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Introducción
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importancia que ha adquirido este...
Biotecnología en el siglo XXI
Ciencia y tecnología
A principios del siglo XX, los científicos ya habían adquirido una mejo...
y su función en la transferencia de características de un organismo a otro. Este
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Biotecnologia

  1. 1. República bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Universidad Alejandro de Humboldt Electiva 1003 Profesor Miguel Mena Biotecnología en el siglo XXI Integrante Robert Lanz C.I 18.460.988
  2. 2. Introducción La definición de biotecnología no es tarea fácil a pesar de la actualidad e importancia que ha adquirido este término en los últimos años o incluso la beligerancia que suscita entre determinados colectivos. El convenio resultante del proceso de reflexión llevado a cabo en el mundo desarrollado a lo largo de la primera mitad de los ochenta, asume la coexistencia de dos definiciones. La primera de ellas cobija bajo el término biotecnología al conjunto de técnicas que utiliza organismos vivos (o parte de ellos) para obtener productos o modificarlos, mejorar plantas o animales, o para desarrollar microorganismos con fines bien determinados. Esta definición abarca tanto los nuevos instrumentos biológicos como los métodos tradicionales de selección genética que desde los albores de la civilización humana se vienen aplicando, en genética o del conocimiento bioquímico o fisiológico para la mejora de productos agrícolas, ganaderos o de fermentación. La segunda definición, más acotada, concierne a la nueva biotecnología que ha empezado a aplicar con fines comerciales las técnicas del ADN recombinante, la fusión celular y nuevos procesos de bioingeniería. Las tecnologías del ADN ofrecen muchas posibilidades en el uso industrial de microorganismos con aplicaciones que van desde la producción de vacunas recombinantes y medicinas, tales como la insulina, hormonas de crecimiento e interferón, como encimas y producción de proteínas especiales. La biotecnología moderna persigue los mismos objetivos que la mejora genética clásica venía persiguiendo. La aplicación de la biotecnología moderna aporta a la agricultura grandes beneficios, en la actualidad es posible producir mayor cantidad, más rápido y nuevas variedades de plantas capaces de tolerar condiciones adversas, resistir herbicidas y plagas, así como mejorar sus propiedades.
  3. 3. Biotecnología en el siglo XXI Ciencia y tecnología A principios del siglo XX, los científicos ya habían adquirido una mejor comprensión de los fenómenos microbiológicos y comenzaron a explorar nuevas formas de fabricar algunos productos. Así, en 1917, Berth G Santy usó por primera vez un cultivo microbiano puro en un proceso industrial para la fabricación de acetona a partir de almidón de maíz usando Clostridium acetobutylicum; de esta manera el Reino Unido pudo fabricar a partir de acetona el explosivo cordita durante la Primera Guerra Mundial. También en la misma guerra, Alemania produjo glicerina por fermentación para la fabricación de nitroglicerina. Así como la biotecnología ayudó a matar soldados, también contribuyó a curarlos. En 1928, Alexander Fleming notó que todas las bacterias que crecían en una placa de cultivo murieron alrededor de un moho que contaminaba al cultivo. Para 1938, Howard Florey y Ernst Chain de la Universidad de Oxford en Inglaterra, aislaron el compuesto causante de este efecto: la penicilina, pero fue hasta la década de 1940 que se logró la producción de penicilina a gran escala, que probaría ser altamente exitosa en el tratamiento de heridos durante la guerra. Fleming obtuvo el Premio Nobel de Medicina en 1945 gracias a este descubrimiento. Con el correr del siglo XX y el avance de la ciencia, se dio inicio a la Biotecnología Moderna. El Convenio sobre la diversidad biológica (CDB), que nació en 1992 en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre Medio Ambiente y Desarrollo, define la biotecnología 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". En un sentido estricto, esta definición considera no solo las técnicas tradicionales, sino las nuevas técnicas de ADN (el material genético), la biología molecular y la transferencia de genes (fragmentos específicos del ADN). Estas nuevas técnicas que aplica hoy la biotecnología, se iniciaron a partir de uno de los acontecimientos científicos más relevantes del siglo XX: el descubrimiento de la estructura del ADN
  4. 4. y su función en la transferencia de características de un organismo a otro. Este hecho, ocurrido alrededor de 1953, les valió a los investigadores James Watson y Francis Crick el Premio Nóbel de Medicina y Fisiología en 1962. A partir de los años 70, con el desarrollo de la ingeniería genética, la biotecnología avanzó y logró transferir genes de una especie a otra. Este fue un pequeño traspaso de un gen, pero un gran salto para la ciencia. Se había logrado modificar de forma controlada en el laboratorio las características de un organismo para que elabore un producto de interés. Desde entonces y al día de la fecha se cuenta, entre otros productos biotecnológicos, con cultivos modificados genéticamente que resisten el ataque de herbicidas, plantas que fabrican sus propios insecticidas, y bacterias que fabrican insulina humana, un medicamento que salva la vida de