Universidad nacional j.f.s.c ingeniería metalúrgica ii ciclo Es la tecnología basada en la biología, especialmente usada en agricultura, farmaci a , ciencia de los alimentos, medio ambiente y medicina. Se desarrolla en un enfoque multidisciplinario que involucra varias disciplinas y ciencias como biología, bioquímic a, genética, virología, agronomía, ingeniería, física,química, medicina y veterinaria entre otras. Tiene gran repercusión en la farmacia, la medicina, la microbiología, la ciencia de los alimentos, la minería y laagricultura, entre otros campos. Para la Organización de la Cooperación y el 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" Probablemente el primero que usó este término fue el ingeniero húngaro Károly Ereki, en 1919, quien la introdujo en su libro Biotecnología en la producción cárnica y láctea de una gran explotación agropecuaria. Según el Convenio sobre Diversidad Biológica de 1992, la biotecnología podría definirse como "toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos". El Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnología del Convenio sobre la Diversidad Biológica define la biotecnología moderna como la aplicación de: Técnicas in vitro de ácido nucleico, incluidos el ácido desoxirribonucleico (ADN) recombinante y la inyección directa de ácido nucleído en células u orgánulos, o La fusión de células más allá de la familia taxonómica que superan las barreras fisiológicas naturales de la reproducción o de la recombinación y que no son técnicas utilizadas en la reproducción y selección tradicional. Universidad nacional j.f.s.c ingeniería metalúrgica ii ciclo Universidad nacional j.f.s.c ingeniería metalúrgica ii ciclo ya sea para producir productos químicos valiosos o destruir contaminantes químicos peligrosos (por ejemplo utilizando oxidorreductasas7 ). A este uso específico de plantas en la biotecnología se llama biotecnología vegetal. los diagnósticos moleculares. Además se aplica en la genética para modificar ciertos organismos. con el desarrollo de nuevos enfoques para el tratamiento de enfermedades. Su principal objetivo es la creación de productos fácilmente degradables. 6 Las aplicaciones de la biotecnología son numerosas y suelen clasificarse en: Biotecnología roja: se aplica a la utilización de biotecnología en procesos médicos. Biotecnología blanca: también conocida como biotecnología industrial. . las terapias regenerativas y el desarrollo de la ingeniería genética para curar enfermedades a través de la manipulación génica. como el reciclaje. como plásticos biodegradables y en la producción de biocombustibles. También se aplica a los usos de la biotecnología en la industria textil. que consuman menos energía y generen menos desechos durante su producción. Un ejemplo de ello es la obtención de microorganismos para producir un producto químico o el uso de enzimas como catalizadores industriales. y cuidado medioambiental a través de labio remediación. usos no alimentarios de los cultivos. la agricultura con el desarrollo de cultivos y alimentos mejorados. es aquella aplicada a procesos industriales.s. como por ejemplo plásticos biodegradables. el desarrollo de vacunas más seguras y nuevos fármacos.Universidad nacional j.8 La biotecnología blanca tiende a consumir menos recursos que los procesos tradicionales utilizados para producir bienes industriales.c ingeniería metalúrgica ii ciclo La biotecnología tiene aplicaciones en importantes áreas industriales como lo son la atención de la salud.f. el tratamiento de residuos y la limpieza de sitios contaminados por actividades industriales. Algunos ejemplos son la obtención de organismos para producir antibióticos. en la creación de nuevos materiales. aceites vegetales y biocombustibles. s. Se espera que la biotecnología verde produzca soluciones más amigables con el medio ambiente que los métodos tradicionales de la agricultura industrial. En este sentido los estudios realizados con hongos de carácter micorrízico permiten implementar en campo plántulas de especies forestales con micorriza.10 La biotecnología se ha convertido en una herramienta en diversas estrategias ecológicas para mantener o aumentar sustancialmente recursos naturales como los bosques. Un ejemplo de ello es la obtención de plantas transgénicas capaces de crecer en condiciones ambientales desfavorables o plantas resistentes a plagas y enfermedades.Universidad nacional j. como es el caso del maíz Bt.f. 