RIESGOS ASOCIADOS A LA UTILIZACIÓN DE PLANTAS TRANSGÉNICAS 
• Fuga de genes 
> intraespecífica 
posible reducción de la biodiversidad 
> interespecífica 
riesgo de crear nuevas resistencias en malas hierbas 
• Transferencia de genes a bacterias del intestino humano 
• Transferencia de genes a bacterias del suelo o a nuevas especies no 
transgénicas cultivadas en la misma superficie a través de los residuos 
o exudados de plantas transgénicas 
• Toxicidad por nuevas (o más abundantes) sustancias presentes en 
alimentos transgénicos 
• Alergenicidad de los alimentos transgénicos 
• Nuevas resistencias en bacterias, insectos y otros organismos que 
utilicen como alimentos las plantas transgénicas 
• Nuevas especies de virus (recombinación, heteroencapsidación)
SITUACIÓN MUNDIAL DE LA COMERCIALIZACIÓN DE CULTIVOS GENETICAMENTE 
MODIFICADOS/TRANSGÉNICOS 
• La superficie agrobiotecnología se ha multiplicado por 80 entre 1996 y 2009. En los últimos 
años se ha producido un incremento notable de la superficie destinada a la producción de 
cultivos transgénicos. 
• Incremento del número de países y agricultores productores en todo el mundo. 
• Aumento de la utilización de eventos aplicados. 
• Introducción de nuevos cultivos transgénicos. 
Esto es importante porque los cultivos transgénicos contribuyen a resolver: 
a) Seguridad alimentaria. 
b) Alto precio de los alimentos. 
c) Sostenibilidad. 
d) Lucha contra la pobreza y el hambre. 
e) Atenuación de problemas relacionados con el cambio climático
SUPERFICIE AGROBIOTECNOLÓGICA MUNDIAL
CULTIVOS TRANSGÉNICOS Y DESARROLLO SOSTENIBLE 
Los cultivos transgénicos contribuyen al desarrollo sostenible de varias formas: 
a) Contribución a la seguridad alimentaria y a la producción de alimentos a precios más bajos. 
b) Conservación de la biodiversidad. 
c) Contribución a la lucha contra la pobreza y el hambre. 
d) Reducción de la huella ecológica de la agricultura. 
e) Contribución a la lucha contra el cambio climático y a la reducción de gases de efecto 
invernadero. 
f) Contribución a la producción rentable de biocombustibles. 
g) Contribución a la obtención de beneficios económicos sostenibles
PERSPECTIVAS PARA EL FUTURO 
• La futura adquisición de la agrobiotecnología en los países en desarrollo en el período 2009- 
2015 dependerá de: 
a) Instauración y gestión efectiva de sistemas de regulación adecuados, 
responsables y eficaces pero no onerosos para la mayoría de los países en 
desarrollo. 
b) Voluntad política de apoyar la adopción de los cultivos transgénicos que puedan 
contribuir a generar un suministro más seguro de alimentos, forraje y fibras. 
c) Oferta continua y ampliada de cultivos transgénicos. Los nuevos cultivos 
transgénicos ya proyectados son: arroz resistente a plagas y enfermedades, patatas, 
caña de azúcar, bananas, berenjenas, tomates, brócoli, col, legumbres y cacahuetes. 
SIN EMBARGO, LA FUNCIÓN MÁS IMPORTANTE DE LOS CULTIVOS TRANSGÉNICOS SERÁ SU 
CONTRIBUCIÓN A LOS HUMANITARIOS OBJETIVOS DE DESARROLLO DEL MILENIO DE 
GARANTIZAR UN SUMINISTRO SEGURO DE ALIMENTOS ASEQUIBLE Y REDUCIR LA 
POBREZA Y EL HAMBRE EN UN 50% HASTA 2015
BIOTECNOLOGIA AMBIENTAL
CAMBIO CLIMATICO
CAMBIO CLIMATICO
ENERGIAS ALTERNATIVAS
ENERGIAS ALTERNATIVAS
¿RESIDUOS COMO 
COMBUSTIBLE? 
http://www.investigacionescreacionistas.com/images/articulos/articul 
os/TierraDesdeElEspacio.jpg
RECICLAJE 
http://biofuturacr.com/?attachment_id=86 http://www.myrnamariabarahona.com/home.php/tracks/entry/i_dont_get_it/
RECICLAJE
RECURSOS HIDRICOS
RECURSOS HIDRICOS
BIORREMEDIACION
BIOTECNOLOGÍA EN LA INDUSTRIA 
FARMACEÚTICA
BIOTECNOLOGÍA EN LA INDUSTRIA 
FARMACEÚTICA 
Los medicamentos que se 
venden en la farmacia se 
producen de diversas 
maneras. 
1. Las moléculas simples se 
producen por síntesis química 
2. Las moléculas complejas 
generalmente deben ser 
purificadas a partir de 
microbios, plantas o animales
INCONVENIENTES 
• Bajos rendimientos en la producción. 
• Riesgo de contaminación del fármaco con 
toxinas o patógenos, como los virus. 
Es por eso que en el caso de medicamentos proteicos, la industria 
farmacéutica ha optado por el camino: 
Se pueden obtener grandes 
cantidades de una proteína, 
completamente aislada de los 
componentes celulares del organismo 
de origen.
• Esto se consigue por introducción de un gen 
en un organismo hospedador fácil de cultivar 
(por ejemplo: una bacteria). 
PROTEÍNA 
RECOMBINANTE
La primer proteína recombinante aprobada como 
medicamento fue la insulina, en 1982, para el 
tratamiento de pacientes con diabetes mellitus. 
Hasta ese entonces los pacientes debían 
inyectarse insulina extraída del páncreas de: 
Hoy varios laboratorios farmacéuticos 
producen insulina humana, tanto a partir de 
bacterias como a partir de levaduras, de una 
manera más simple y sin ningún riesgo para la 
salud.
En 2007, Argentina se convirtió en el único país del mundo capaz de producir 
insulina humana con vacas transgénicas. 
Nacieron cuatro terneras, todas 
ellas tienen en sus células el gen 
que les permite producir en su 
leche esta hormona que se utiliza 
para tratar la diabetes. 
Si bien la insulina fabricada en vacas transgénicas no está aún en el mercado, la 
dinastía Patagonia (el nombre con que se conoce a estas terneras), representa un 
nuevo hito en el desarrollo de una plataforma tecnológica para la producción de 
medicamentos: el llamado tambo farmacéutico.
CUESTIONAMIENTO ETICO DE LA 
BIOTECNOLOGÍA 
La biotecnología no es meramente una cuestión 
científica. Puede dar lugar a desacuerdos y 
controversias, y despertar preocupaciones morales y 
éticas difíciles de solucionar. 
La aplicación de la biotecnología en la agricultura y en la 
producción de alimentos está causando una intensa reacción de 
desconfianza pública: la modificaciones genéticas propuestas 
por la moderna biotecnología están siendo percibidas de forma 
diferente por la sociedad que, aturdida, intenta comprender las 
informaciones presentadas por los medios de difusión sobre 
esos avances científicos.
