Ingeniería Genética y Biotecnología

Introducción

Ingeniería Genética: En primer lugar, se necesita disponer del fragmento de ADN a recombinar. Este se obtiene de una fuente biológica a través de la utilización de enzimas de restricción (enzimas que cortan el ADN en sitios específicos conocidos). Una vez obtenido el fragmento, se inserta en otra molécula de ADN, que se denomina vector, produciéndose así la molécula de ADN recombinante. Los vectores pueden replicarse de manera autónoma en una célula hospedera, lo que permite la manipulación y multiplicación de la nueva molécula de ADN recombinante construida. La molécula de ADN recombinante se transfiere a una célula hospedera, dentro de la cual se replica intensamente de tal forma que se generan numerosas copias, que se denominan clones.

Biotecnología: Es la aplicación de la ciencia e ingeniería en el uso directo o indirecto de organismos vivos o partes de ellos, en sus formas naturales o modificadas, para la producción de bienes y servicios o para la mejora de procesos industriales.

Técnicas de la Biotecnología

• Microbiología
• Ingeniería Genética
• Biología Molecular
• Bioquímica
• Genómica
• Bioinformática
• Proteómica (más moderna)

Utilización de la Biotecnología

• Industria Alimenticia: Arroz dorado.
• Industria Farmacéutica: Antibióticos.
• Agroindustria: Nuevas variedades (kiwi).
• Minería: Biolixiviación bacteriana.
• Medicina: Marcadores moleculares (exámenes).

Herramientas Biotecnológicas

• Cultivo de células y tejidos (células madre)
• Ingeniería genética (reacción de la polimerasa)
• Anticuerpos monoclonales (inmunología)

Aplicaciones en la Agropecuaria

• Rendimiento de cosechas (semilla botánica)
• Salud animal (rendimiento, carnes, leches)
• Calidad de alimentos (alimentos transgénicos, alteraciones metabólicas)

Aplicaciones en la Medicina

• Diagnóstico
• Vacunas
• Terapéutica (prevención)

Aplicaciones Ambientales

• Biorremediación
• Control de polución
• Monitoreo ambiental

El prefijo Bio se refiere a bacterias, levaduras y otras células vivas.

La Organización de Cooperación y Desarrollo Económico define la biotecnología como: la aplicación de los principios científicos y de la ingeniería de procesos de materiales por agentes biológicos para proveer bienes y servicios.

Áreas Temáticas Prioritarias

Salud

• Vacunas (desarrollo de vacunas por procedimientos que utilizan la ingeniería genética)
• Reactivos de Diagnóstico: desarrollo de reactivos por técnicas inmunológicas.

Agrícola

• Diagnóstico de fitopatógenos en plantas de interés económico.
• Desarrollo de agentes de control biológico y plantas.
• Desarrollo de plantas transgénicas inmunes a plagas y enfermedades.
• Modificación del contenido celular en macromoléculas.
• Métodos de mejoramiento de especies a través de técnicas no convencionales.
• Aceleración de obtención de híbridos.
• Utilización de marcadores moleculares.
• Identificación y caracterización de genes de interés.

Pecuarias

Sanidad Animal

• Desarrollo de métodos para el diagnóstico de enfermedades.
• Desarrollo de vacunas virales, bacterianas y parasitarias.

Producción Animal

• Manipulación y sexado de embriones.
• Hormonas para el mejoramiento de la producción animal.

Producción de Insumos Industriales

• Mejoramiento y control de calidad de las industrias de alimentos, incluyendo derivados lácteos, vinos y cervezas.
• Tratamientos biológicos de efluentes.

Historia de la Biotecnología

6000 a. C.: Sumerios y babilonios usaban levaduras para fermentar cerveza.

4000 a. C.: Fermentación de pan con levadura de cerveza.

Siglo XIV: Destilación de bebidas alcohólicas, uso de bacterias de ácido acético para fabricar vinagre, uso de bacterias de ácido láctico para conservar leche.

Siglo XVII: Anthony von Leeuwenhoek descubre el mundo microbiano con sus microscopios primitivos.

Siglo XIX: Desarrollo técnico de los microscopios permite demostrar el origen de los microbios y vencer la creencia de la «generación espontánea».

Van Helmont: Fisiólogo que indicaba lo siguiente para la obtención de ratones: un vaso lleno de trigo se cubre con una camisa sucia, preferentemente de mujer. “Un fermento originado en la camisa y transformado por el olor de los granos convierte el trigo mismo en ratones.

Francesco Redi: Echó por tierra la generación espontánea y demostró que los gusanos de la carne son larvas de moscas y que no aparecen si no se guarda bien tapada la carne.

Lázaro Spallanzani: Demostró que los microbios son transportados por el aire: los mismos no invaden los frascos cerrados herméticamente.

Louis Pasteur: Sentó las bases de la futura industria biotecnológica al demostrar que todos los procesos de fermentación eran el resultado de la actividad microbiana.

Los descubrimientos de Pasteur, Robert Koch y Alexander Fleming revolucionaron el tratamiento de las enfermedades infecciosas con el descubrimiento de los antibióticos.

En la década de 1970 comienza la biotecnología moderna con el advenimiento de la ingeniería genética. El descubrimiento de los sistemas de restricción y modificación en bacterias y en la aplicación de la endonucleasa. Los trabajos de Milstein y Köhler sobre la formación de hibridomas con la posterior utilización para la producción de anticuerpos.

En 1982 se utilizó la insulina humana creada y clonada por la bacteria Escherichia coli. Además, se crearon las hormonas de crecimiento humano y se descubrió el virus de la hepatitis B. Los interferones son sustancias creadas por los virus para inhibir los tumores en el cáncer.

La actividad de desarrollo se concentra en 3 áreas principales:

• Desarrollo de los organismos.
• Desarrollo de medios de cultivo.
• Ingeniería de fermentación.

Ingeniería Genética

Conjunto de técnicas nacidas en la biología molecular que permite manipular el genoma de un ser vivo. Es la tecnología que permite la manipulación y transferencia del ADN de un organismo a otro, posibilitando la creación de nuevas especies, la corrección de defectos genéticos y la obtención de numerosas proteínas.