DICIEMBRE 2016
BIOTECNOLOGIA ALVAREZ MARIA VERONICA – GARCES HONORIO
La biotecnología y su relevancia en la sociedad. Concepto y alcance de la biotecnología. Desarrollo histórico dela biotecnología. La biotecnología es aquella que utiliza organismos vivos (o partes de organismos) para hacer o modificar productos, mejorar plantas o animales o desarrollar microorganismos para usos específicos. La biotecnología existe desde que el ser humano comienza a seleccionar plantas y animales en provecho propio, recurriendo a técnicas como la fermentación para enriquecer el contenido proteínico de cuanto se llevaba a la boca. El hombre siempre ha sentido la necesidad de manipular su medio ambiente, al menos desde que se convirtió en el ser inteligente que es actualmente o desde el mismo momento en que comprobó que era capaz de realizar actividades que otras especies animales no podían. Las principales áreas en las que ha incursionado la biotecnología han sido la ingeniería genética en plantas y animales; el desarrollo de vacunas; el uso de la técnica de DNA recombinante para diagnosis de enfermedades; la producción de bioinsecticidas y biodetergentes; la producción de anticuerpos monoclonales; la fijación biológica del nitrógeno; el control de contaminación ambiental y tratamiento de aguas residuales; el desarrollo de técnicas aplicadas a las industrias alimenticia, farmacéutica, química, etc.; la transferencia de embriones; el cultivo de tejidos vivos y otras más. Los orígenes de la biotecnología se pierden en el pasado prehistórico de la humanidad cuando el hombre domesticó los primeros animales y dio inicio a la agricultura. Mediante cruces y selecciones artificiales, alteró la condición natural de plantas y animales. La elaboración de bebidas y alimentos como la cerveza, el vino, el vinagre, el pan con levadura, el queso, entre otros, fueron los conocimientos biotecnológicos empíricos iniciales. Desde un punto de vista meramente científico la biotecnología basa su desarrollo en las aportaciones hechas por Charles Darwin y Gregor Mendel en los campos de la selección natural y la herencia, respectivamente, propuestas en la segunda mitad del siglo pasado. Louis Pasteur contribuyó en forma destacada con su descubrimiento en medicina y microbiología industrial.
Antes de ellos, en 1830, T. Shwamm y M. Shleiden habían encontrado que todo ser vivo está constituido por células y en su interior se encuentran los cromosomas que contienen a su vez el material hereditario, como fue expuesto por Roux. Se descubrió que los cromosomas estaban compuestos principalmente de proteínas y ácidos nucleicos, dando paso a la inclusión de la bioquímica y la biología molecular como instrumentos para desentrañar el misterio de la vida. Oswald Avery y otros investigadores sugirieron que el ADN podría ser la molécula portadora de la información genética y que esta determina la estructura y función de un organismo. Dos jóvenes investigadores, James Watson y Francis Crick, quienes trabajan en el laboratorio de biología molecular de la Universidad de Cambrige, mediante métodos de cristalografía, con rayos X, descubrieron la estructura del ADN: una molécula formada por dos cadenas individuales de nucleótidos que giran juntas en una doble hélice. Este diseño molecular del ADN da una explicación de la conservación de la información genética y como se transmite a las generaciones futuras. El inicio de la manipulación enzimática de material genético de los seres vivos y la aparición de la ingeniería genética molecular han permitido, a partir de 1970, el análisis detallado, bioquímico y molecular de los cromosomas, lo que ha dado lugar a una verdadera revolución biotecnológica que nos permite la manipulación de los seres vivos mediante la ingeniería genética. Diseñar estrategias racionales para el tratamiento y prevención de enfermedades; obtención de células especializadas en la fabricación de productos de interés comercial y médico; mejora de especies silvícolas y agrícolas; recuperación y conservación de ecosistemas. Aporte
de:
http://seminariobiologiaysociedadequipo3.blogs pot.com/2012/11/tecnologia-e-impactosocial.html
Aplicaciones de la Biorremediación y biodegradación. Bioingeniería. Bioinformática. Biorremediación surgió como una rama de la biotecnología, a mediados del siglo XX con las primeras investigaciones para estudiar el potencial de los microorganismos para biodegradar contaminantes. Las primeras técnicas de Biorremediación que se aplicaron fueron hechas por compañías petrolíferas, similares a la actual Biolabranza (landfarming). La Biorremediación por ejemplo, se emplea en grupos de compuestos organoclorados, compuestos orgánicos no naturales que tienen cloro en su molécula (como el Dicloro Difenil Tricloroetano - DDT), y son capaces de intervenir en los procesos celulares normales, entre otros la reproducción. Estos productos de la contaminación, también pueden incorporarse en la mayoría de los alimentos, como pollos, carnes rojas, pescados, productos lácteos, aceites vegetales y verduras. Biodegradación ocurre en la naturaleza, y la actuación humana transformo esos procesos naturales en biotecnologías para acelerar la tendencia natural. Bioética: es la rama de la ética que trata el impacto potencial del desarrollo de las ciencias biológicas en la sociedad Bioinformática: es la aplicación de la computación e informática para organizar, analizar y entender la información biológica contenida en los ácidos nucleicos y las proteínas. Su aplicación es en el campo científico empresarial y el campo de la salud pública. Bioingeniería: uso de tejidos, órganos o porciones de órganos artificiales para reemplazo de partes dañadas del cuerpo. Aportes de: www.monsanto.es/biotecnologia/basicos.html www.monsanto.es/biotecnologia/basicos.html http://www2.uah.es/tejedor_bio/bioquimica_ambiental/biorremediacion.pdf www.monsanto.es/biotecnologia/basicos.html