Hoy los avances biotecnológicos y los productos 
alterados genéticamente ya forman parte de la 
vida cotidiana de los consumidores en todo el 
mundo. 
Europa mostró que, mientras la mayoría de los europeos 
considera útiles y benéficas las aplicaciones farmacéuticas 
de esta tecnología, otras utilizaciones 
* El uso de la transgénica en la industria de alimentos 
* La introducción de genes humanos en animales para 
obtener órganos de trasplante. 
* Son consideradas por el público como prácticas 
cuestionables con gran potencial de riesgo
BIOÉTICA Y BIOTECNOLOGÍA 
Entendemos por bioética 
la reflexión ética en 
torno a actos humanos 
que alteran de forma 
definitiva los procesos 
vitales - en tanto 
irreversibles 
La bioética como disciplina surgió en la segunda mitad del 
siglo XX como fruto de la preocupación de muchos 
científicos y pensadores por el avance de la ciencia que 
amenazaba el futuro de la humanidad. 
El cientificismo es una corriente de 
pensamiento que valora excesivamente los 
adelantos científicos y maneja unos modelos 
bioéticos no conformes al respeto por los 
demás.
ALGUNOS ADELANTOS CIENTIFICOS 
ACTUALES QUE GENERAN 
DIFICULTADES ETICAS. 
Proyecto genoma humano 
Diagnóstico 
prenatal y 
eugenesia
¿Qué papel juega la Bioética?¿Qué 
hacer frente a los avances científicos? 
La bioética tiene hoy en día un papel 
preponderante en la sociedad, es una 
disciplina que debe enseñarse en los 
colegios y universidades. 
Proponerse ayudar a que la sociedad adquiera 
conciencia de los riesgos que se ciernen sobre la 
sociedad si los adelantos biotecnológicos no se 
utilizan responsablemente. 
Es necesario tener una adecuada 
valoración de los adelantos 
científicos frente al ser humano, 
es necesaria una escala de 
valores correcta.
NORMATIVIDAD
PROTOCOLO DE CARTAGENA (PROTOCOLO DE 
CARTAGENA SOBRE SEGURIDAD DE LA BIOTECNOLOGÍA 
DEL CONVENIO DE DIVERSIDAD) 
Instrumento internacional que 
regula los organismos vivos 
modificados, OVMs, producto de la 
biotecnología moderna. 
Se enfoca específicamente en el 
movimiento transfronterizo de 
OVMs, promueve la seguridad de 
la biotecnología al establecer 
normas y procedimientos que 
permiten la transferencia segura, 
la manipulación y el uso de OVMs. 
Se realizo en Cartagena en febrero 
de 1999. Fue firmado un año 
después
NORMAS RELACIONADAS 
Ley 100 Artículo 245/1993: El cual tiene como objeto la ejecución de las políticas del 
INVIMA en materia de vigilancia sanitaria y control de calidad de medicamentos, 
alimentos, productos biológicos. Y aquellos productos generados por biotecnología. 
Artículo 3075 De 1997 Articulo 54: Los alimentos obtenidos por biotecnología de tercera 
generación y/o procesos de ingeniería genética, se les otorgara registro sanitario previo 
estudio y concepto favorable de la comisión revisora del invima. 
Decreto 4525 De 2005: Se aplica al movimiento transfronterizo, el transito, la 
manipulación, y la utilización de organismos vivos modificados OVM que pueden tener 
efectos adversos para el medio ambiente y la diversidad biológica , teniendo en cuenta 
los riesgos para la salud humana, la productividad y producción agropecuaria.
NORMAS RELACIONADAS 
Resolución 5109 del 29 de diciembre de 2005: Establece algunas definiciones 
sobre el rotulado, alimentos o ingredientes alimentarios obtenidos por medio 
de tecnologías de modificación genética o ingeniería genética. 
Organismo vivo modificado: Cualquier organismo vivo que posea una 
combinación nueva de material genético que se haya obtenido mediante la 
aplicación de la biotecnología moderna 
No se consideran organismos vivos modificados los que se derivan de procesos 
tales como: (i) Fertilización in vitro, (ii) Conjugación, transducción, 
transformación o cualquier otro proceso natural, (iii) Inducción de poliploidia, 
(iv) Mutagenesis y (v) Fusión celular (incluyendo la fusión de protoplasto) o 
técnicas de hibridación donde las células protoplastos del donante se incluyen 
en la misma línea taxonómica.
La Propuesta de Reglamento presentada por la Comisión Europea de 
Alimentos: 
Su objetivo es garantizar el buen funcionamiento del mercado 
interior asegurando al mismo tiempo un alto nivel de protección de 
la salud humana y de los consumidores. El presente reglamento 
prevé la creación de una lista de las enzimas autorizadas, así como la 
definición de las condiciones de uso de las enzimas alimentarias y 
sus normas de etiquetado.
La lista de enzimas debe incluir: 
• El nombre de la enzima 
• Sus especificaciones (incluido su origen, los criterios de pureza) 
• Los alimentos a los que puede añadirse 
• Las condiciones de uso 
• Las restricciones a la venta 
• Las exigencias específicas de etiquetado.
Una enzima alimentaria podrá incluirse en la lista comunitaria únicamente si 
cumple las siguientes condiciones: 
• No plantea problemas para la salud del consumidor, basándose en las 
pruebas científicas disponibles y a la concentración utilizad. 
• Su uso responde a una necesidad tecnológica. 
• Su uso no induce a error al consumidor.
Con respecto al alimento, las tendencias se relacionan con 
los beneficios que de un producto alimenticio espera el 
consumidor para su salud y bienestar. En este aspecto, los 
alimentos funcionales desempeñan un papel muy 
importante.
Desde los procesos, fundamentalmente las tendencias corresponden 
con las nuevas tecnologías en las operaciones de procesamiento y 
conservación
A partir de lo ecológico, los consumidores se están concientizando 
sobre la importancia de producir los alimentos con procesos más 
limpios, orgánicos, amigables con el medio ambiente y con menor 
consumo de energía.
BIOINFORMATICA: 
APLICACIÓN A LA SALUD 
RED INTEGRADA DE DIAGNOSTICO, HISTORIAS CLINICAS 
MANEJO DE LA INFORMACIÓN 
TIC
Investigaciones para promover el uso de residuos orgánicos como 
materia prima par obtener sustancias de alto valor añadido 
mediante el desarrollo de tecnologías de procesos eficaces y 
rentables económicamente 
Ej: Lodos residuales en la depuración biológica de agua residuales 
Digestión anaeróbica para la producción de biogás 
Fermentación alcohólica para obtener bioalcohol
Biosensores: (mecanismos biológicos y electrónicos: chip electrónico) 
Una sustancia biológica (enzima, anticuerpo, una proteína, ect.) lleva a cabo una 
reacción biológica y los productos de la reacción se utilizan para producir una 
señal eléctrica) 
Ej: herbicidas pueden detectar el agua fluvial utilizando Biosensores basados en 
algas 
Bacterias para la detección de hidrocarburos aromáticos
APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA EN EL DESARROLLO 
DE METODOLOGÍAS PARA EL DIAGNÓSTICO 
Y LA PREVENCIÓN DE ENFERMEDADES 
En la era postgenómica podremos abordar en 
profundidad y a escala molecular las causas de muchas enfermedades, 
lo que permitirá una mejor calidad de vida de la 
humanidad.