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. las cuales presentaran una mayor resistencia y adaptabilidad que aquellas plántulas que no lo están. .c ingeniería metalúrgica ii ciclo Biotecnología verde: es la biotecnología aplicada a procesos agrícolas. Universidad nacional j.f.s. podemos decir que el campo de utilidad es inmenso. Aún en una fase temprana de desarrollo sus aplicaciones son prometedoras para la acuicultura. Aplicaciones terapéuticas productos farmacéuticos: antibióticos .c ingeniería metalúrgica ii ciclo Biotecnología azul: también llamada biotecnología marina. Dejando aparte el hecho ya reseñado de que las técnicas biotecnológicas (principalmente las genéticas) encuentran su primera utilidad en el avance de las propias Ciencias de la Vida. cuidados sanitarios. desde el punto de vista de su aplicación comercial e industrial. cosmética y productos alimentarios. es un término utilizado para describir las aplicaciones de la biotecnología en ambientes marinos y acuáticos. s.c ingeniería metalúrgica ii ciclo vacunas hormonas terapias génicas Diagnósticos diagnósticos para salud humana diagnósticos para agricultura y ganadería ensayos para calidad de alimentos ensayos para calidad ambiental .f.Universidad nacional j. c ingeniería metalúrgica ii ciclo Alimentación mejora de procesos tradicionales de obtención de alimentos y bebidas nuevos alimentos y bebidas nutracéuticos: alimentos con perfiles determinados de nutrientes.s.f.Universidad nacional j. y para la mejora de la salud aditivos alimentarios . muchas de las innovaciones que se están produciendo no son tanto de nuevos productos cuanto de mejoras en los procesos. como pH. y que se puede beneficiar de los nuevos enfoques. donde hay que controlar diversos parámetros. Las biotecnologías.c ingeniería metalúrgica ii ciclo Medio ambiente tratamiento de residuos urbanos. oxígeno y otros gases. la tecnología de las fermentaciones). al usar catalizadores biológicos que funcionan a bajas temperaturas y materias primas renovables. hormonas. agrícolas e industriales biorremedio y biorreparación producción de energía a partir de biomasa No podemos olvidar que muchas de las biotecnologías de las que nos beneficiamos son muy antiguas. De hecho. Por lo tanto.Universidad nacional j. De cualquier manera. cuando se comenzaron a fabricar antibióticos y otras moléculas (ácidos orgánicos. ya estamos viendo la entrada de nuevos productos. no podemos olvidar que ya antes existía otra biotecnología. pueden contribuir a una economía más "verde" (ecológicamente sustentable). Se espera que puedan sustituir a . La tecnología de fermentación cobró ímpetu a partir de los años 40 del siglo XX. la mayor parte de las otras áreas biotecnológicas requieren producir grandes cantidades de sustancias. por lo que uno de los principales aspectos es el del "escalado" a esas grandes cantidades. en forma de nuevos fármacos y de plantas transgénicas con características novedosas. y que en ellas se está logrando una fase de madurez auspiciada por los nuevos adelantos técnicos (p. etc) por medio de microorganismos. enzimas.. del orden de kilogramos a toneladas. que hoy sigue pujante.f.s. Dejando aparte las tecnologías de fabricación de vacunas. aunque la atención pública se ha centrado en la moderna biotecnología que usa técnicas de ADN recombinante. ej. temperatura. polisacáridos. Esto supone un gran reto a los ingenieros. ya que deben diseñar fermentadores de gran tamaño. etc. f. en los trópicos). para las que las biotecnologías permiten abrir nuevos mercados muy atractivos. con productos destinados a mejorar la salud y calidad de vida de la población. La obtención de energía de biomasa (p ej. las alternativas de base biológica pueden ser más favorables que muchas contaminantes que se están empleando. En los paises con condiciones climáticas apropiadas (p. Los procesos biológicos desempeñan un papel importante en la eliminación de contaminantes y la biotecnología aprovecha la versatilidad catabólica de los microorganismos para degradar y convertir dichos compuestos. Los altos costes (económicos y ecológicos) de las energías tradicionales pueden suponer un incentivo para buscar en la biotecnología procesos de producción más rentables.c ingeniería metalúrgica ii ciclo procesos químicos contaminantes. Los incentivos son aún mayores en el caso de la producción de sustancias de alto valor añadido. Si además. La biorremediación es el proceso por el cual son utilizados microorganismos para limpiar un sitio contaminado.ej..s. se incluyen en los procesos industriales los costes ecológicos (hasta ahora tenidos como "externalidades" por la teoría económica tradicional). En el ámbito de la . como diagnósticos y productos terapéuticos.Universidad nacional j. residuos celulósicos) es una gran promesa para evitar la dependencia de combustibles fósiles en ciertas partes del mundo. la producción y uso de biomasa puede presentar muchas ventajas. Flavobacterium. así como pistas sobre las vías moleculares de los procesos de degradación y las estrategias de adaptación a las cambiantes condiciones ambientales.14 El derrame del barco petrolero Exxon Valdez en Alaska en 1989 fue el primer caso en el que se utilizó biorremediación a gran escala de manera exitosa. millones de toneladas de petróleo entran en el medio ambiente marino a través de filtraciones naturales.12 Los entornos marítimos son especialmente vulnerables ya que los derrames de petróleo en regiones costeras y en mar abierto son