millones de diabéticos en el mundo. La biotecnología moderna y la industria A partir del inicio de la Era de la Biotecnología, los avances en el campo han sucedido a gran velocidad. Así, en 1980 en la causa Diamond vs. Chakrabarty la Suprema Corte de los Estados Unidos determinó que los organismos modificados genéticamente podían ser patentados, lo que permitió a la compañía General Electric patentar un microoganismo (derivado del género Pseudomonas) diseñado para “comer” petróle y utilizarse en derrames. El fallo fue controvertido ya que fue de 5 votos contra 4, y si bien las pseudomonas fueron creadas por técnicas bacteriológicas clásicas abrió la puerta para patentar organismos genéticamente modificados. Estableció una distinción entre lo hecho por la mano del hombre y lo hecho por la naturaleza. La contribución del inventor en este caso (Ananda Chakrabarty) se consideró suficiente para considerarlo una manufactura hecha por el hombre y por lo tanto patentable. Ese mismo año se consigue introducir exitosamente un gen humano (el que codifica para la producción de interferón) en una bacteria y al año siguiente Bill Rutter y Pablo Valenzuela publican un reporte en la revista Nature sobre un sistema de expresión en levaduras para producir el antígeno de superficie del virus de la hepatitis B y que llevaría más adelante a que la FDA aprobara a Chiron
  5. 5. Corporation, en 1986, la producción de la primera vacuna recombinante: Recombivax HB®. También en 1981, un grupo de científicos de la Universidad de Ohio produjeron los primeros animales transgénicos al transferir genes de otros animales a ratones y en 1988 los biólogos moleculares Philip Leder y Timothy Stewart recibieron la primera patente para un animal genéticamente modificado, un ratón altamente susceptible a desarrollar cáncer. En 1993 se funda la Organización de Industria Biotecnológica (Biotechnology Industry Organization, BIO) de la fusión de otras dos organizaciones industriales más pequeñas, con la intención de apoyar el avance de este sector. La biotecnología moderna entra a nuestras vidas En el año de 1984, Alec Jeffreys introduce la técnica de caracterización de ADN para la identificación de personas y al año siguiente comienza a usarse como una herramienta legal en las cortes de los Estados Unidos. En 1985, la compañía belga Plant Genetic Systems fue la primera en desarrollar plantas genéticamente modificadas con resistencia al ataque de insectos. Esta compañía desarrolló plantas de tabaco que expresaban genes que codifican proteínas insecticidas de la bacteria Bacillus thuringiensis (Bt). En 1987, Calgene, Inc. recibe una patente para la secuencia de ADN de la poligalacturonasa del jitomate, usada para producir una secuencia antisentido de ARN que permite alargar la vida de anaquel de este fruto. En 1993 la FDA declara que los alimentos genéticamente modificados “no son inherentemente peligrosos” y por lo tanto no requieren de una regulación específica, lo que permite que estos jitomates obtuvieran el permiso de la FDA para ser comercializados, lo que ocurriría bajo el nombre “Flavr Savr”. En 1988, Genencor International, Inc. recibe una patente para el proceso de fabricación de enzimas resistentes a cloro para su uso en detergentes.
  6. 6. Para el año 2000, se anuncia la creación del “Arroz dorado” (Golden Rice), una variedad de arroz modificada para producir vitamina A, que se espera ayude a mejorar la salud en los países en desarrollo y a prevenir algunas formas de ceguera. Todos estos avances llevan en 2004 a que la FAO apoye el uso de los cultivos obtenidos por técnicas de ingeniería genética como una herramienta complementaria a las técnicas agrícolas tradicionales para ayudar a los campesinos y consumidores en los países en vías de desarrollo. Biotecnología moderna y sus aplicaciones La diferencia que trae la biotecnología moderna es que, actualmente, el hombre no sólo conoce los microorganismos y el ADN, sino que ha aprendido a modificarlos en función de sus necesidades. Si se compara la manipulación genética que se practica desde hace miles de años, con la biotecnología actual, una de las diferencia principales es que la ingeniería genética permite el pasaje preciso de genes de una especia a otra. Por ejemplo, de animales a plantas, de plantas a bacterias, o de hombres a bacterias. Justamente, esta posibilidad de transferir ADN de una especie a otra, es lo que convierte a la biotecnología en una ciencia tan apreciada por algunos, y cuestionada por otros. Muchos especialistas ya proclaman al siglo XXI como el siglo de la biotecnología. “Si el siglo que pasó fue, desde el punto de vista tecnológico, el siglo del átomo y de la industria química, el siglo XXI puede ser el de la célula y de la biotecnología”, expresa el doctor Agustín López Murguía, Investigador Titular del Instituto de Biotecnología de la Universidad Nacional Autónoma de México, en su nota Biotecnología, Salud y Alimentación. Este pronóstico alentador acerca del papel que desempeñará la biotecnología, se basa especialmente en la revolución que ya se está produciendo por el uso de la información genética en diversas áreas de la producción y el conocimiento. Aún en medio de la controversia, la biotecnología moderna y sus múltiples aplicaciones convierten a la humanidad del siglo XXI en testigo y partícipe de una revolución tecnológica sin precedentes, que recién comienza, y avanza a pasos agigantados.
