Tema 16- Biotecnología (Resumen)

 BIOTECNOLOGÍA- TEMA 16-

Biotecnología- Aplicación de los principios de la ciencia y de la ingeniería a los procesos de transformación de ciertas materias mediante agentes biológicos para obtener bienes y servicios.

Es un campo interdisciplinar, utiliza seres vivos, y su finalidad es conseguir productos útiles.

         Biotecnología tradicional- Sobre todo se basa en el cultivo de microorganismos fermen-tadores para la transformación de alimentos (yogourt, queso, pan) o la producción de sustancias químicas (alcohol, vinagre, etc...)

         Biotecnología moderna- Se basa en los cultivos celulares, los anticuerpos monoclonales, y la

ingeniería genética.

                   Ingeniería genética- Reúne un conjunto de técnicas que permiten modificar la información ge-nética de una célula, tejido u organismo, e incluso combinar en un genoma secuencias procedentes de diferentes individuos de la misma especie o incluso de especies distintas. Técnicas utilizadas:

Tecnología del ADN recombinante- Orientada a obtener fragmentos de ADN con segmentos no     homólogos de organismos diferentes, utilizando endonucleasas de restricción (cortar), polimerasas (copiar) y ligasas (pegar). Al cortar la doble hélice, quedan "extremos cohesivos" que tienden a aparearse nuevamente. Se suelen utilizar como vectores determinados plásmidos, y también virus. Estos tienen un punto de iniciación de la replicación reconocible por la célula en la que son introducidos.

Para aumentar el número de copias (amplificar) se pueden utilizar dos técnicas:

-Clonación bacteriana- Consiste en la introducción del gen o genes que se

quieren amplificar en el interior de una bacteria, para que al reproducirse éstas,

repliquen el gen. Éste se puede introducir por transformación (a través de un plásmido que se introduce en el medio y es "captado" por algunas bacterias). Es el

sistema que se utiliza, por ejemplo, para obtener insulina y otras hormonas.

-Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)- Permite sintetizar en pocas

horas millones de copias de un segmento de ADN a partir de una pequeña muestra.

Para ello hace falta una enzima ADN polimerasa que actúa a altas temperaturas.

Previamente se desnaturaliza el ADN a 90%, para separar las cadenas, y mediante

sucesivos cambios de temperatura se consigue que se copien muchas veces. Hace

falta, (aparte del enzima) tener nucleótidos suficientes y moléculas de ARN cebador.

Esta técnica se utiliza para realizar estudios de evolución (parentescos con fósiles) y para las pruebas genéticas (medicina forense, pruebas de paternidad, diagnóstico)

Secuenciación del ADN- Es una técnica que permite determinar el orden de la secuencia de

bases de un determinado ADN. Para ello se utilizan unos aparatos llamados secuenciadores.

La genómica se dedica a estudiar el genoma de diferentes organismos, pero hoy en día cobra

importancia la proteómica, que presenta más variabilidad, y que tiene que ver más con la ex-presión de esos genes, en la que influyen otros factores, como el tipo de tejido o las condiciones ambientales.

Proyecto Genoma Humano- Incluye una serie de iniciativas destinadas a secuenciar el ADN

del ser humano. Se inició el proyecto en 1990, pero en el 2000 se unieron la iniciativa privada (de la empresa Celera Genomics) con la pública, y los resultados se publicaron en

el 2003 (en el 50 aniversario del modelo de la doble hélice de Watson y Crick). Los impulso-res de este proyecto fueron Venter, Colins y Watson, y participó también el español Severo Ochoa. Se descubrió que tan sólo el 3% del genoma se traduce en proteínas, y que todos los

seres humanos compartimos el 99,9% del genoma. Se ha estudiado el origen de muchas enfermedades, y se ha avanzado mucho en el conocimiento del desarrollo embrionario.

Clonación- Es una técnica de transferencia nuclear en la que se transfiere un genoma completo. Se podría considerar como un caso especial de transgénesis. Para ello se elimina el núcleo de un óvulo y se le transfiere el de una célula somática de otro individuo. Así se

consigue una réplica exacta de un organismo. Sus aplicaciones podrían ser la producción de

órganos para trasplantes (se evitaría el rechazo), el cultivo de células madre, la obtención de proteínas, la recuperación de especies en peligro de extinción, y aplicaciones en agricultura y ganadería.

Aplicaciones de la biotecnología-

En la industria: Alimentaria- Para producir edulcorantes, microproteínas, vino, queso, pan

Química- Producción de plásticos, disolventes, barnices, resinas, fibras, y

también para la fabricación de detergentes bioactivos.

Energética- Para producir biocombustibles como bioalcoholes, biogás (a

partir de RSU o aguas residuales), biodiésel (de cultivos energ)

En la minería: Se utilizan organismos para la extracción de minerales por bioprocesado.

En la agricultura y ganadería: Se utilizan OMG (Organismos modificados genéticamente)

para la mejora genética de animales (resistentes a enfermedades o de crecimiento rápido) También para la producción de vacunas y fármacos, en la producción de

alimentos transgénicos (sobre todo soja, maíz y colza, para alimentación animal)

En medicina- Para la obtención de fármacos, para la generación de modelos de animales para investigación, para el trasplante de órganos (por ejemplo, clonación de células para

autotrasplantes) y en medicina forense.

También se está investigando sobre terapia génica (el tratamiento de una enfermedad mediante la introducción de genes en el organismo) Esto se puede conseguir cultivando células del paciente, e insertándoles luego el gen normal, para reintroducirlas en el organismo. Otra forma sería introducir el gen en el cuerpo mediante un vector que sea reconocido por las células "diana". Aunque lo que se quiere conseguir es introducir los genes directamente en los tejidos. Pero su aplicación plantea bastantes problemas.

En medio ambiente- Para biorremediación (Conjunto de procesos que eliminan la contami-

nación del suelo, del agua y del aire, aprovechando la actividad descomponedora de los mi-

croorganismos). Se está aplicando en la degradación de sustancias tóxicas, en la depuración

de aguas residuales y en el compostaje.

También se está utilizando para producir, por ejemplo, plásticos biodegradables.

Consideraciones éticas-

Clonación- El hecho de que se pueda identificar a un individuo a través de su huella genética

amenaza la privacidad de los individuos, puede facilitar la discriminación social y laboral,

puede dar lugar a prácticas eugenésicas (de selección de embriones) y puede ocasionar que

a una persona le rechacen a la hora de hacerse un seguro médico. Hay comités de bioética.

Armas biológicas- Los virus y bacterias se pueden utilizar (al igual que ciertos agentes quí-

micos) para envenenar a poblaciones enteras. En el pasado fue la causa de la propagación de

la Peste Negra en Europa. En la actualidad se está experimentando con ántrax (carbunco)

Transgénicos- A veces falla la información, sobre todo a los consumidores. Se piensa que

pueden incidir en el desarrollo de alergias o que pueden suponer una amenaza a la biodivers.