difíciles de contener y sus daños difíciles de mitigar. una considerable fracción del petróleo que entra en los sistemas marinos se elimina por la actividad de degradación de hidrocarburos llevada a cabo por comunidades microbianas.Universidad nacional j.f. A pesar de su toxicidad. Además de la contaminación a través de las actividades humanas. .s.13 Además varios microorganismos como Pseudomonas. Arthrobacter y Azotobacter pueden ser utilizados para degradar petróleo.c ingeniería metalúrgica ii ciclo microbiología ambiental. Los enfoques de genómica funcional y metagenómica aumentan la comprensión de las distintas vías de regulación y de las redes de flujo del carbono en ambientes no habituales y para compuestos particulares. estimulando la población bacteriana suplementándole nitrógeno y fósforoque eran los limitantes del medio. los estudios basados en el genoma abren nuevos campos de investigación in silico am pliando el panorama de las redes m etabólicas y su regulación. en particular. que sin duda aceleraran el desarrollo de tecnologías de biorremediación y los procesos de biotransformación. por las llamadas bacterias hidrocarbonoclásticas (HCB). "la conceptualización de la biología en término de moléculas y. sin embargo hay muchas ciencias importantes. a gran escala. tales como la genómica funcional." 16 La bioinformática desempeña un papel clave en diversas áreas. la genómica estructural y la proteómica. la ingeniería bioinformática. y forma un componente clave en el sector de la biotecnología y la farmacéutica. económicos y jurídicos. los bioingenieros a menudo deben tener los conocimientos relacionados con estos temas. Existe un creciente número de empresas de biotecnología y muchas universidades de todo el mundo proporcionan programas en bioingeniería y biotecnología de forma independiente.UU. Esa interdisciplinareidad hace que sea posible la rápida organización y análisis de los datos biológicos. la aplicación de técnicas informáticas para comprender y organizar la información asociada a estas moléculas. Se trata de un enfoque integrado de los fundamentos de las ciencias biológicas y los principios tradicionales de la ingenierías clásicas como la química o la informática. Este campo también puede ser denominado biología computacional. y puede definirse como. a menudo atienden problemas de gestión. a continuación.s. Este es un campo interdisciplinario que se ocupa de los problemas biológicos usando técnicas computacionales propias de la Ingeniería Informática. la ingeniería de biosistemas. Por otra parte.Universidad nacional j.f. la ingeniería de procesos biológicos. . Entre ellas destacan las de la especialidad de Ingeniería Bioinformática.c ingeniería metalúrgica ii ciclo La ingeniería biológica o bioingeniería es una rama de ingeniería que se centra en la biotecnología y en las ciencias biológicas. la ingeniería biomédica. etc.) son cuestiones de vital importancia para las empresas de biotecnología. como la ingeniería bioquímica. la FDA en EE. Incluye diferentes disciplinas. Debido a que las patentes y los sistemas de regulación (por ejemplo. Los bioingenieros con frecuencia trabajan escalando procesos biológicos de laboratorio a escalas de producción industrial. f.s.Universidad nacional j.c ingeniería metalúrgica ii ciclo VENTAJAS Entre las principales ventajas de la biotecnología se tienen: . existen riesgos de un uso éticamente cuestionable de la biotecnología moderna.22 Esto que podría dar lugar. en función del riesgo de infección. Esto puede hacer que se desarrolle una resistencia al gen en poblaciones de insectos expuestas a cultivos GM. disminuyendo las cosechas perdidas por enfermedad o plagas así como por factores ambientales. Mediante los OGM el rendimiento de los cultivos aumenta.4 Otros riesgos ecológicos surgen del gran uso de cultivos modificados genéticamente con genes que producen toxinas insecticidas.17 Reducción de pesticidas. al desarrollo demaleza más agresiva o de parientes silvestres con mayor resistencia a las enfermedades o a los estreses abióticos. por ejemplo.18 Mejora en la nutrición.Universidad nacional j. por medio de la cual el polen de los cultivos genéticamente modificados (GM) se difunde a cultivos no GM en campos cercanos. También se puede intentar cultivar en condiciones extremas lo que auxiliaría a los países que tienen menos disposición de alimentos. Se puede llegar a introducir vitaminas19 y proteínas adicionales en alimentos así como reducir los alergenos y toxinas naturales. como el gen del Bacillus thuringiensis. dando más alimento por menos recursos. Mejora en el desarrollo de nuevos materiales. RIESGOS PARA EL MEDIO AMBIENTE Entre los riesgos para el medio ambiente cabe señalar la posibilidad de polinización cruzada. trastornando el equilibrio del ecosistema.f. por ejemplo. en cuatro grupos: 24 . por plantas con genes insecticidas. lo que podría dar lugar a reacciones alérgicas imprevistas. 