  7. 7. Biotecnología La biotecnología tiene sus fundamentos en la tecnología que estudia y aprovecha los mecanismos e interacciones biológicas de los seres vivos, en especial los unicelulares, mediante un amplio campo multidisciplinar. La biología y la microbiología son las ciencias básicas de la biotecnología, ya que aportan las herramientas fundamentales para la comprensión de la mecánica microbiana en primera instancia. La biotecnología se usa ampliamente en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, medio ambiente, generación de energía (biocombustibles) y medicina. La biotecnología se desarrolló desde un enfoque multidisciplinario involucrando varias disciplinas y ciencias como biología, bioquímica, genética, virología, agronomía, ecología, ingeniería, física, química, medicina y veterinaria entre otras. Tiene gran repercusión en la farmacia, la medicina, la ciencia de los alimentos, el tratamiento de residuos sólidos, líquidos, gaseosos y la agricultura. La Organización para la Cooperación y Desarrollo Económico (OCDE) define la biotecnología como la "aplicación de principios de la ciencia y la ingeniería para tratamientos de materiales orgánicos e inorgánicos por sistemas biológicos para producir bienes y servicios". Aplicaciones La biotecnología tiene aplicaciones en importantes áreas industriales, como 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, 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 le llama biotecnología vegetal. Además se aplica en la genética para modificar ciertos organismos.
  8. 8. 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 la obtención 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. Dentro de ésta se encuentra: Diagnóstico de enfermedades La Biotecnología ha aportado nuevas herramientas diagnósticas que son especialmente útiles para los microorganismos que son difíciles de cultivar, ya que permiten su identificación sin necesidad de aislarlos. Hasta hace muy poco tiempo todos los métodos se basaban en el cultivo microbiológico, la tinción histológica, o las pruebas químicas y determinaciones en suero, algunos métodos en general largos y tediosos que requieren mucha mano de obra y son muy difíciles manejar. El desarrollo de los inmunodiagnósticos con los anticuerpos monoclonales y de las técnicas que analizan el material genético como la hibridación y secuenciación del DNA o RNA con la ayuda inestimable técnica de la PCR han sido un logro biotecnológico importante y decisivo para introducir el concepto del diagnóstico rápido, sensible y preciso. Además se tiene en cuenta que esta metodología permite su robotización y automatización en el futuro del diagnóstico molecular y genético que es muy esperanzador. Aportes en la enfermedad del Cáncer La Biotecnología ha proporcionado herramientas para el desarrollo de una nueva disciplina que se denomina patología molecular, ésta permite establecer un diagnóstico del cáncer basado y no en la morfología del tumor, como hace la anatomía patológica clásica (microscopía combinada con histoquímica), sino en sus características patogénicas debidas a las alteraciones genéticas y bioquímicas. La patología molecular ha incorporado técnicas de
  9. 9. inmunohistoquímica y análisis genético al estudio de proteínas o ácidos nucleicos extraídos de los tumores. Estas técnicas han permitido no sólo la detección precoz de las células malignas sino también su clasificación. Un tumor que se ha detectado en sus fases iniciales y que está bien clasificado, antes de que se produzca su diseminación a otros lugares del organismo puede ser eliminado con facilidad, de manera que su detección y clasificación precoz puede salvar tantas o más vidas que el desarrollo de otras nuevas terapias. Biotecnología blanca: también conocida como biotecnología industrial, es aquella aplicada a procesos industriales. Un ejemplo es la obtención de microorganismos para generar un producto químico o el uso de enzimas como catalizadores o Inhibidores enzimáticos industriales, ya sea para producir productos químicos valiosos o destruir contaminantes químicos peligrosos (por ejemplo utilizando oxidorreductasas Biotecnología verde: es la biotecnología aplicada a procesos agrícolas. Un ejemplo de ello es la obtención 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. Un ejemplo de esto es la ingeniería genética en plantas para expresar plaguicidas, con lo que se elimina la necesidad de la aplicación externa de los mismos, como es el caso del maíz Bt.12 La biotecnología se ha convertido en una herramienta en diversas estrategias ecológicas para mantener o aumentar sustancialmente recursos naturales como los bosques. En este sentido los estudios realizados con hongos de carácter micorrízico permiten implementar en campo plántulas de especies forestales con micorriza, las cuales presentaran una mayor resistencia y adaptabilidad que aquellas plántulas que no lo están. 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