Durante los últimos veinticinco años, se han identificado más de 1.000 
enfermedades en las que un solo gen es el responsable. Es el caso de la 
hemofilia, la fibrosis cística, la distrofia muscular, la neurofibromatosis y el 
retinoblastoma. 
La identificación de los genes y sus 
proteínas, que influencian en un 
determinado proceso patológico, y su 
evolución a fármacos darán lugar a 
terapias y medidas de prevención más 
eficientes y una medicina más dirigida 
y personalizada. 
Se utilizará la tecnología de biochips para determinar la correlación entre expresión 
de genes y distintas enfermedades congénitas, actualmente incontrolables, y se 
identificarán los genes responsables, así como los que determinan las resistencias a 
los medicamentos en humanos.
APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA 
EN EL DESARROLLO DE MODELOS 
PARA EL TRATAMIENTO DE ENFERMEDADES 
Y DE PROCESOS LIGADOS AL ENVEJECIMIENTO 
Las diez principales enfermedades objeto de investigaciones para el desarrollo de 
una terapia génica personalizada comprenden cinco tipos de cánceres 
(melanoma, colon, mama, pulmón y próstata), aparte del Alzheimer, la diabetes 
de tipo II, la esquizofrenia, la alergia y la osteoporosis posmenopáusica.
APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA 
EN LA PRODUCCIÓN DE SUSTANCIAS DE INTERÉS 
TERAPÉUTICO PARA LA INDUSTRIA FARMACÉUTICA 
Animales transgénicos como 
biorreactores (o reactores 
vivos), es decir, animales que 
produzcan directamente en sus 
células la proteína que 
requieren los humanos. 
200 proteínas: GNENES DE MAMIFEROS. Entre ellas destacan, por su importancia para la 
conservación de la salud, la eritropoyetina, empleada para tratar la anemia; la hormona de 
crecimiento, para combatir el enanismo; los interferones, que fortalecen el sistema 
inmunológico, y los factores de coagulación, requeridos por los hemofílicos. Por otro lado, 
existen ya plantas de tabaco que producen en sus hojas cantidades importantes de una 
lipasa animal que se usa en el tratamiento del asma en humanos.
APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA 
PARA LA PRODUCCIÓN DE PLANTAS TRANSGÉNICAS 
DE INTERÉS NUTRITIVO, SANITARIO E INDUSTRIAL
APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA 
PARA LA ELABORACIÓN DE ALIMENTOS 
A PARTIR DE ORGANISMOS 
Fabricación de leche con el azúcar de la lactosa, en vacas transgénicas, para favorecer su 
digestión en aquella población incapaz de llevar a cabo dicha transformación 
(intolerantes a la leche). Fabricar in vivo leche maternizada, suprimiendo mediante la 
técnica de knockout el gen de la b-lactoglobulina de la leche de vaca para imitar la leche 
humana, o bien mediante procesos biológicos o enzimáticos, técnicas de ingeniería 
genética en microorganismos de interés en procesos de transformación agroalimentaria.
APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA EN LA EXTRACCIÓN 
Y RECUPERACIÓN DE METALES EN PROCESOS 
RELACIONADOS CON LA BIOMETALÚRGICA 
Los microorganismos pueden ser utilizados como agentes floculantes o como colectores 
en los procesos de flotación de minerales. 
Extracción o lixiviación de minerales insolubles y su recuperación en solución mediante la 
acción de microorganismos. 
La biodegradación
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  • 1. BIOTECNOLOGÍA: PROBLEMAS ACTUALES, APLICACIONES, RIESGOS, BENEFICIOS Y RETOS FUTUROS GRUPO DE MAESTRIA EN BIOTECNOLOGIA. UNIVERSIDAD DE CORDOBA. 2014
  • 2.
  • 3.
  • 4.
  • 5. Biotecnología Figura 1. Madurez tecnológica y de interés de líneas biotecnológicas con alto potencial de inversión
  • 6. Aplicaciones de la biotecnología Sector de mercado Aplicaciones Farmacéutico Hormonas, factores de crecimiento, péptidos, enzimas; ensayos de farmacocinética y toxicología de principios activos, vacunas Material Médico Prótesis biocompatibles Diagnóstico Enfermedades infecciosas, diagnóstico genético Cosmético Nuevos ingredientes, validación de propiedades funcionales, evaluación de riesgos toxicológicos de principios activos, evaluación de la eficacia de cosméticos Minería Microorganismos para la extracción de minerales o mejora de rendimientos Agroalimentario Seguridad alimentaria. Mejora y validación de propiedades nutricionales, optimización de procesos (microorganismos, enzimas), autentificación de materias primas, producción de ingredientes, reutilización de subproductos Agricultura Variedades vegetales resistentes a enfermedades y/o de mayor rendimiento. Producción de biopesticidas. Explotaciones Animales Mejora de la calidad de la carne, producción eficiente (probióticos en pienso) Químico Sustitución total o parcial de procesos químicos por biológicos, utilización de biocatalizadores (enzimas y/o microorganismos). Diseño y producción de nuevos productos bioquímicos: desatascadores, tratamiento de fosas sépticas, limpieza de fachadas, detergentes. Medio Ambiente Tratamiento de aguas y vertidos tóxicos, bioremediación de suelos contaminados.
  • 8. GENERALIDADES Enzimología de los alimentos Enzimas: son proteínas que se comportan como catalizadores; de modo que aceleran la velocidad con las que las reacciones se llevan a cabo sin alterar su equilibrio. Propiedades de las enzimas como catalizadores 1. Poder catalítico : en presencia de enzimas las rapidez de las reacciones son mucho mas altas. Además tienen la capacidad de funcionar en un intervalo moderado de temperatura (-300 K), pH (2-10) y presión (- 1 atm) 2. Especificidad de las enzimas: en cuanto a la naturaleza del substrato (s) que utilizan y al tipo de reacción 3. Regulación de la actividad enzimática: su actividad catalítica puede regularse mediante iones o moléculas pequeñas. La tecnología enzimática ocupa un lugar fundamental en la biotecnología, principalmente dentro del sector alimentario.
  • 9. Enzimología de los alimentos Situación actual en la tecnología de alimentos Las enzimas intervienen prácticamente en todas las áreas involucradas en la tecnología de alimentos. Fase de desarrollo de la industria de las enzimas (M. Choct , 2006): Primera fase: uso de enzimas para mejorar la digestibilidad de los nutrientes, concentrándose principalmente en anular los efectos anti-nutricionales de los polisacáridos no amiláceos –NSP-, Segunda fase: aplicación de enzimas a los granos componentes de la dieta que no son cereales. Estas fuentes de proteína vegetal son frecuentemente altas en NSP, los cuales están escasamente caracterizados con respecto a sus estructuras moleculares.