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.22 También se puede perder biodiversidad.4 En general los procesos de avance de la frontera agrícola en áreas tropicales y subtropicales suelen generar impactos ambientales negativos.s. de crear nuevas toxinas o de transferir compuestos alergénicos de una especie a otra. como aves y mariposas.c ingeniería metalúrgica ii ciclo Rendimiento superior. Además. RIESGOS PARA LA SALUD Existen riesgos de transferir toxinas de una forma de vida a otra. como consecuencia del desplazamiento de cultivos tradicionales por un pequeño número de cultivos modificados genéticamente".23 Los agentes biológicos se clasifican. También puede haber riesgo para especies que no son el objetivo. La aplicación de la biotecnología presenta riesgos que pueden clasificarse en dos categorías diferentes: los efectos en la salud de los humanos y de los animales y las consecuencias ambientales. 4 Existe el riesgo de que bacterias y virus modificados escapen de los laboratorios de alta seguridad e infecten a la población humana o animal. por lo que pueden dispersarse ciertas características como resistencia a los herbicidas de plantas GM a aquellas que no son GM. entre otros: procesos de erosión de los suelos mayor que en áreas templadas y pérdida de la biodiversidad. Agente biológico del grupo 2: aquel que puede causar una enfermedad en el hombre y puede suponer un peligro para los trabajadores. además del aumento de la producción y los rendimientos. esto genera desempleo y éxodo rural en muchas áreas.Universidad nacional j. para aprovechar las nuevas tecnologías se requieren dinero y acceso a la tierra y al agua. Agente biológico del grupo 4: aquel que causando una enfermedad grave en el hombre supone un serio peligro para los trabajadores. siendo poco probable que se propague a la colectividad y existiendo generalmente profilaxis o tratamiento eficaz. DESVENTAJAS Los procesos de modernización agrícola. . Por otro lado.c ingeniería metalúrgica ii ciclo Agente biológico del grupo 1: aquel que resulta poco probable que cause una enfermedad en el hombre. Agente biológico del grupo 3: aquel que puede causar una enfermedad grave en el hombre y presenta un serio peligro para los trabajadores.f. con riesgo de que se propague a la colectividad y existiendo generalmente una profilaxis o tratamiento eficaz. Una de ellas es la disminución de la mano de obra empleada por efectos de la mecanización. con muchas probabilidades de que se propague a la colectividad y sin que exista generalmente una profilaxis o un tratamiento eficaz. 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.s. tienen otras consecuencias. Describió las leyes de Mendel. .f.s. que rigen la herencia genética.c ingeniería metalúrgica ii ciclo Gregor Mendel . Franklin. principalmente en química y microbiología .Descubridores de la estructura del ADN. Pasteur .Universidad nacional j.Describió científicamente el proceso de pasteurización y la imposibilidad de la generación espontánea y desarrolló diversas vacunas. Watson y Crick .Realizó descubrimientos importantes en el campo de las ciencias naturales. como la de la rabia. s.f. una enzima".Universidad nacional j.c ingeniería metalúrgica ii ciclo Beadle y Tatum Descubridores de que los rayos X producían mutaciones en mohos y tras varios experimentos llegaron a la hipótesis "un gen. . pero se pueden identificar las variantes deseadas sobre la base de que presentan ciertas características que las diferencian de las demás la mezcla de genomas mediante fenómenos de sexualidad. e incluso en algunos organismos no se logra la adecuada introgresión de ese rasgo en la cepa deseada. o parasexualidad (las bacterias no tienen sexo. mientras que los metabolitos se sintetizan por rutas complejas donde intervienen varias enzimas. se suele aplicar una presión selectiva que favorece el crecimiento del tipo de mutantes buscados. Esto complica y alarga la mejora genética. haciendo que crezca más lentamente. en inglés) crecen todos los microorganismos.Universidad nacional j.f. aminoácidos. antibióticos. la mayor parte de las cuales son negativas para su supervivencia.s. incluso cuando se selecciona un tipo estimado adecuado. etc). y con regulaciones a menudo complicadas. pero algunas tienen fenómenos parasexuales como la conjugación. seguida de selección o rastreo de los mejores mutantes. a menudo presenta otras mutaciones que son negativas (p. la manera de mejorar genéticamente los organismos industriales reposaba en : La inducción de mutaciones (con mutágenos).. La búsqueda de mejoras en la producción de proteínas (incluyendo enzimas) es más fácil que la de la producción de otras moléculas (polisacáridos. y en todo caso. cada una sintetizada por un gen diferente. o que sea más sensible a factores ambientales) lo anterior obliga a trasladar la mutación "positiva" a un fondo genético distinto (normalmente una cepa silvestre o que ya había sido seleccionada como buena en un programa anterior). en los protocolos de