Manipulación genética y su repercusión en la producción industrial Las grandes áreas en las que se utilizan las técnicas de manipulación genética son as siguientes: Medicina y farmacología: para la obtención de sustancias terapéuticas como vacunas, hormonas humanas (como a insulina necesaria para los diabéticos), factores de coagulación para los hemofílicos, etc. Agricultura: para la obtención de plantas transgénicas de mayor rendimiento, más resistentes o de mejor calidad nutricional. Ganadería: la clonación de animales que procura una mejora ganadera o con aplicaciones biomédicas. Protección ambiental: con el objetivo de desarrollar nuevos organismos que colaboren en la limpieza del ambiente. Aplicaciones De La manipulación Genética En Microorganismos Aplicaciones médicas e farmacológicas. Las técnicas de manipulación genética del ADN recombinante permiten identificar e aislar un gen concreto, ya conocido y de efectos deseados, y transferirlo a una célula de otra especie, generalmente una bacteria, que lo incorporan como si fuese propio, y serán estas bacterias las que fabriquen el producto deseado que codifica o gen. Con esta tecnología se producen moléculas por manipulación genética muy útiles para nuestra especie, como la insulina, la hormona de crecimiento o proteínas sanguíneas: factores de coagulación, antibióticos, y algunas vacunas como las de la hepatitis A y B. _Aplicación ambiental. Cada vez es más habitual el uso de microorganismos genéticamente modificados para algunas aplicaciones ambientales: por ejemplo, las bacterias utilizadas para la limpieza del vertido de fuel del Prestige en nuestras costas. Aunque estas bacterias de forma natural ya degradan derivados del petróleo, la ingeniería genética les confiere una mayor resistencia a determinadas condiciones ambientales de la zona afectada. También se están desarrollando nuevas técnicas de bacterias modificadas genéticamente capaces de degradar residuos de origen industrial, agrícola o urbano, así como aguas o
suelos contaminados con metales pesados. Estas últimas se utilizaron para descontaminar os alrededores del parque Nacional de Doñana a raíz del accidente de las minas de Aznalcóllar (1998) Aplicaciones De La manipulación Genética En La Agricultura: Plantas Transgénicas Una planta transgénica es aquella a la que se le introdujo un gen procedente de otro organismo y que, después de incorporarlo a su genoma, modifica sus características. De esta manera, las plantas transformadas presentan características como por ejemplo: Resistencia a parásitos o a depredadores, introduciéndoles genes que producen toxinas, como en el caso del maíz. Resistencia a herbicidas: la soja, el algodón y el maíz resisten las altas concentraciones de herbicidas que se echan en los campos para erradicar malas hierbas. Crecimiento más rápido o adaptación a condiciones ambientales adversas. Según se identifiquen nuevos genes, las plantas transgénicas podrán ser más resistentes al frío y a la sequía, o tolerar suelos salinos o altamente contaminados. Incluso se les podría introducir genes humanos, lo que permitirá obtener determinadas proteínas humanas de uso farmacológico. Existen activos detractores de esta técnica que avisan de los riesgos para el medio y para la salud de las personas, relacionados con el desarrollo de sus consecuencias: Pérdida de la biodiversidad. Las plantas transgénicas pueden invadir ecosistemas naturales y desplazar las plantas autóctonas. “Salto” de manera accidental de los genes transferidos a otras especies silvestres. Podrían aparecer malas hierbas resistentes a herbicidas o bacterias patógenas resistentes a los antibióticos Efectos perjudiciales para la salud, como problemas alérgicos. Repercusiones socioeconómicas globales para los pequeños campesinos. Aplicaciones De La manipulación Genética En Animales Se está investigando la producción de animales clónicos y transgénicos, al mismo tiempo. Clonar un organismo significa hacer una o varias copias idénticas a la original. Se distinguen dos tipos de clonación, la reproductiva y la terapéutica (que non trataremos). Clonación reproductiva de animales Este tipo de clonación tiene como objetivo conseguir individuos idénticos entre sí. Existen varios métodos de clonación. Hasta julio de 1996 se partía de un cigoto, resultado de la fecundación de un óvulo y de un espermatozoide, y después de la primera división se implantaba cada célula hija en una madre portadora para obtener dos clones.