  • 10. Beneficios de la biotecnología en la industria de alimentos • Cultivos con resistencia a las enfermedades. • Reducción del uso de pesticidas. • Alimentos más nutritivos. • Cultivos de crecimiento rápido. • Mejoras en el sabor y la calidad • Uso de probióticos
  • 11. Beneficios a corto plazo • Reducción de los niveles de toxinas naturales, como alérgenos, en las plantas. • Aparición de métodos más simples y rápidos para detectar patógenos, toxinas y contaminantes. • Prolongación de la frescura
  • 12. Alimentos mejorados mediante el desarrollo biotecnológico • Aceites de soya y canola con más estearatos (margarinas y grasas más saludables). • Melones más pequeños. • Bananas y piñas con maduración más demorada. • Maní con mejor equilibrio proteico. • Tomates con mayor cont. de antioxidantes (licopeno) • Frutas y verduras con mayor niveles de vitamina C y E (anticancerígenos y problemas cardiacos). • Cabeza de ajo con mayor cantidad de alicina (< de colesterol). • Arroz rico en proteínas por medio de transferencia de genes de arvejas. • Fresas, frambuesas, bananos, batatas de mejor calidad nutritiva.
  • 13. Enzimología de los alimentos Tabla 1. Ejemplos de aplicaciones enzimáticas en alimentos seleccionados por su características de pH y temperatura Enzimas Aplicación Glucosa isomerasa Isomerización de glucosa, sólo es posible con una enzima que opere en medio no alcalino α-amilasa termo resistente Gelatinización y licuefacción simultaneas de almidón incrementando la productividad Papaína Aplicación en el ablandamiento de carnes por su activación durante el cocimiento α- amilasas fungales Aplicación en panadería por su desactivación durante el horneado Lactasa de levadura Aplicación en leches por su pH óptimo de actividad Lactasa fungal Aplicación en suero de leche ácido
  • 14. Casos en la enzimología alimentaria en los que se promueve o reprime la acción de enzimas propias del alimento Actividad enzimática endógena y el deterioro de los alimentos Actividad enzimática endógena deseada y activada Disminución del valor nutritivo. Por ejemplo tiamina (tiaminasa), vitamina C (ácido ascórbico oxidasa) Piridoxal fosfato (fosfatasas) Acción de catepsinas en el ablandamiento natural de la carne, así como de la colagenasa. Generación de sabores indeseables: por ejemplo xantina oxidasa (leche) Síntesis y reacción de α y β amilasas durante el malteado de granos para hidrolizar el almidón de reserva. Generación de colores indeseables: por ejemplo polifenol oxidasa en frutas y vegetales Acción de enzimas pépticas durante la maduración Deterioro de textura, sabor y color en vegetales: Peroxidasa Reacción regeneradora del aroma en cebolla y ajo por la alinasas Rancidez: Lipasa en leche Reacción regeneradora del aroma en crucíferas por isotiocianasas.
  • 15. Problemas actuales Con uso de aditivos en la industria alimentaria se busca: • Incrementar la calidad nutricional del alimento • Garantizar el bienestar o la salud de los animales de consumo(BPPA) Enzimología de los alimentos
  • 16. Los principales inconvenientes se presentan por: • Deficiencia en los productos de origen animal. • Carencia de nutrientes en los alimentos. • Deterioro de la salud de los animales de consumo. • Deficiente percepción social de los alimentos procesados
  • 17. Tendencias de la industria de alimentos • Alimentos • Procesos • Biotecnología • Ecología • Cultura Beneficios que el consumidor espera de un producto alimenticio Alimentos funcionales Nuevas tecnologías Operaciones, procesamiento y conservación Producción de alimentos Nuevas opciones En los procesos Procesos productivos Limpios y orgánicos Crear ambientes Sanos y seguros hábitos, actitudes y comportamientos de la vida moderna Generación de los Nuevos consumidores
  • 18. Enzimología de los alimentos Retos futuros El futuro de la producción animal se verá impulsado por Los cambios en el sector productivo y por temas sociales. Sistemas de producción animal Restricciones gubernamentales Escrutinio público
  • 19. Tendencias futuras en la nutrición animal  Prohibición de los antibióticos como promotores de crecimiento  Sostenibilidad ambiental  Materias primas Enzima s Aditivo de interés para el futuro
  • 20. Implicaciones éticas y sociales Alimentación Enzimología de los alimentos Necesidad básica mas importante Enzimología representa una parte muy importante en la industria de alimentos, por eso su uso debe estar siempre sujeto a las implicaciones Éticas y sociales que esta requiera. Normativas mundiales Desarrollo tecnológico Problemas sociales Investigación
  • 22. APLICACIONES DE LA TRANSFORMACION GENETICA DE LAS PLANTAS • Transformación genética: Manipulación del material genético de un organismo mediante la introducción selectiva de ADN foráneo en una célula. • Biotecnología vegetal: Incluye cualquier procedimiento de manipulación del material vegetal para conseguir la alteración del material genético de un organismo.
  • 23. TRANSFORMACIÓN GENÉTICA DE PLANTAS NaCl - Consiste en la introducción de genes foráneos en células y tejidos vegetales y en la regeneración de plantas fértiles a partir de los mismos. Se basa, por tanto, en la totipotencia de las células vegetales para regenerar plantas completas. - Se pretende que la expresión del gen o genes introducidos provoque un cambio fenotípico de interés para la especie transformada sin alterar el resto del genoma de la planta.
  • 24. La biotecnología en la agricultura del siglo XXI - Aplicaciones de la biotecnología vegetal: - Reducción de herbicidas - Plantas resistentes a situaciones adversas - Mejora de la calidad alimentaria - Mejora de la calidad tecnológica - Plantas con potencial descontaminador del medioambiente - Importancia de la transferencia tecnológica a países pobres - Patrocinio de centros internacionales
  • 25. INGENIERÍA GENÉTICA PARA DESARROLLAR TOLERANCIA A HERBICIDAS CONTROL DE LAS MALAS HIERBAS Las malas hierbas compiten por el agua, nutrientes y luz con el cultivo primario. La presencia de malas hierbas y sus semillas en el producto final reduce la calidad del cultivo. HERBICIDAS Daños producidos por el herbicida en la especie cultivada - Aplicación del herbicida con equipos especiales - Protectores químicos específicos - Desarrollo de cultivos tolerantes al herbicida >mejora/selección >ingeniería genética
  • 26. INGENIERÍA GENÉTICA PARA DESARROLLAR RESISTENCIA A PLAGAS Y ENFERMEDADESS Plantas sometidas a condiciones desfavorables Organismos perjudiciales Virus Viroides Bacterias Hongos Insectos Nemátodos Resistencia frente al patógeno Desarrollo de la enfermedad Desarrollo de variedades más resistentes al ataque de patógenos y plagas - Mejora clásica - Alternancia de cultivos - Pesticidas - Programas integrados para control de plagas o lucha biológica - Biotecnología vegetal (conocimiento de los mecanismos moleculares asociados a la respuesta natural de defensa de las plantas)
  • 27. Técnica Casos Efectos Clonación Aplicación a productos de plantines (tabaco, flores, coníferas y otros) Produce ejemplares libres de enfermedad Homogeniza la calidad de la materia prima Mejora la eficiencia reproductiva Modifica las técnicas posteriores de cultivo Estabiliza nuevas especies Secuenciación del genoma Stress hídrico Resistencia a insectos (inhibe la producción de toxinas Coloración madurez Contenido específico (proteínas y/o otros) Facilita acorta procesos de entrecruzamiento natural Permite test para validar calidad de cultivos Modificaciones genéticas Soja, maíz, canola, algodón, pasturas (todos resistentes a herbicidas seleccionados e inmunes a determinados insectos) arroz (con proteínas) oleaginosas con grasas saturadas Reducción de costos de producción Amplia frontera productiva Mejora el producto final (contenido de alimentos) Elimina etapas industriales.
