Biotecnología

La biotecnología es el uso de organismos vivos o sus productos para crear o modificar productos con fines utilitarios. En su versión más simple, la biotecnología es la tecnología basada en la biología.

El ser humano utiliza la biotecnología hace miles de años. Con los avances recientes en diversas áreas científicas en relación al funcionamiento del ADN, se pueden manipular los organismos para obtener ciertos productos y procesos.

Todas las células "hablan" el mismo lenguaje genético: el ADN de una célula puede ser leído por otra célula completamente diferente. Este hecho hace que el ADN sea la base de la biotecnología moderna. Los biotecnólogos pueden usar una levadura para producir insulina humana encajando el gen de la insulina del humano dentro de la levadura.

Aplicaciones de la biotecnología

En medicina

  • Producción de insulina, medicamentos y vacunas.
  • Manipulación de animales, como el cerdo, para utilizar sus órganos en transplantes, lo que se conoce como xenotransplante.
  • Producción de anticuerpos en laboratorio para pacientes con deficiencias en el sistema inmune.
  • Terapia genética para tratamiento de enfermedades neurológicas, cardiovasculares y oncológicas.
  • Investigación en células madre para fines terapéuticos.

En agricultura

  • Producción de insumos: fertilizantes, semillas, agrotóxicos.
  • Mejoramiento genético de plantas.
  • Procesamiento de alimentos: alimentos transgénicos.

En el medio ambiente

  • Biorremediación: dependiendo del tipo de contaminación y de las condiciones del ambiente son usadas diferentes técnicas para reducir o eliminar contaminantes.
  • Bioconversión de desechos provenientes de la agricultura.
  • Producción de biocombustibles a partir de organismos vivos o residuos vegetales.
  • Producción de plástico biodegradable a partir de microalgas.

Técnicas y herramientas de la biotecnología

Bioprocesamiento

cultivo celular
El cultivo celular es una de las técnicas más empleadas en biotecnología.

Una de las primeras técnicas empleadas por la biotecnología es el bioprocesamiento: usar 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.

Recientemente, se usa el cultivo celular en el laboratorio o la industria para obtener medicamentos, vitaminas, proteínas y anticuerpos. El cultivo celular se basa en hacer crecer células fuera de su organismo original.

ADN recombinante

El término ADN recombinante se refiere a "unir" dos pedazos de ADN de diferentes organismos. Con las técnicas de ADN recombinante se puede escoger el gen de un organismo que nos interesa, e introducirlo en otro ser vivo.

Anticuerpos monoclonales

La técnica de anticuerpos monoclonales usa células del sistema inmune para producir unas proteínas llamadas anticuerpos. Los anticuerpos ayudan al cuerpo a combatir agentes extraños como bacterias y virus.

Clonaje

El clonaje permite reproducir una población genéticamente idéntica de moléculas, células, plantas o animales.

Ingeniería de proteínas

La técnica de ingeniería de proteínas permite modificar proteínas existentes para crear proteínas nuevas. Por ejemplo, se está usando ingeniería de proteínas en las enzimas para emplearlas en procesos industriales.

Ventajas y desventajas de la biotecnología

Muchas de las aplicaciones de la biotecnología son beneficiosas para la humanidad, pero generan controversia al respecto de la consecuencias sobre la salud humana y animal, los impactos ambientales y en la sociedad. Lo cierto es que aún se desconocen sus efectos a largo plazo. A continuación, enumeramos un conjunto de ventajas y desventajas de la biotecnología.

Ventajas de la biotecnología

  • Aumento de la producción de alimentos, motivado principalmente por la posibilidad de acabar con el hambre en el mundo.
  • Posibilidad de obtener alimentos más nutritivos y con propiedades medicinales.
  • Técnicas terapéuticas para enfermedades incurables.
  • Producción de medicamentos, además de anticuerpos y hormonas como la insulina.
  • Uso de biorremediación para controlar y eliminar la contaminación ambiental.
  • Elaboración de productos biodegradables para reducir la contaminación ambiental.

Desventajas de la biotecnología

  • 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.
  • Los alimentos transgénicos pueden causar alergias.
  • 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.

Historia de la biotecnología

La biotecnología aparece por primera vez para hacer pan y cerveza con levaduras en Egipto, hace alrededor de 4.000 años a. de C. En Sumeria, China y Egipto se empieza a producir queso y vino a través del proceso de fermentación.

En 1675, Antonie van Leeuwenhoek descubre las bacterias. Más de un siglo después, en 1797, el cirujano inglés Edward Jenner realiza la primera vacunación.

En 1857, el químico y microbiólogo francés Louis Pasteur propone que los microorganismos son los causantes de la fermentación.

La genética empieza con los estudios de Gregor Mendel en 1865. Usando la teoría de Darwin, se hacen cruzamientos de plantas de algodón, desarrollando variedades con calidades superiores.

En 1914, se usan por primera vez bacterias para tratar aguas negras en Manchester, Inglaterra.

En 1928, el científico escocés Alexander Fleming descubre la penicilina en un cultivo de hongos y en 1942 se empieza su producción en masa.

En 1944, Oswald Avery y colaboradores descubren que el ADN transporta la información genética. Se realiza, por primera vez, la síntesis del ADN en un tubo de ensayo en 1958.

En 1973, los bioquímicos Stanley Cohen y Herbert Boyer perfeccionan las técnicas de manipulación del ADN y producen un nuevo ADN en una bacteria. La investigación usando microbios modificados genéticamente para aplicaiones industriales comienza.

En 1975, se produce el primer anticuerpo monoclonal y en 1978 se produce por primera vez la insulina humana recombinante.