  10. 10. prometedoras para la acuicultura, cuidados sanitarios, cosmética y productos alimentarios. Biotecnología gris: también llamada biotecnología del medio ambiente, es aquella aplicada al mantenimiento de la biodiversidad, preservación de las especies y la eliminación de contaminantes y metales pesados de la naturaleza. Está muy ligada a la biorremediación, utilizando plantas y microorganismos para reducir contaminantes. 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 plaguicidas. 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. Desventajas Los procesos de modernización agrícola, además del aumento de la producción y los rendimientos, tienen otras consecuencias. Una de ellas es la disminución de la mano de obra empleada por efectos de la mecanización; esto genera desempleo y éxodo rural en muchas áreas.
  11. 11. Por otro lado, para aprovechar las nuevas tecnologías se requieren dinero y acceso a la tierra y al agua. Los agricultores pobres que no pueden acceder a esos recursos quedan fuera de la modernización y en peores condiciones para competir con las producciones modernas. Importancia de la biotecnología Muchas personas están comenzando a entender y valorar más profundamente los lazos existentes entre el bienestar humano, la estabilidad social y los procesos naturales de la tierra que sustentan la vida. Nos damos cuenta de que la capacidad de la tierra de continuar ofreciendo aire y agua puro, suelos productivos y una rica diversidad de vida vegetal y animal es fundamental para asegurar nuestra calidad de vida y la de nuestros descendientes. Pero el actual crecimiento de la población ya está sobreexplotando los recursos de la Tierra. Una de las pocas cosas que se puede vaticinar con certeza es que, en el futuro, la población del mundo casi se va a duplicar para llegar a cerca de los 10 mil millones de habitantes en el año 2030. La humanidad debe responder a las crecientes presiones que se ejercen sobre los recursos naturales de la tierra para poder alimentar a una población en continua expansión. La biotecnología, que permite la transferencia de un carácter específico de una clase o especie de planta a otra, constituye una pieza importante para resolver el reto del desarrollo sostenible.
  12. 12. Conclusión Se puede predecir es que en el futuro se necesitarán nuevos genes de interés agronómico, industrial y farmacéutico en los cultivos actuales, aparte de una reestructuración profunda que permita el mantenimiento de la fertilidad del suelo y un ambiente limpio. Y todo ello con rapidez. En esa reestructuración hay que contar con la globalización de los problemas y con la concentración de poder en pocas manos. En la organización futura se requerirán cadenas de trabajo formadas por distintos especialistas: mejoradores clásicos, biotecnólogos, fisiólogos, estadísticos, etc. No se puede saber de todo. Habrá (ya los hay) Organismos, públicos y privados, especializados en la extracción de un gen o parte de él, en su transferencia a células en cultivo o a planta viva. Tras eso se hará preciso regenerar o seleccionar las partes transformadas, comprobar su estabilidad, las condiciones de su eficacia (un gen de resistencia que venga de una bacteria no es menos susceptible de ser eliminado por un parásito que uno "natural"), seguir programas clásicos de cruzamiento, ensayos y distribución. Pero los cambios en la metodología de trabajo no modificarán los fines, representados siempre en objetivos claros alcanzables con una metodología que lo permita. La biotecnología representa un paso más en la Mejora: la domesticación del gen, que termina, por ahora, el proceso de domesticación de especies y de variedades que comenzó con el nacimiento de la primera Agricultura. 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.
  13. 13. Biografía https://es.wikipedia.org/wiki/Historia_de_la_biotecnología Tecnocienciaysalud.com/biotecnología http://www.monsanto.com/global/es/productos/pages/por-que-es-importante-la- biotecnologia.aspx http://www.saber.ula.ve/bitstream/123456789/16309/1/importancia_biotecnologia.p df https://es.wikipedia.org/wiki/Biotecnología

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