  • 28. Resultado del ataque por el gusano de las bolas de algodón en algodón transgénico Bt (derecha) y no transgénico (izquierda).
  • 29. Campo de papayas afectado por el virus del anillado de la papaya (PRSV). Es una de las virosis más severas que existen. La papaya es una importante fuente de vitaminas en países del área tropical.
  • 30. RESISTENCIA AL ATAQUE DE HONGOS - Introducción de proteínas relacionadas con patogénesis (PR) PR-2 ß-1,3-glucanasa PR-4 Quitinasa I y II PR-5 Tipo taumatina ... - Introducción de genes de defensa de origen vegetal o no vegetal - Producción de anticuerpos RESISTENCIA AL ATAQUE DE BACTERIAS - Introducción de enzimas capaces de detoxificar una toxina patogénica - Introducción de proteínas relacionadas con patogénesis (PR)
  • 31. INGENIERÍA GENÉTICA PARA MEJORA DE LA CALIDAD MEJORAS EN EL VALOR NUTRITIVO DE LOS ALIMENTOS >Cambios en la composición de aminoácidos de las proteínas presentes en vegetales utilizados como alimentos >Contenido en vitaminas y oligoelementos EXTENSIÓN DE VIDA POSTCOSECHA >Control de producción endógena de etileno PLANTAS ORNAMENTALES >Color >Longevidad
  • 32. PLANTAS COMO BIOFACTORÍAS >ANTÍGENOS PARA INMUNIZACIÓN ACTIVA (VACUNAS) >ANTICUERPOS PARA INMUNIZACIÓN PASIVA >FITORREMEDIACIÓN >PLÁSTICOS BIODEGRADABLES >PRODUCCIÓN DE METABOLITOS SECUNDARIOS En Lithospermum erythrorhizon, cultivos de raíces en cabellera producen el pigmento rojo shikonina y lo secretan al medio.
  • 33. RIESGOS ASOCIADOS A LA UTILIZACIÓN DE PLANTAS TRANSGÉNICAS • Fuga de genes > intraespecífica posible reducción de la biodiversidad > interespecífica riesgo de crear nuevas resistencias en malas hierbas • Transferencia de genes a bacterias del intestino humano • Transferencia de genes a bacterias del suelo o a nuevas especies no transgénicas cultivadas en la misma superficie a través de los residuos o exudados de plantas transgénicas • Toxicidad por nuevas (o más abundantes) sustancias presentes en alimentos transgénicos • Alergenicidad de los alimentos transgénicos • Nuevas resistencias en bacterias, insectos y otros organismos que utilicen como alimentos las plantas transgénicas • Nuevas especies de virus (recombinación, heteroencapsidación)
  • 34. SITUACIÓN MUNDIAL DE LA COMERCIALIZACIÓN DE CULTIVOS GENETICAMENTE MODIFICADOS/TRANSGÉNICOS • La superficie agrobiotecnología se ha multiplicado por 80 entre 1996 y 2009. En los últimos años se ha producido un incremento notable de la superficie destinada a la producción de cultivos transgénicos. • Incremento del número de países y agricultores productores en todo el mundo. • Aumento de la utilización de eventos aplicados. • Introducción de nuevos cultivos transgénicos. Esto es importante porque los cultivos transgénicos contribuyen a resolver: a) Seguridad alimentaria. b) Alto precio de los alimentos. c) Sostenibilidad. d) Lucha contra la pobreza y el hambre. e) Atenuación de problemas relacionados con el cambio climático
  • 36.
  • 37.
  • 38. CULTIVOS TRANSGÉNICOS Y DESARROLLO SOSTENIBLE Los cultivos transgénicos contribuyen al desarrollo sostenible de varias formas: a) Contribución a la seguridad alimentaria y a la producción de alimentos a precios más bajos. b) Conservación de la biodiversidad. c) Contribución a la lucha contra la pobreza y el hambre. d) Reducción de la huella ecológica de la agricultura. e) Contribución a la lucha contra el cambio climático y a la reducción de gases de efecto invernadero. f) Contribución a la producción rentable de biocombustibles. g) Contribución a la obtención de beneficios económicos sostenibles
  • 39. PERSPECTIVAS PARA EL FUTURO • La futura adquisición de la agrobiotecnología en los países en desarrollo en el período 2009- 2015 dependerá de: a) Instauración y gestión efectiva de sistemas de regulación adecuados, responsables y eficaces pero no onerosos para la mayoría de los países en desarrollo. b) Voluntad política de apoyar la adopción de los cultivos transgénicos que puedan contribuir a generar un suministro más seguro de alimentos, forraje y fibras. c) Oferta continua y ampliada de cultivos transgénicos. Los nuevos cultivos transgénicos ya proyectados son: arroz resistente a plagas y enfermedades, patatas, caña de azúcar, bananas, berenjenas, tomates, brócoli, col, legumbres y cacahuetes. SIN EMBARGO, LA FUNCIÓN MÁS IMPORTANTE DE LOS CULTIVOS TRANSGÉNICOS SERÁ SU CONTRIBUCIÓN A LOS HUMANITARIOS OBJETIVOS DE DESARROLLO DEL MILENIO DE GARANTIZAR UN SUMINISTRO SEGURO DE ALIMENTOS ASEQUIBLE Y REDUCIR LA POBREZA Y EL HAMBRE EN UN 50% HASTA 2015
  • 45. ¿RESIDUOS COMO COMBUSTIBLE? http://www.investigacionescreacionistas.com/images/articulos/articul os/TierraDesdeElEspacio.jpg
  • 51. BIOTECNOLOGÍA EN LA INDUSTRIA FARMACEÚTICA
  • 52. BIOTECNOLOGÍA EN LA INDUSTRIA FARMACEÚTICA Los medicamentos que se venden en la farmacia se producen de diversas maneras. 1. Las moléculas simples se producen por síntesis química 2. Las moléculas complejas generalmente deben ser purificadas a partir de microbios, plantas o animales
  • 53. INCONVENIENTES • Bajos rendimientos en la producción. • Riesgo de contaminación del fármaco con toxinas o patógenos, como los virus. Es por eso que en el caso de medicamentos proteicos, la industria farmacéutica ha optado por el camino: Se pueden obtener grandes cantidades de una proteína, completamente aislada de los componentes celulares del organismo de origen.
