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.
El ser humano utiliza la biotecnología hace miles de años. Con los avances en diversas áreas científicas relacionadas con el funcionamiento del ácido desoxirribonucleico (ADN) se puede manipular los organismos para obtener ciertos productos y procesos.
Todas las células "hablan" el mismo lenguaje genético y su ADN puede ser leído por otra célula completamente diferente. Este hecho hace que el ADN sea la base de la biotecnología moderna. Así, los biotecnólogos pueden, por ejemplo, usar una levadura para producir insulina humana introduciendo el gen de la insulina del humano dentro de la levadura.
Aplicaciones
Medio ambiente
- Producción de plástico biodegradable a partir de microalgas.
- Producción de biocombustibles a partir de organismos vivos o residuos vegetales.
- Bioconversión de desechos provenientes de la agricultura.
- Biorremediación. Dependiendo del tipo de contaminación y de las condiciones del ambiente son usadas diferentes técnicas para reducir o eliminar contaminantes.
Agricultura
- Mejoramiento genético de plantas y procesamiento de alimentos (alimentos transgénicos).
- Producción de insumos como fertilizantes, semillas y agrotóxicos, entre otros.
Alimentación
- Obtención de alimentos mucho más saludables, ricos en nutrientes y propiedades medicinales.
- Producción de una mayor cantidad de alimentos y aumentar la vida útil de los mismos, lo que a su vez logra reducir el hambre ya que, al haber más alimentos, la demanda se satisface.
Medicina
- Investigación en células madre para fines terapéuticos y producción de insulina, medicamentos y vacunas.
- Producción de anticuerpos en laboratorio para pacientes con deficiencias en el sistema inmune.
- Terapia genética para el tratamiento de enfermedades neurológicas, cardiovasculares y oncológicas.
- Manipulación de animales como, por ejemplo, el cerdo, para utilizar sus órganos en transplantes para seres humanos (xenotransplante).
Técnicas y herramientas de la Biotecnología
Ingeniería de proteínas. Modifica proteínas existentes para crear proteínas nuevas. Por ejemplo, se está usando ingeniería de proteínas en las enzimas para emplearlas en procesos industriales.
Clonaje o clonación. Permite reproducir una población genéticamente idéntica de moléculas, células, plantas o animales.
Anticuerpos monoclonales. Usa células del sistema inmune para producir unas proteínas llamadas anticuerpos, que ayudan al cuerpo a combatir agentes extraños como bacterias y virus.
Bioprocesamiento. Se usan las células o sus componentes para obtener los productos deseados. La fermentación microbiana es un ejemplo ancestral de bioprocesamiento. A través de la fermentación es posible obtener pan, quesos, vinos, cervezas y otros tantos productos. El cultivo celular se usa en el laboratorio o la industria y se basa en hacer crecer células fuera de su organismo original para obtener medicamentos, vitaminas, proteínas y anticuerpos.
ADN recombinante. Permite introducir segmentos de ADN de un organismo en otro.
Tipos de Biotecnología
Las distintas aplicaciones de la Biotecnología se agrupan en áreas de investigación y desarrollo.
Biotecnología roja. Es la rama sanitaria y responsable de la elaboración de vacunas y medicamentos como antibióticos, de terapias regenerativas y de la fabricación de órganos artificiales.
Biotecnología verde. La utilizan más de 13 millones de agricultores en el mundo para combatir las plagas y nutrir los cultivos y fortalecerlos frente a los microorganismos y los eventos climatológicos extremos, como las sequías y las heladas.
Biotecnología blanca. La rama industrial trabaja en la mejora de los procesos de fabricación, el desarrollo de biocombustibles y otras tecnologías para obtener una industria más eficiente y sostenible.
Biotecnología amarilla. Esta modalidad está enfocada en la producción de alimentos y, por ejemplo, investiga para reducir los niveles de grasas saturadas en los aceites de cocina. Su principal función es mejorar genéticamente los productos para que haya más cantidad o mayor calidad del alimento.