selección. Algunos inconvenientes de estas técnicas tradicionales de mejora: los programas de mejora suelen ser muy largos y tediosos. el proceso de su búsqueda es a menudo muy complicado. porque cada proteína depende normalmente de un solo gen. Además. y a menudo no dan los resultados deseados el efecto principal de la mutagénesis es originar mutaciones aleatorias en el organismo. que se pueden aprovechar para transferir material genético de unas cepas a otras). Raramente se dan mutaciones que conducen a la aparición de propiedades nuevas positivas. . o empeoran algunas de sus características originales. en detrimento del resto de microorganismos en los protocolos de rastreo (screening. ej.c ingeniería metalúrgica ii ciclo Tradicionalmente. .Universidad nacional j. lo que dificulta e incluso impide transferir rasgos útiles de modo sencillo.f. sobre todo en aquellos microorganismos que carecen de sexualidad. transfiriendo genes de cualquier origen al organismo donde queremos expresarlos. permite mejoras menos aleatorias y más precisas. En sus famosos experimentos con el guisante. Aunque la Genética es la base de toda la Biología. Mendel establece las bases de la genética. su desarrollo como ciencia es de los más tardíos. Los hallazgos de Mendel permanecieron en el olvido hasta 1900. cuando sus leyes son redescubiertas por Correns. descubrió el modo de transmisión de ciertos caracteres desde una generación a las siguientes. y su "mezcla" en el aporte materno y paterno. De Vries y Tschermarck.c ingeniería metalúrgica ii ciclo frecuentemente los organismos seleccionados para la producción acumulan mutaciones desconocidas que no se caracterizan muchos microorganismos industriales carecen de ciclos sexuales. Veamos esquemáticamente algunos eventos esenciales para entender el surgimiento de la tecnología del ADN recombinante: A partir de 1865. Además. o de especies compatibles Pero la llegada de la Ingeniería genética ha supuesto la superación de muchos problemas que tenía la mejora clásica. dejando como única alternativa la mutagénesis y selección en las especies dotadas de sexualidad. la mejora por recombinación genética está limitada al cruce entre razas de la misma especie.s. en efecto. etc. se produce la definitiva unión de la genética con la bioquímica. el molde. De este modo. y 18 meses más tarde (primavera de 1953) publican en Nature su modelo tridimensional de la doble hélice del ADN. En 1920 Morgan y Muller establecen su Teoría cromosómica de la herencia: los genes. inspirando a profesionales procedentes del campo de las ciencias químico-físicas. Pero la naturaleza del material genético fue objeto de polémicas durante mucho tiempo. el genotipo (conjunto de genes) determina el fenotipo (rasgos observables). Schrödinger escribe su influyente libro ¿Qué es la vida?. Por esos mismos años. Beadle y Tatum proponen la teoría conocida como "un gen-una enzima". es decir cada gen se expresa como una determinada proteína. James Watson. con 6 genes. para pasar una estadía postdoctoral. la ultracentrifugación y la cromatografía. que correlaciona cada unidad genética con el producto de su expresión. guanina (G). localizados en los cromosomas. Es la época del florecimiento de técnicas como la difracción de rayos X.f. hasta que entre los años 40 y primeros 50 una serie de autores (Avery y colaboradores. los cebadores ( primers).Universidad nacional j. Hershey y Chase. que pone las bases de la comprensión de los procesos básicos de la herencia y de la expresión genética: replicación del ADN: papeles de la ADN-polimerasa. el mensaje lineal del . la herencia presenta un doble aspecto: el de la transmisión de los caracteres (estudiado por las leyes de Mendel) y el de la expresión. tanto unidades de variación como unidades de transmisión. son las auténticas unidades de la herencia. En 1945.s. es decir. una visionaria fusión de la Teoría de la Información con la Biología. llega al laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge. En 1913 se obtiene el primer mapa genético. El modelo explicaba simultáneamente la herencia y la expresión del material genético. En 1951 un joven biólogo estadounidense. que iba a contribuir poderosamente a la naciente biología molecular. Desde entonces. Es decir. A continuación se abre un decenio llamado a menudo la "Edad de Oro de la Biología Molecular". En los 40 y 50 se produce. Se abría en principio una nueva manera de estudiar la base genética de los seres vivos: de dentro (genotipo) a fuera (fenotipo). DNA).c ingeniería metalúrgica ii ciclo En 1909 se acuña el término "gen" (o gene) para referirse a la entidad hipotética responsable de los rasgos observables. al revés de lo que se venía haciendo desde Mendel (la observación de la transmisión del genotipo permitía inferencias sobre el genotipo). Transcripción: una de las cadenas de ADN es copiada por la ARN-polimerasa hasta un ARN mensajero El ARN mensajero es leído (traducido) por los ribosomas para dar una