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Concepto
Una definición de biotecnología aceptada internacionalmente es la
siguiente:
La biotecnología se refiere a 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.
La biotecnología es un área multidisciplinaria, que emplea la
biología, química y procesos, con gran uso en agricultura, farmacia, ciencia de
los alimentos, ciencias forestales y medicina. Probablemente el primero que usó
este término fue el ingeniero húngaro Karl Ereky, en 1919.
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Aplicaciones
de la Biotecnología
Las aplicaciones de la
biotecnología son numerosas y se suelen clasificar como:
Biotecnología Roja: se
aplica a la utilización de biotecnología en procesos médicos. Algunos ejemplos
son el diseño de organismos para producir antibióticos, el desarrollo de
vacunas y nuevos fármacos, los diagnósticos moleculares, las terapias
regenerativas y el desarrollo de la ingeniería genética para curar enfermedades
a través de la terapia génica.
Biotecnología Blanca:
conocida como biotecnología industrial, es aquella aplicada a procesos
industriales. Un ejemplo de ello es el diseño de microorganismos para producir
un producto químico o el uso de enzimas como catalizadores industriales, ya sea
para producir productos químicos valiosos o destruir contaminantes químicos
peligrosos (por ejemplo utilizando oxidorreductasas). También se aplica a los
usos de la biotecnología en la industria textil, en la creación de nuevos
materiales, como plásticos biodegradables y en la producción de
biocombustibles. Su principal objetivo es la creación de productos fácilmente
degradables, que consuman menos energía y generen menos deshechos durante su
producción. La biotecnología blanca tiende a consumir menos recursos que los
procesos tradicionales utilizados para producir bienes industriales.
Biotecnología Verde: es la
biotecnología aplicada a procesos agrícolas. Un ejemplo de ello es el diseño 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.
Si los productos de la biotecnología verde como éste son más respetuosos con el
medio ambiente o no, es un tema de debate.
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 prometedoras para la
acuicultura, cuidados sanitarios, cosmética y productos alimentarios.
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Historia
La biotecnología no es nueva, sus orígenes se remontan a los albores
de la historia de la humanidad. Nuestros ancestros primitivos iniciaron, hace
miles de años durante la Edad
de Piedra, la práctica de utilizar organismos vivos y sus productos.
La biotecnología es un término que se ha dado a la evolución y
recientes avances de la ciencia de la genética. Esta ciencia se originó hacia
finales del siglo XX con el trabajo de Gregor Joham Mendel.
La historia realmente se inicia con las investigaciones de Charles
Darwin, considerado como el padre de la biología moderna, que concluyó que las
especies no son fijas e inalterables, sino que son capaces de evolucionar a lo
largo del tiempo, para producir nuevas especies. La explicación de esta
evolución, según sus observaciones, se basaba en que los miembros de una
determinada especie presentaban grandes variaciones entre ellos, unos estaban
mas acondicionados al ambiente en que se encontraban que otros, lo que
significaba que los más aptos producirían más descendencia que los menos aptos.
Este proceso es conocido como selección natural, y suponía la modificación de
las características de la población, de manera que los rasgos más fuertes se
mantendrían y propagarían, mientras que los menos favorables se harían menos
comunes y acabarían desapareciendo
El monje Gregor J. Mendel (1822-1884), trabajaba en el jardín de su
monasterio en Austria sin ser consciente de la importancia de sus estudios.
Mendel eligió como material de estudio una planta común, el guisante (pisum
sativum). Esta planta es de fácil obtención y cultivo, hemafrodita y por tanto
con capacidad para autofecundarse, ofreciendo asimismo la posibilidad de
realizar fecundaciones cruzadas entre distintas variedades, muy numerosas en el
guisante y fácilmente distinguibles. En sus estudios, en lugar de analizar la
transmisión global de las características de la planta, prestó atención a un
solo rasgo cada vez, permitiéndole seleccionar determinados aspectos de la
planta que presentaban alternativas claramente diferenciables, como por ejemplo
la forma de la semilla (rugosa/lisa) o su color (amarilla/verde).
En 1866 publicó los resultados de sus experiencias llevadas a cabo
durante 7 años en el jardín de su monasterio de los agustinos, los cuales
permitieron superar las antiguas concepciones sobre la herencia que aún
prevalecían en su época. Mendel expuso una nueva concepción de la herencia,
según la cual los caracteres no se heredan como tales, sino que solo se
transmitían los factores que los determinaban. Su estudio del comportamiento de
los factores hereditarios se realizaba, con total intuición, 50 años antes de
conocerse la naturaleza de estos factores (posteriormente llamados genes).
A pesar de que describió el comportamiento esencial de los genes, sus
experimentos no revelaron la naturaleza química de las unidades de la herencia,
hecho que ocurrió hacia la mitad del siglo XX e involucró muchos trabajos de
diferentes científicos de todo el mundo, durante varias décadas.
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Avances
científicos
Medicina Personalizada.
Significa tratar a los pacientes con fármacos basados específicamente
en la constitución genética exclusiva de cada uno de ellos, con el fin de
lograr resultados óptimos.