  • 54. • Esto se consigue por introducción de un gen en un organismo hospedador fácil de cultivar (por ejemplo: una bacteria). PROTEÍNA RECOMBINANTE
  • 55. La primer proteína recombinante aprobada como medicamento fue la insulina, en 1982, para el tratamiento de pacientes con diabetes mellitus. Hasta ese entonces los pacientes debían inyectarse insulina extraída del páncreas de: Hoy varios laboratorios farmacéuticos producen insulina humana, tanto a partir de bacterias como a partir de levaduras, de una manera más simple y sin ningún riesgo para la salud.
  • 56. En 2007, Argentina se convirtió en el único país del mundo capaz de producir insulina humana con vacas transgénicas. Nacieron cuatro terneras, todas ellas tienen en sus células el gen que les permite producir en su leche esta hormona que se utiliza para tratar la diabetes. Si bien la insulina fabricada en vacas transgénicas no está aún en el mercado, la dinastía Patagonia (el nombre con que se conoce a estas terneras), representa un nuevo hito en el desarrollo de una plataforma tecnológica para la producción de medicamentos: el llamado tambo farmacéutico.
  • 57. CUESTIONAMIENTO ETICO DE LA BIOTECNOLOGÍA La biotecnología no es meramente una cuestión científica. Puede dar lugar a desacuerdos y controversias, y despertar preocupaciones morales y éticas difíciles de solucionar. La aplicación de la biotecnología en la agricultura y en la producción de alimentos está causando una intensa reacción de desconfianza pública: la modificaciones genéticas propuestas por la moderna biotecnología están siendo percibidas de forma diferente por la sociedad que, aturdida, intenta comprender las informaciones presentadas por los medios de difusión sobre esos avances científicos.
  • 58. Hoy los avances biotecnológicos y los productos alterados genéticamente ya forman parte de la vida cotidiana de los consumidores en todo el mundo. Europa mostró que, mientras la mayoría de los europeos considera útiles y benéficas las aplicaciones farmacéuticas de esta tecnología, otras utilizaciones * El uso de la transgénica en la industria de alimentos * La introducción de genes humanos en animales para obtener órganos de trasplante. * Son consideradas por el público como prácticas cuestionables con gran potencial de riesgo
  • 59. BIOÉTICA Y BIOTECNOLOGÍA Entendemos por bioética la reflexión ética en torno a actos humanos que alteran de forma definitiva los procesos vitales - en tanto irreversibles La bioética como disciplina surgió en la segunda mitad del siglo XX como fruto de la preocupación de muchos científicos y pensadores por el avance de la ciencia que amenazaba el futuro de la humanidad. El cientificismo es una corriente de pensamiento que valora excesivamente los adelantos científicos y maneja unos modelos bioéticos no conformes al respeto por los demás.
  • 60. ALGUNOS ADELANTOS CIENTIFICOS ACTUALES QUE GENERAN DIFICULTADES ETICAS. Proyecto genoma humano Diagnóstico prenatal y eugenesia
  • 61. ¿Qué papel juega la Bioética?¿Qué hacer frente a los avances científicos? La bioética tiene hoy en día un papel preponderante en la sociedad, es una disciplina que debe enseñarse en los colegios y universidades. Proponerse ayudar a que la sociedad adquiera conciencia de los riesgos que se ciernen sobre la sociedad si los adelantos biotecnológicos no se utilizan responsablemente. Es necesario tener una adecuada valoración de los adelantos científicos frente al ser humano, es necesaria una escala de valores correcta.
  • 63. PROTOCOLO DE CARTAGENA (PROTOCOLO DE CARTAGENA SOBRE SEGURIDAD DE LA BIOTECNOLOGÍA DEL CONVENIO DE DIVERSIDAD) Instrumento internacional que regula los organismos vivos modificados, OVMs, producto de la biotecnología moderna. Se enfoca específicamente en el movimiento transfronterizo de OVMs, promueve la seguridad de la biotecnología al establecer normas y procedimientos que permiten la transferencia segura, la manipulación y el uso de OVMs. Se realizo en Cartagena en febrero de 1999. Fue firmado un año después
  • 64. NORMAS RELACIONADAS Ley 100 Artículo 245/1993: El cual tiene como objeto la ejecución de las políticas del INVIMA en materia de vigilancia sanitaria y control de calidad de medicamentos, alimentos, productos biológicos. Y aquellos productos generados por biotecnología. Artículo 3075 De 1997 Articulo 54: Los alimentos obtenidos por biotecnología de tercera generación y/o procesos de ingeniería genética, se les otorgara registro sanitario previo estudio y concepto favorable de la comisión revisora del invima. Decreto 4525 De 2005: Se aplica al movimiento transfronterizo, el transito, la manipulación, y la utilización de organismos vivos modificados OVM que pueden tener efectos adversos para el medio ambiente y la diversidad biológica , teniendo en cuenta los riesgos para la salud humana, la productividad y producción agropecuaria.
  • 65. NORMAS RELACIONADAS Resolución 5109 del 29 de diciembre de 2005: Establece algunas definiciones sobre el rotulado, alimentos o ingredientes alimentarios obtenidos por medio de tecnologías de modificación genética o ingeniería genética. Organismo vivo modificado: Cualquier organismo vivo que posea una combinación nueva de material genético que se haya obtenido mediante la aplicación de la biotecnología moderna No se consideran organismos vivos modificados los que se derivan de procesos tales como: (i) Fertilización in vitro, (ii) Conjugación, transducción, transformación o cualquier otro proceso natural, (iii) Inducción de poliploidia, (iv) Mutagenesis y (v) Fusión celular (incluyendo la fusión de protoplasto) o técnicas de hibridación donde las células protoplastos del donante se incluyen en la misma línea taxonómica.
  • 66. La Propuesta de Reglamento presentada por la Comisión Europea de Alimentos: Su objetivo es garantizar el buen funcionamiento del mercado interior asegurando al mismo tiempo un alto nivel de protección de la salud humana y de los consumidores. El presente reglamento prevé la creación de una lista de las enzimas autorizadas, así como la definición de las condiciones de uso de las enzimas alimentarias y sus normas de etiquetado.
  • 67. La lista de enzimas debe incluir: • El nombre de la enzima • Sus especificaciones (incluido su origen, los criterios de pureza) • Los alimentos a los que puede añadirse • Las condiciones de uso • Las restricciones a la venta • Las exigencias específicas de etiquetado.