proteína. un "desembarco" de físicos y cristalógrafos en el abordaje de cuestiones biológicas. Allí se une al inglés Francis Crick. citosina (C) y timina (T).) establecen firmemente que el material de la herencia reside en el ácido desoxirribonucleico (ADN. Éste consiste en un lenguaje basado en cuatro "letras". las cuatro bases nitrogenadas adenina (A). sirven como señales de parada de la traducción del mensajero. . ¿cómo estudiar cada gen por separado. Sin embargo. El desciframiento del código genético: el lenguaje del ADN consta de "palabras" de tres letras (nucleótidos). para estudiar genes había que ser capaces de aislarlos uno a uno a partir del cromosoma. algunos líderes de la Edad de Oro.Universidad nacional j. etc). El código genético está "degenerado". neurobiología. Algunos virus (retrovirus) poseen material genético de ARN.f. que constan de 75 a 85 bases. consideraron que los problemas básicos de la biología molecular estaban resueltos. llamadas codones. El material genético es más dinámico y cambiante de lo que se había sospechado. Se confirman los tempranos (y semiolvidados) estudios de Barbara McClinctock: hay segmentos del material genético capaces de moverse de un lado a otro de los genomas (elementos genéticos transponibles). de los cuales tres carecen de sentido: no tienen equivalente aminoácido. a finales de los años 60. Los métodos se fueron perfeccionando. seguía pendiente de plasmación una de las expectativas abiertas por el descubrimiento de la estructura del ADN: ¿cómo llegar a "tocar" el ADN?. Tras la "Edad de Oro". y decidieron migrar a otras áreas de conocimiento (biología del desarrollo. que es demasiado grande para su manipulación inmediata. lo único que se podía secuenciar era ARN: Desde 1964 se secuencian algunos ARN transferentes. Este proceso de maduración del ARN se denomina corte-y-empalme (splicing). de modo que en 1975 se pudo conocer la secuencia de un minúsculo genoma: el ARN del virus bacteriano Fi-X-174 (unos 4000 nucleótidos). y en vez.s. Ante este estado de cosas. Jacob y Monod estudian en profundidad un sistema de expresión y regulación genética en la bacteria Escherichia coli: desarrollan su concepto del operón. Existen 64 codones. ¿cómo determinar su secuencia de bases? Durante mucho tiempo. aislándolo físicamente de los demás?. Cada codón tiene un equivalente en el lenguaje de la proteína. Pero aparte de estos avances básicos. Pero no se habían descubierto nucleasas específicas capaces de cortar en puntos determinados del ADN para generar fragmentos discretos y homogéneos. empiezan a surgir algunas sorpresas que desafiaban ideas fuertemente establecidas: Los genes eucarióticos son "discontinuos": están compuestos por una alternancia de segmentos que entrarán a formar parte del ARNm maduro (exones) y segmentos que se eliminan (intrones). significando uno de los 20 aminoácidos. es decir. tiene cierto grado de redundancia: algunos de los aminoácidos pueden venir determinados por más de un codón. como unidad de expresión y regulación a nivel de transcripción.c ingeniería metalúrgica ii ciclo ADN se convierte en el mensaje tridimensional de la configuración de la proteína El "Dogma Central" de la Biología Molecular: la información fluye unidireccionalmente en sentido ADN -> ARN -> proteína. que es convertido a ADN por una enzima llamada reversotranscriptasa. es decir.f. de modo que generan extremos protuberantes. pero en 1970 Hamilton Smith. en Basilea. Algunas restrictasas reconocen como secuencia diana un trecho de 4 pares de bases (pb).Universidad nacional j. hay que introducirlo en células vivas que sean capaces de expresar su información genética. descubre las enzimas de restricción responsables de ese fenómeno: la cepa de bacteria restrictiva produce unas endonucleasas ("enzimas de restricción. tienen tendencia.s. Werner Arber. Otras restrictasas reconocen secuencias de 6 pares de bases.c ingeniería metalúrgica ii ciclo Como tantas veces ocurre en la ciencia. de unos pocos pares de bases. es inerte. con material genético de diferentes especies. generado en el tubo de ensayo. Se han descubierto restrictasas que cortan tras reconocer secuencias más largas. Pero este ADN recombinante. en Baltimore. coli podían desarrollarse en ciertas cepas de esta bacteria. Esas primeras enzimas de restricción eran inespecíficas en cuanto al sitio del ADN donde cortaban. fue una humilde línea de investigación básica la que abrió definitivamente el camino a la manipulación del ADN: En 1953 se descubrió el fenómeno llamado de restricción: ciertos fagos (virus bacterianos) que parasitan a E. . se repararán los enlaces fosfodiésteres. no es más que una macromolécula híbrida que por sí sola no hace nada. Esto es lo que realizaron por primera vez Mertz y Davis en 1972. Si queremos que el ADN recombinante haga algo. Ej: 5'-G´GAACC-3' 3'-GGTTG´G-5' Muchas de estas restrictasas cortan en cada cadena en lugares separados del centro geométrico de la diana (como en el