Biotecnología azul. Explota los recursos marinos para obtener productos de acuicultura, cosméticos o sanitarios. A nivel medioambiental, el objetivo es preservar las especies y los ecosistemas marinos. Además, es la más utilizada para conseguir biocombustibles a partir de algunas microalgas.
Biotecnología gris. Tiene como finalidad la conservación y la recuperación de los ecosistemas naturales contaminados a través de los procesos de biorremediación.
Biotecnología dorada. También conocida como Bioinformática, se encarga de obtener, almacenar, analizar y separar la información biológica, sobre todo la relativa a las secuencias de ADN y aminoácidos.
Biotecnología marrón. Proviene de la biotecnología verde con el objetivo de aprovechar suelos áridos y desérticos para incluir especies vegetales muy resistentes que permiten aumentar la flora y la biodiversidad de estos entornos
Biotecnología morada. Atiende al estudio legal de los aspectos de esta ciencia. Están relacionados con la propiedad intelectual, las patentes y la bioseguridad de los procesos en los que se interviene con organismos vivos.
Biotecnología naranja. Contempla la difusión de información de interés del resto de ramas. Se realiza tanto en ámbitos de educación como en la divulgación científica con los nuevos avances de las biotecnologías.
Biotecnología negra. Incluye todos los trabajos de investigación respecto de los microorganismos que pueden ser manipulados para atacar la salud del ser humano. Sus principales actuaciones están relacionadas con la guerra biológica y el bioterrorismo.
Ventajas y desventajas
Muchas de las aplicaciones de la Biotecnología son beneficiosas para la humanidad pero generan controversia respecto de las consecuencias sobre la salud humana y animal, los impactos ambientales y la sociedad. Lo cierto es que aún se desconocen sus efectos a largo plazo. Entre las ventajas, encontramos:
- Posibilidad de obtener alimentos más nutritivos y con propiedades medicinales.
- Técnicas terapéuticas para enfermedades incurables.
- Uso de biorremediación y elaboración de productos biodegradables para controlar, reducir y eliminar la contaminación ambiental.
- Aumento de la producción de alimentos motivado, principalmente, por la posibilidad de terminar con el hambre en el mundo.
- Producción de medicamentos, además de anticuerpos y hormonas como la insulina.
Las desventajas son:
- Utilización intensiva de agrotóxicos y fertilizantes inorgánicos.
- Interferencia en el equilibrio de la naturaleza.
- Creación de semillas genéticamente modificadas infértiles.
- "Contaminación genética", ya que no es posible calcular los efectos de la diseminación de organismos genéticamente modificados en el ambiente.
- Alergias causadas por los alimentos transgénicos.
- Problemas éticos relacionados a la clonación de seres vivos.
- La producción de células madre produce estrés celular que puede tener, como consecuencia, el envejecimiento precoz.
Algo de historia
Cuatro mil años antes de Cristo se elaboraba pan y cerveza con levaduras en Egipto. En Sumeria, China y Egipto se empezó a producir queso y vino a través del proceso de fermentación.
Entre los siglos XVII y XIX se descubrieron las bacterias (1675). Edward Jenner realizó la primera vacunación (1797), Luis Pasteur propuso que los microorganismos eran los causantes de la fermentación (1857) y la genética empezó con los estudios de Gregor Mendel (1865).
En el siglo XX se usaron, por primera vez, bacterias para tratar aguas negras en Inglaterra (1914). Alexander Fleming descubrió la penicilina en un cultivo de hongos (1928) y se empezó la producción en masa la penicilina (1942). En 1944 se descubrió que el ADN transportaba la información genética y se realizó, por primera vez, en 1958, la síntesis del ADN en un tubo de ensayo.
Stanley Cohen y Herbert Boyer produjeron un nuevo ADN en una bacteria (1973) y comenzaron las investigaciones usando microbios modificados genéticamente para aplicaciones industriales. En 1975 se produjo el primer anticuerpo monoclonal y, en 1978, se produjo, por primera vez, la insulina humana recombinante.