  • 68. Una enzima alimentaria podrá incluirse en la lista comunitaria únicamente si cumple las siguientes condiciones: • No plantea problemas para la salud del consumidor, basándose en las pruebas científicas disponibles y a la concentración utilizad. • Su uso responde a una necesidad tecnológica. • Su uso no induce a error al consumidor.
  • 69.
  • 70. Con respecto al alimento, las tendencias se relacionan con los beneficios que de un producto alimenticio espera el consumidor para su salud y bienestar. En este aspecto, los alimentos funcionales desempeñan un papel muy importante.
  • 71. Desde los procesos, fundamentalmente las tendencias corresponden con las nuevas tecnologías en las operaciones de procesamiento y conservación
  • 72. A partir de lo ecológico, los consumidores se están concientizando sobre la importancia de producir los alimentos con procesos más limpios, orgánicos, amigables con el medio ambiente y con menor consumo de energía.
  • 73. BIOINFORMATICA: APLICACIÓN A LA SALUD RED INTEGRADA DE DIAGNOSTICO, HISTORIAS CLINICAS MANEJO DE LA INFORMACIÓN TIC
  • 74. Investigaciones para promover el uso de residuos orgánicos como materia prima par obtener sustancias de alto valor añadido mediante el desarrollo de tecnologías de procesos eficaces y rentables económicamente Ej: Lodos residuales en la depuración biológica de agua residuales Digestión anaeróbica para la producción de biogás Fermentación alcohólica para obtener bioalcohol
  • 75. Biosensores: (mecanismos biológicos y electrónicos: chip electrónico) Una sustancia biológica (enzima, anticuerpo, una proteína, ect.) lleva a cabo una reacción biológica y los productos de la reacción se utilizan para producir una señal eléctrica) Ej: herbicidas pueden detectar el agua fluvial utilizando Biosensores basados en algas Bacterias para la detección de hidrocarburos aromáticos
  • 76. APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA EN EL DESARROLLO DE METODOLOGÍAS PARA EL DIAGNÓSTICO Y LA PREVENCIÓN DE ENFERMEDADES En la era postgenómica podremos abordar en profundidad y a escala molecular las causas de muchas enfermedades, lo que permitirá una mejor calidad de vida de la humanidad.
  • 77. Durante los últimos veinticinco años, se han identificado más de 1.000 enfermedades en las que un solo gen es el responsable. Es el caso de la hemofilia, la fibrosis cística, la distrofia muscular, la neurofibromatosis y el retinoblastoma. La identificación de los genes y sus proteínas, que influencian en un determinado proceso patológico, y su evolución a fármacos darán lugar a terapias y medidas de prevención más eficientes y una medicina más dirigida y personalizada. Se utilizará la tecnología de biochips para determinar la correlación entre expresión de genes y distintas enfermedades congénitas, actualmente incontrolables, y se identificarán los genes responsables, así como los que determinan las resistencias a los medicamentos en humanos.
  • 78. APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA EN EL DESARROLLO DE MODELOS PARA EL TRATAMIENTO DE ENFERMEDADES Y DE PROCESOS LIGADOS AL ENVEJECIMIENTO Las diez principales enfermedades objeto de investigaciones para el desarrollo de una terapia génica personalizada comprenden cinco tipos de cánceres (melanoma, colon, mama, pulmón y próstata), aparte del Alzheimer, la diabetes de tipo II, la esquizofrenia, la alergia y la osteoporosis posmenopáusica.
  • 79. APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA EN LA PRODUCCIÓN DE SUSTANCIAS DE INTERÉS TERAPÉUTICO PARA LA INDUSTRIA FARMACÉUTICA Animales transgénicos como biorreactores (o reactores vivos), es decir, animales que produzcan directamente en sus células la proteína que requieren los humanos. 200 proteínas: GNENES DE MAMIFEROS. Entre ellas destacan, por su importancia para la conservación de la salud, la eritropoyetina, empleada para tratar la anemia; la hormona de crecimiento, para combatir el enanismo; los interferones, que fortalecen el sistema inmunológico, y los factores de coagulación, requeridos por los hemofílicos. Por otro lado, existen ya plantas de tabaco que producen en sus hojas cantidades importantes de una lipasa animal que se usa en el tratamiento del asma en humanos.
  • 80. APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA PARA LA PRODUCCIÓN DE PLANTAS TRANSGÉNICAS DE INTERÉS NUTRITIVO, SANITARIO E INDUSTRIAL
  • 81. APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA PARA LA ELABORACIÓN DE ALIMENTOS A PARTIR DE ORGANISMOS Fabricación de leche con el azúcar de la lactosa, en vacas transgénicas, para favorecer su digestión en aquella población incapaz de llevar a cabo dicha transformación (intolerantes a la leche). Fabricar in vivo leche maternizada, suprimiendo mediante la técnica de knockout el gen de la b-lactoglobulina de la leche de vaca para imitar la leche humana, o bien mediante procesos biológicos o enzimáticos, técnicas de ingeniería genética en microorganismos de interés en procesos de transformación agroalimentaria.
  • 82. APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA EN LA EXTRACCIÓN Y RECUPERACIÓN DE METALES EN PROCESOS RELACIONADOS CON LA BIOMETALÚRGICA Los microorganismos pueden ser utilizados como agentes floculantes o como colectores en los procesos de flotación de minerales. Extracción o lixiviación de minerales insolubles y su recuperación en solución mediante la acción de microorganismos. La biodegradación

Notas del editor

  1. Actividad catalítica de las enzimas: desde el punto de vista físico químico, y como consecuencia de su estructura proteica, la actividad catalítica de las enzimas depende del pH y de la temperatura de reacción, característica que resulta de fundamental importancia en una aplicación industrial.
  2. Problemas actuales de la enzimología en la industria alimentaria:
  3. la alimentación es la necesidad básica más importante para los seres vivos. Todos los alimentos que consumimos son de origen biológico y perecibles en mayor o menor grado. Esta propiedad es muy importante pues origina cambios en los alimentos que modifican su estado original causando su deterioro y riesgos para la salud de las personas. El control de estos cambios ha sido uno de los requerimientos primarios del hombre y de la sociedad y ha guiado los esfuerzos para conservar los alimentos que se han hecho a través de la historia.