ejemplo anterior). o restrictasas") que escinden el ADN del fago crecido en otra cepa diferente. y de cortar en ambas cadenas en lugares concretos. Si ahora añadimos la enzima ADN-ligasa a la mezcla de fragmentos de ADN de orígenes diferentes. "capicúas" (nota: la ´ señala el punto de corte). a emparejarse entre sí por puentes de hidrógeno (siguiendo las reglas de emparejamiento A-T y G-C). y enseguida se dan cuenta de que ello podía constituir la base para la producción de moléculas recombinantes in vitro. descubre un nuevo tipo de enzima de restricción totalmente específica: capaz de reconocer una determinada secuencia de ADN. al mezclarlos. A finales de los 60. Las dianas de la mayoría de las restrictasas de este tipo son secuencias palindrómicas. pero no podían hacerlo en otras (se dice que están "restringidos" en determinadas cepas). Los extremos protuberantes de distintos fragmentos de ADN generados con la misma restrictasa (incluso de fragmentos de especies distintas). por medio de la inserción de un ADN de interés en un vehículo genético (vector). de modo que tras su introducción en un organismo hospedero el ADN híbrido (recombinante) se pueda multiplicar. y eventualmente expresarse. propagar.Universidad nacional j.c ingeniería metalúrgica ii ciclo Esto nos lleva ya a la idea de lo que es la Ingeniería Genética: la formación in vitro de nuevas combinaciones de material genético.s. .f. produciendo en mayores cantidades. plantas y animales. que contiene ADN de una fuente externa. es posible producir más rápidamente que antes. Problemas de enfermedades y control de malezas ahora pueden ser tratados genéticamente en vez de con químicos.Universidad nacional j.f. nuevas variedades de plantas con características mejoradas. Un ejemplo de planta transgénica es el tomate que permite mantenerse durante mas tiempo en los almacenes evitando que se reblandezcan antes de ser transportados En el mes de Enero del pasado año 2000. cultivo durante todo el año.c ingeniería metalúrgica ii ciclo Con las técnicas de la biotecnología moderna. Europa y Estados .s. Una planta modificada por ingeniería genética. La ingeniería genética (proceso de transferir ADN de un organismo a otro) aporta grandes beneficios a la agricultura a través de la manipulación genética de microorganismos. resistencia a herbicidas específicos. se llegó a un acuerdo sobre el Protocolo de la Bioseguridad. con tolerancia a condiciones adversas. es un organismo transgénico. control de plagas. sí son contradictorias en lo relativo al etiquetado y comercialización de estos productos: · De una parte encontramos a EEUU y a sus multinacionales. Entre los cultivos transgénicos autorizados en la Unión Europea: 1. empezando por un etiquetado riguroso que diferencie. sin embargo. que si no son incompatibles. EEUU defiende el uso de la biotecnología y pone de relieve la importancia de su industria. 23%_________________del mercado de semillas. que pretenden poner orden y límite a ese comercio. que acompañados por otros grandes países exportadores de materias primas agrícolas. · Monsanto. Así mismo pretenden controlar y limitar el desarrollo de las patentes. Los cinco gigantes son: · AstraZeneca.f. 100%_________________del mercado de semillas transgénicas. Producto Empresa Tabaco Selta Soja Monsanto Colza PGS Maíz Novartis Colza AgrEvo Maíz (T25) AgrEvo Maíz (MON 810) Monsanto Maíz (MON 809) Ploneer . debido a que no se conoce con certeza los verdaderos efectos de esas manipulaciones genéticas sobre el resto de variedades vegetales y sobre el ecosistema. una moratoria de 10 años. quieren una legislación abierta y permisiva. Las multinacionales de la biotecnología son las que. · Novartis. · El sector más radical lo constituye aquellos los grupos conservacionistas y colectivos científicos que abogan por la prohibición de cualquier tipo de alteración de los códigos genéticos.c ingeniería metalúrgica ii ciclo Unidos acordaron establecer medidas de control al comercio de productos transgénicos. COAG y UPA de ser uno de los países más permisivos en este aspecto. Suponen el 60%_________________del mercado de pesticidas. en este acuerdo existen partes con posiciones. tanto las materias primas como los productos elaborados en los que se incluyan organismos modificados genéticamente (OMG). · DuPont. por ahora se están llevando el gato al agua. España ha sido acusada por grupos ecologistas y organizaciones agrarias como. que crea nuevos puestos de trabajo y fomenta la innovación tecnológica y podría acabar con el hambre del mundo. Mas de 130 países dieron el visto bueno al acuerdo de Montreal. propugnando incluso. · En el lado opuesto se encuentra la Unión Europea y otros países desarrollados de Asia.s. en la que el mercado sea quien imponga su ley. · Aventis.Universidad nacional j. se han citado casos de alergia producida por soja transgénica manipulada con genes de la nuez de Brasil o de fresas resistentes a las heladas por llevar incorporado un gen de