En la actualidad, la práctica de la medicina se fundamenta en normas
asistenciales que vienen determinadas por el promedio de respuestas en grupos
amplios de personas. La medicina personalizada es un nuevo paradigma que
propone tratar la enfermedad de un paciente en función de sus características
concretas, como edad, sexo, talla, peso, alimentación, genética y ambiente. Los
estudios genéticos están empezando a permitir el desarrollo de la medicina
personalizada genómica, una asistencia médica basada en el genotipo o perfil de
expresión génica de un paciente.
Terapia génica
La terapia génica es un campo emergente de la genética aplicada en la
que se utilizan técnicas de ADN recombinante. En este caso, se emplean las
propias moléculas de ADN recombinante con fines de tratamiento. La terapia
génica consiste en la introducción de genes, creados mediante tecnología del
ADN recombinante, en las células y los tejidos de los pacientes para tratar sus
enfermedades. Los científicos están estudiando terapias génicas para tratar
varias enfermedades humanas hereditarias en las que intervienen genes
defectuosos. La idea es sustituirlos por genes funcionales nuevos.
Nanotecnología
La nanotecnología tiene que ver con la manipulación de moléculas y
estructuras a escala nanométrica (milmillonésima parte de un metro) o atómica.
La aplicación de la nanotecnología para mejorar la salud humana se denomina
nanomedicina. En la nanomedicina biotecnológica se emplean organismos vivos o
sus componentes a una escala muy pequeña. Un ejemplo de nanomedicina es el uso
experimental de nanoproyectiles que actúan selectivamente y destruyen las
células neoplásicas a escala celular.
Análisis de paternidad clásica.
Este estudio, conocido por el público como «el ADN», permite hacer
conocer al cliente, a partir de una muestra de sangre, la paternidad de una
determinada persona con un grado de seguridad único.
En un análisis de ADN se examinan muestras de sangre del padre, de la
madre y del hijo, para generar lo que se conoce como «marcadores» que permiten
identificar las marcas genéticas de la madre biológica y del hijo, y por
diferencia, es posible determinar las marcas genéticas que deberían provenir
del padre. Si la muestra del supuesto padre incluye determinada cantidad de los
marcadores genéticos, de acuerdo a la cantidad de marcadores, se realizan
cálculos matemáticos y se arriba a un porcentaje que explica la probabilidad
que existe que esa persona sea efectivamente el padre. En el caso que la
muestra no incluya esa determinada cantidad de marcadores genéticos como
provenientes del padre, entonces queda descartado como padre. Aunque por lo
general se utilizan muestras de sangre, se puede utilizar cualquier tipo de
material genético, como células de la mucosa bucal, pelo, rastros de piel, y
otros.
Trastornos hereditarios.
Entre los trastornos de carácter hereditario que es posible
diagnosticar figuran los siguientes males:
Hemocromatosis hereditaria: es un trastorno en la
absorción de hierro que produce cirrosis.
Mutación de Leiden: esta alteración en el Factor V de
la coagulación está asociada a trombosis venosa profunda y trastornos en el
embarazo.
Mutación 20210: similar a la anterior, pero en el
Factor II de la coagulación.
Mutación de Metil Tetra Hidro Folato Reductasa:
alteración al metabolismo del ácido fólico, que predispone a la formación de
trombosis.
Tipificación de Apoliproteína E: es una mutación
asociada a Dislipemia y predisposición al Mal de Alzheimer.
Infertilidad masculina (microdelecciones del cromosoma
Y): está asociada a predisposición de infertilidad masculina.
Trazabilidad de productos
alimenticios.
Se entiende por trazabilidad a la capacidad de determinar el origen de
productos alimenticios. La aparición de Encefalitis Espongiforme Bovina
(Enfermedad de la Vaca
loca) ha despertado la necesidad a nivel internacional para encontrar métodos
idóneos de asegurar el origen de la producción de carne vacuna en países libres
de E.E.B. La Unión
Europea y los países del NAFTA se han tornado cada vez más
exigentes en cuanto al control del ingreso de productos alimenticios, no sólo
como un requisito de protección de sus consumidores, sino también por criterios
políticos de defensa a la producción nacional y al mantenimiento de los
subsidios a los productores locales.
Detección de genes responsables
de rasgos de interés económico. Control de rasgos indeseables a través del
diagnóstico anticipado de defectos genéticos hereditarios.
La implementación en Latinoamérica de un sistema de certificación por
técnicas de ADN redundará en grandes beneficios técnicos y económicos para la producción
agropecuaria en su conjunto. La utilización de las técnicas de biología
molecular permite dar un salto cualitativo en el mejoramiento genético de las
especies de importancia económica, aumentando la eficiencia y competitividad de
los sistemas de producción.
Seguridad de productos
alimenticios.
En la industria alimenticia, en la producción de pollos, huevos y sus
derivados (mayonesas, huevo seco, etc.), es vital el monitoreo constante de los
procesos productivos para constatar la ausencia de bacterias que causan graves
perjuicios a la salud humana tales como Salmonella, Listeria y Escherichia coli.
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