  4. Lección 2 Fermentaciones que acompañan a la fermentación alcohólica Fermentación Glicérica   La glicerina es el alcohol más sencillo con tres grupos hidroxilo. Tiene múltiples usos e industrialmente se prepara por saponificación de aceites y grasas en la fabricación de jabones. También puede prepararse por síntesis a partir del propileno o propano. Un método alterno es por fermentación. Este está a cargo de la levadura Saccharomyces ellipsoideus (Var. Steimberg). El sustrato contiene azúcar fermentable y cuando es necesario se le añaden sales nutritivas (sulfito de sodio). El proceso se realiza entre 30 - 37°C.   Fermentación acetobutílica   Este tipo de fermentación es producida por un grupo de bacterias que difieren en cuanto a la cantidad y naturaleza de los productos finales y las condiciones para que se realicen. Una de esas fermentaciones da como productos butanol, acetona, etanol ácidos acético y butírico, dióxido de carbono y gases hidrogenados. Otra, acetona y etanol, y un tercer tipo produce butanol, isopropanol y acetona. Para la producción del primer grupo de disolventes suele estar presente el Clostridium acetobutylilcum, organismos móviles, no patógenos y anaerobios. Es bastante susceptible a la acción de productos antisépticos y germicidas. Puede utilizar las proteínas y peptonas como fuente de nitrógeno. La temperatura Óptima para el trabajo de estos microorganismos oscila entre 37 y 42° C.   En la obtención de la acetona y etanol, segundo grupo de disolventes, interviene el Bacillus aceto-ethylicum, organismo anaerobio, móvil y esporógeno. El rango de pH en que trabaja Óptimamente es de 8 a 9 y la temperatura de 40 a 43° C.   Y en la fermentación del tercer grupo de disolventes actúa el Clostridium butylicum, anaerobio, esporógeno, posee flagelos; reduce los nitratos a nitritos, licua el almidón; la temperatura óptima para el desarrollo es 37° C.   Fermentación acética   Este tipo de fermentación corresponde a la actividad de un grupo de bacterias pertenecientes a la familia Pseudomonadaceae. Pueden ser móviles o inmóviles y no forman endosporas.   Estas bacterias pueden tomar energía de la oxidación de etanol a ácido acético, o de la de varios azúcares o alcoholes. Los miembros más representativos del género Acetobacter son los siguientes: A. aceti, A acetigenum, A. oxidans, A. Suboxydans, A viscosum, A. turbidans y A.peroxidans.   Fermentación láctica   El ácido láctico (CH3 - CHOH-COOH) puede existir en tres formas: levógira, dextrógira la forma inactiva. Las bacterias lácticas producen todas estas formas y suele clasificarse en dos grandes grupos: las homofermentativas y las heterofermentativas. Las primeras producen exclusivamente ácido láctico, en tanto que las segundas producen además ácidos volátiles y en abundancia. Entre el primer grupo se ubican: L. delbrueckii  L. casei  L. leichmannii  L. bulgaricus  y Strept. lactis.   Fermentación cítrica   El ácido cítrico (COOH-CH2-C(OH)-COOHCHCOOH) es un producto de la fermentación por mohos. El principal responsable es elAspergillus niger. Este microorganismo emplea para la elaboración de este ácido muchas sustancias orgánicas (azúcares principalmente).   Hasta aquí hacemos referencia de algunos tipos de fermentaciones que suelen acompañar a la alcohólica, pero indudablemente existen multiplicidad de ellas, las cuales no son el objeto principal de estudio en esta obra. Ahora, retornemos nuestro tema principal: la fermentación alcohólica. http://datateca.unad.edu.co/contenidos/306598/contLinea/leccin_2_fermentaciones_que_acompaan_a__la_fermentacin_alcohlica.html
  5. Lección 2 Fermentaciones que acompañan a la fermentación alcohólica Fermentación Glicérica   La glicerina es el alcohol más sencillo con tres grupos hidroxilo. Tiene múltiples usos e industrialmente se prepara por saponificación de aceites y grasas en la fabricación de jabones. También puede prepararse por síntesis a partir del propileno o propano. Un método alterno es por fermentación. Este está a cargo de la levadura Saccharomyces ellipsoideus (Var. Steimberg). El sustrato contiene azúcar fermentable y cuando es necesario se le añaden sales nutritivas (sulfito de sodio). El proceso se realiza entre 30 - 37°C.   Fermentación acetobutílica   Este tipo de fermentación es producida por un grupo de bacterias que difieren en cuanto a la cantidad y naturaleza de los productos finales y las condiciones para que se realicen. Una de esas fermentaciones da como productos butanol, acetona, etanol ácidos acético y butírico, dióxido de carbono y gases hidrogenados. Otra, acetona y etanol, y un tercer tipo produce butanol, isopropanol y acetona. Para la producción del primer grupo de disolventes suele estar presente el Clostridium acetobutylilcum, organismos móviles, no patógenos y anaerobios. Es bastante susceptible a la acción de productos antisépticos y germicidas. Puede utilizar las proteínas y peptonas como fuente de nitrógeno. La temperatura Óptima para el trabajo de estos microorganismos oscila entre 37 y 42° C.   En la obtención de la acetona y etanol, segundo grupo de disolventes, interviene el Bacillus aceto-ethylicum, organismo anaerobio, móvil y esporógeno. El rango de pH en que trabaja Óptimamente es de 8 a 9 y la temperatura de 40 a 43° C.   Y en la fermentación del tercer grupo de disolventes actúa el Clostridium butylicum, anaerobio, esporógeno, posee flagelos; reduce los nitratos a nitritos, licua el almidón; la temperatura óptima para el desarrollo es 37° C.   Fermentación acética   Este tipo de fermentación corresponde a la actividad de un grupo de bacterias pertenecientes a la familia Pseudomonadaceae. Pueden ser móviles o inmóviles y no forman endosporas.   Estas bacterias pueden tomar energía de la oxidación de etanol a ácido acético, o de la de varios azúcares o alcoholes. Los miembros más representativos del género Acetobacter son los siguientes: A. aceti, A acetigenum, A. oxidans, A. Suboxydans, A viscosum, A. turbidans y A.peroxidans.   Fermentación láctica   El ácido láctico (CH3 - CHOH-COOH) puede existir en tres formas: levógira, dextrógira la forma inactiva. Las bacterias lácticas producen todas estas formas y suele clasificarse en dos grandes grupos: las homofermentativas y las heterofermentativas. Las primeras producen exclusivamente ácido láctico, en tanto que las segundas producen además ácidos volátiles y en abundancia. Entre el primer grupo se ubican: L. delbrueckii  L. casei  L. leichmannii  L. bulgaricus  y Strept. lactis.   Fermentación cítrica   El ácido cítrico (COOH-CH2-C(OH)-COOHCHCOOH) es un producto de la fermentación por mohos. El principal responsable es elAspergillus niger. Este microorganismo emplea para la elaboración de este ácido muchas sustancias orgánicas (azúcares principalmente).   Hasta aquí hacemos referencia de algunos tipos de fermentaciones que suelen acompañar a la alcohólica, pero indudablemente existen multiplicidad de ellas, las cuales no son el objeto principal de estudio en esta obra. Ahora, retornemos nuestro tema principal: la fermentación alcohólica. http://datateca.unad.edu.co/contenidos/306598/contLinea/leccin_2_fermentaciones_que_acompaan_a__la_fermentacin_alcohlica.html
  6. El presente reglamento armoniza a escala comunitaria las disposiciones nacionales relativas a la utilización de las enzimas en los alimentos. Hasta la fecha únicamente han tenido cabida legal las enzimas utilizadas como aditivos alimentarios, de las que solamente estaban autorizadas dos de ellas, la invertasa (E 1103) y la lisozima (E1105).
  7. Esto también incluye los procesos de obtención de las enziamas y las materias primas de las que son obtenidas