pescado (un pez que vive en aguas árticas a bajas temperaturas) En este caso. pimientos y patatas por lo menos en la mitad de todas sus tierras de labor (500. arroz. las personas alérgicas al pescado podrían sufrir una crisis alérgica al ingerir . cerveza. Entre los posibles beneficios que sus defensores alegan podemos señalar: · Alimentos con más vitaminas. los casos de Soja y Maíz transgénicos resultan de especial relevancia. el cuarto país importador detrás de Japón. · Cultivos tolerantes al sequía y estrés (Por ejemplo.000 kilómetros cuadrados) en el plazo de cinco años. Hay un gran debate en torno a la conveniencia o no de este tipo de organismos. La creación o elaboración de este tipo de alimentos depende del nivel de desarrollo del país.f. Sus investigadores analizaron el efecto de los pimientos y los tomates transgénicos en ratas de laboratorio. y menor contenido en grasas. alimentos dietéticos e infantiles.Universidad nacional j. Canadá.c ingeniería metalúrgica ii ciclo Achicoria Bejo Zaden Colza AgrEvo Maíz Novartis Colza PGS Patata AVEBE Remolacha DLF-Trifolium Clavel Florigene Tomate Zeneca Algodón Monsanto Maíz DeKalb Patata Amylogene Clavel Florigene En Europa. La soja se utiliza en un 40 a 60% de los alimentos procesados: aceite. hongos insectos sin la necesidad de emplear productos químicos. un contenido alto de sal en el suelo). etc. y no observaron diferencias significativas. provocando la aparición de alergias insospechadas. Japón y también en la Unión Europea desde Enero de 1997. La comercialización del maíz transgénico está autorizada en EEUU. Por ejemplo. margarina. España importa de EEUU 1´5 millones de toneladas. Hay quien asegura que estos alimentos ponen en peligro la salud humana.s. comparando el peso y el estado de los mismos con los de otros no alimentados. minerales y proteínas. · Cultivos más resistentes al ataque de virus. lo que supone un mayor ahorro económico y menor daño al medio ambiente. · Mayor tiempo de conservación de frutas y verduras. ¿Qué consecuencias puede traer el consumo de plantas y alimentos transgénicos? China planea plantar tomates. Taiwan y Holanda. de los intereses políticos del mismo y del grado de presión que ejerzan las grandes industrias privadas del sector. En principio este Reglamento consideraba fuera de su aplicación a los productos derivados de la soja y maíz transgénicos.f. Sin embargo esta regulación es muy necesaria.c ingeniería metalúrgica ii ciclo las fresas transgénicas.Universidad nacional j. el 26 de Mayo de 1998 se aprobó el Reglamento nº1139/98/CE del Consejo por el que se exige el etiquetado de los alimentos e ingredientes alimentarios fabricados. a partir de maíz y de semillas de soja modificados genéticamente.s. La sociedad conocerá poco a poco las características de estos productos y su temor ya no podrá basarse en el desconocimiento y temor a lo desconocido y novedoso. Estas situaciones motivaron que organizaciones de consumidores y ecologistas pidieran que los productos elaborados con plantas transgénicas lleven la etiqueta correspondiente. en cierto modo la alarma social existente en torno a las plantas y alimentos transgénicos. pudiendo entonces. . cuya comercialización había sido permitida con anterioridad. aceptarlos o rechazarlos. total o parcialmente. Esta petición fue concedida con la aprobación el 15 de Mayo de 1997 del Reglamento CE nº 258/97 "sobre nuevos alimentos y nuevos ingredientes alimentarios" aprobado por el Parlamento Europeo y el Consejo de la Unión Europea el 27 de Enero de 1997. ya que calmará. Universidad nacional j.c ingeniería metalúrgica ii ciclo La actual biotecnología es una empresa intensamente interdisciplinar. caracterizada por la reunión de conceptos y metodologías procedentes de numerosas ciencias para aplicarlas tanto a la investigación básica como a la resolución de problemas prácticos y la obtención de bienes y servicios.f.s. Algunas de las ramas de conocimiento implicadas en la biotecnología: Microbiología Bioquímica Genética Biología celular Química Ingeniería (bio)química Ingeniería mecánica Ciencia y Tecnología de alimentos Electrónica Informática . shtml#ixzz2YT1bBVEJ http://es.Universidad nacional j. y en el uso de lenguajes y paradigmas comunes.f.ar/ www. así como en que cada tipo de especialista comprenda los logros y limitaciones de las otras ramas biotecnológicas.ugr.s.monografias.htm www.es/~eianez/Biotecnologia/introbiotec.cl/index.es/~eianez/Biotecnologia/introbiotec.com/trabajos14/biotecnologia/biotecnologia.wikipedia.centrobiotecnologia.com.org/wiki/Biotecnolog%C3%ADa http://www. http://www.html .php/que-es-la-biotecnologia www.c ingeniería metalúrgica ii ciclo El avance de la biotecnología dependerá cada vez más de esta colaboración entre disciplinas.porquebiotecnologia.ugr. html www.ull.c ingeniería metalúrgica ii ciclo www.pe/institutos/ibt/ www.es/view/master/biotecnologia/Inicio/es .lamolina.f.s.upv.edu.es/titulaciones/GB/indexc.Universidad nacional j.