El nacimiento de la oveja Dolly fue revolucionario, porque fue el primer mamífero clonado mediante una técnica conocida como transferencia nuclear. Esta técnica se basa en la fusión de un óvulo desnucleado al que se le implantó el núcleo de una célula diferenciada extraída de la oveja que se quería clonar. Posteriormente la técnica se aplicó en otros tipos de mamíferos, como cerdos, ratones, cabras o gatos, pero sólo un pequeño porcentaje de los embriones clonados por transferencia nuclear fue capaz de desarrollarse con normalidad. Las aplicaciones de la ingeniería genética en animales son diversas: _ Mejora de la producción ganadera. Se está investigando para obtener ejemplares de animales de mayor valor productivo (mayor producción de leche, mejor calidad de la carne o mayor velocidad de crecimiento). _ Conservación de especies en peligro de extinción o mismo de animales de compañía. _ Aplicación médica o farmacológica: – Obtención de fármacos. Combinando la clonación con la modificación genética, se pueden obtener clones de animales productores de medicamentos, como por ejemplo, clones de cabras que contienen en su leche proteínas medicinales para tratar determinadas enfermedades de los seres humanos. – Genotransplantes: obtención de órganos animales (cerdos) con genes humanos para no ser rechazados en trasplantes. – Nutrición: animales con carnes y huevos con menos colesterol e grasas. La manipulación genética en animales, igual que en las plantas, abre un debate ético por las posibles repercusiones sociales, económicas y sanitarias. Fue el caso de las investigaciones para genotransplantes a partir de cerdos, lo que supuso una moratoria al descubrirse que con frecuencia los cerdos son portadores de virus que podrían provocar que alguna variante vírica pudiera afectar al ser humano. Aporte de: www.smbb.com.mx/revista/revista2015_3/revista_2013_v17_n3.pdf.
Ventajas y riesgos. Para la salud. Riesgos para el ambiente
Ventajas
Obtención de fármacos a bajo coste (como las bananas productoras de vacunas).
Mejores productos (como el tomate Mc Gregor
capaz de aguantar más tiempo sin pudrirse).
Mejor productividad (por la resistencia a insectos,
sequia, frio, entre otros)
Productos con nuevas propiedades (como el arroz
dorado que contiene provitamina A).
Producción más ecológica (como la soja RR).
Los alimentos modificados genéticamente pasan controles muy estrictos
Riesgos para la salud. Riesgos para el ambiente
Modificación del valor nutricional.
Efecto de los genes marcadores (como la resistencia a la kanamicina).
Cuestiones éticas.
Traspaso de la resistencia a plantas silvestres emparentadas.
Contaminación de los cultivos no transgénicos.
Debido a la aparición de nuevos microorganismos patógenos que provoquen enfermedades
desconocidas o que puedan pasar de una especie a otra diferente produciendo la enfermedad. Donde también el uso de fármacos de diseño podrían provocar efectos secundarios no deseados.
Desplazamiento de la flora local y fauna local (mariposa
monarca).
Control por las grandes empresas y los países desarrollados.
La liberación de nuevos organismos en el ambiente puede provocar la desaparición de
especies contra las cuales se lucha, con consecuencias aún desconocidas ya que cumplen una función en la cadena trófica de la naturaleza. Se puede pensar en posibles nuevas contaminaciones debidas a un metabolismo incontrolado.
Riesgos imprevisibles a largo plazo.
Preocupaciones éticas y sociales. Prácticamente nadie cuestiona los logros y productos obtenidos mediante las técnicas tradicionales, pero se cuestiona la seguridad que proporcionan las nuevas herramientas genéticas. Sin embargo, al contrario de lo que ha sucedido con el debate sobre la seguridad de las tecnologías nuclear o informática, el hecho de ser la Ingeniería Genética tan reciente y haber surgido en un período en el que la información se transmite más rápida y libremente, ha permitido que por primera vez en la Historia, el decir social y científico sobre los riesgos o beneficios de una tecnología comienza antes de que los primeros productos y procesos se desarrollaran y comercializaran.
Para obtener una idea precisa del decir social que conlleva la aplicación de la Biotecnología, algunos distinguen entre aceptabilidad y aceptación. La primera deriva de una evaluación racional y científica de la seguridad del proceso o producto, sin que ello excluya el peso de los criterios sociales o económicos. La aceptación es la reacción del público fundamentada en innumerables motivos, incluidos los meramente emocionales, estando enraizada en las tradiciones culturales relacionadas con la alimentación, la medicina o la salud y por eso cualquier cambio de actitud se ha de producir muy lentamente, sin que puedan influir demasiado las opiniones de otros Países o culturas. Aporte de: www.monsanto.es/biotecnologia/porque.html www.monsanto.es/biotecnologia/porque.html www.fao.org
Aporte de: www.monsanto.es/biotecnologia/basicos.html www.monsanto.es/biotecnologia/porque.html www.fao.org www.smbb.com.mx/revista/revista2015_3/revista_2013_v17_n3.pdf http://seminariobiologiaysociedadequipo3.blogspot.com/2012/11/tecnologia-e-impactosocial.html