La biotecnología antigua involucraba procesos como la fermentación de vino y cerveza utilizando microorganismos naturales, mientras que la biotecnología moderna permite aislar y modificar genes de manera dirigida usando técnicas como el ADN recombinante. El ADN recombinante implica cortar ADN con enzimas, insertar los fragmentos en un vector, y transferirlos a un huésped para su expresión. La biotecnología tiene aplicaciones en la agricultura, medicina, y producción industrial.

1. BIOTECNOLOGÍA
Materia: Biología II
Preparatoria
Bloque 3
CO4 Cuatrimestre
Maestra: Yuridia Edwiges Grijalva Mungarro.

2. Biotecnología antigua
• La biotecnología es una actividad antigua, que
comenzó hace miles de años cuando el hombre
descubrió que al fermentar las uvas se obtenía un
producto como el vino. También es biotecnología
la fabricación de cerveza a partir de la
fermentación de cereales que el hombre empezó
a elaborar hace 4.000 años, y la fermentación de
jugo de manzanas para la fabricación de sidra. En
estos procesos intervienen microorganismos que
transforman componentes del jugo de frutas o de
cereales en alcohol.

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

4. Biotecnología Tradicional
• Aunque en ese entonces los hombres no entendían cómo ocurrían estos
procesos, ni conocían la existencia de microorganismos, podían
utilizarlos para su beneficio. Estas aplicaciones constituyen lo que se
conoce como biotecnología tradicional y se basa en la obtención y
utilización de los productos del metabolismo de ciertos
microorganismos.

6. • En nuestro país, las culturas prehispánicas desarrollaron un amplio
conocimiento sobre los usos de las plantas. Así, se aplicó el conocimiento sobre
los seres vivos, en particular las nociones sobre genética en la obtención de
productos biológicos. A mediados del siglo pasado la producción de alimentos
se vio incrementada por la aplicación de nuevas tecnologías para mejorar el
rendimiento de los sistemas agrícolas y ganaderos. A estos cambios radicales se
les llamó “Revolución verde” por la comunidad internacional. Por un lado, se
utilizaron fertilizantes que mejoraban la fertilidad del suelo, y por otro, se
controlaron las plagas por el empleo de insecticidas, herbicidas y fungicidas.
Además, se seleccionaron genéticamente las plantas más adecuadas y se
produjeron variedades de arroz, trigo y maíz. De esta forma, la producción se
incrementó de forma espectacular y se creía que pronto desaparecerían el
hambre y la desnutrición

7. • A pesar de los buenos resultados en la producción de alimentos, surgieron
complicaciones inesperadas, como: la contaminación de los alimentos por
el uso de agroquímicos; la aparición de plagas resistentes a los plaguicidas;
los costos más elevados que tuvieron que absorber los pequeños
agricultores; la transformación de los ambientes naturales en sistemas de
cultivo de un solo tipo o monocultivos; la pérdida de la biodiversidad; la
erosión y la desertificación del suelo; los altos costos de la irrigación y el
cambio en los patrones de consumo de la población. En la actualidad se
llevan a cabo mejoramientos genéticos en plantas y animales de
importancia alimenticia. La modificación del genoma de los seres vivos se
ha hecho desde 1978, cuando la ingeniería genética ya había modificado el
genoma de bacterias, al introducir el gen humano de la insulina. Desde
entonces se han realizado modificaciones en el material genético.

8. LA BIOTECNOLOGÍA MODERNA

9. • Algunas de las metas principales de la ingeniería genética son mejorar
el conocimiento de la función de los genes, tratar enfermedades y
mejorar la agricultura. La recombinación natural del ADN se lleva a
cabo mediante procesos como la reproducción sexual (durante el
entrecruzamiento), la trasformación bacteriana, donde las bacterias
adquieren ADN de plásmidos y otros bacterias, y la infección viral, en
la que los virus incorporan fragmentos de ADN de sus huéspedes y
transfieren los fragmentos a miembros de la misma o de otra especie.

10. • ¿Cómo se recombina el ADN en los laboratorios de ingeniería
genética? En el laboratorio el ADN se corta en fragmentos mediante
enzimas de restricción. Estos fragmentos se insertan en un vector,
que hace posible la replicación del ADN dentro de una célula
huésped. La unión de un fragmento de ADN y un vector produce
moléculas de ADN recombinante.

13. • Actualmente es rutina aislar fragmentos concretos de un genoma
para obtener su secuencia y estudiar su función. También es corriente
poder introducirlos en otro organismo diferente y analizar sus
características de expresión o modificar el fenotipo del organismo
receptor.
• Así, aislar, caracterizar y modificar el ADN es posible gracias a la
tecnología del ADN recombinante, conjunto de métodos
experimentales que permiten introducir un fragmento de ADN de una
especie en otra y hacer que el organismo receptor lo exprese como si
fuera suyo.

14. • Los fragmentos de interés se obtienen tratando el ADN con
endonucleasas de restricción, estas enzimas pueden cortar la doble
hélice de dos maneras produciendo extremos cohesivos.
• Una vez aislado este segmento, el paso siguiente es incorporarlo a un
vector de clonación, con sitios de restricción compatibles, y sellar
covalentemente los extremos gracias a la acción de una ADN ligasa
para originar una molécula de ADN recombinante.
• La elección del vector depende del tamaño del segmento de ADN que
se quiere clonar. En la siguiente figura se representa esta
recombinación de ADN

15. • Los plásmidos (vector), además de transportar los genes de interés,
contienen genes que confieren propiedades importantes al
hospedador, como la resistencia a antibióticos, que pueden permitir
el proceso de selección posterior.

16. • Además de utilizar bacterias o levaduras como células receptoras de las
moléculas de ADN recombinante, hay vectores para conseguir la
transformación de eucariotas pluricelulares, como animales y plantas. A
los organismos modificados genéticamente se les denomina transgénicos.
• Todas estas metodologías, junto con el desarrollo de las técnicas de
secuenciación de ácidos nucleicos cada vez más precisas y automatizadas,
la amplificación de pequeñas cantidades de ADN mediante la reacción en
cadena de la polimerasa (PCR), la cartografía física y el análisis funcional
de los genes, todo ello y más ha permitido la expansión de la genómica.
Estos estiletes moleculares han abierto de par en par la puerta de la
investigación de las funciones genéticas en organismos pluricelulares.

17. • Pero los avances no son puramente científicos. Desde el primer
desarrollo en la década de 1970, los objetivos tecnológicos de la
llamada ingeniería genética, son evidentes. El repertorio de
aplicaciones de la biotecnología es extraordinario: producción de
moléculas de interés farmacológico (hormonas, antibióticos) o
alimentario (vitaminas, aditivos), diseño de organismos con
características deseadas (plantas resistentes a la salinidad, peces de
crecimiento rápido, etcétera.

19. R2: Pregunta y respuesta.
• ¿Cuáles son las diferencias entre la biotecnología antigua y la
biotecnología moderna?
• Explica una relación interdisciplinaria de la biotecnología
• Describe con tus palabras la técnica de ADN recombinante.
• Explica la función de 3 de las estructuras que participan en la técnica
del ADN recombinante.
• ¿Qué es la biotecnología?
• Menciona 5 beneficios de la biotecnología en tu vida cotidiana

20. Bibliografía
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