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¿Qué es la biotecnología?


"Biotecnología" puede parecer una palabra complicada. Sin embargo, si se analiza por partes es más fácil entender qué significa. Bio quiere decir vida, y biología es el estudio de los seres vivos. El término tecnología se refiere a las herramientas o técnicas que se usan para fabricar o producir algo. Entonces, si se junta todo se podría definir la biotecnología como las herramientas o técnicas que emplean a los seres vivos o sus componentes, para obtener algún producto.


Los seres vivos que participan en estas técnicas son microorganismos (bacterias, hongos, levaduras), plantas y animales. Y lo que se obtiene son alimentos, medicamentos y otros productos útiles para las personas y para el medio ambiente en general.


En realidad, el hombre practica la biotecnología desde hace miles de años, pero entonces lo hacía de forma más simple que en la actualidad. Por ejemplo, utilizaba bacterias y levaduras para fabricar yogur, queso, pan, vino, sidra, etc. Estas técnicas aún siguen en práctica, pero hoy en día la biotecnología usa herramientas más modernas para obtener nuevos productos.


¿Cómo "funciona" la biotecnología?


Los científicos trabajan sobre el material genético, o ADN, de los organismos. Los genes se encuentran en todas las células de todos los seres vivos, y serían como las "recetas" que hacen que un organismo sea cómo es. Los genes son fragmentos del ADN, y tienen la información que determina las características y funciones del organismo. Por ejemplo, hay genes que determinan el color de ojos, la forma de las alas, el color de las flores y mucho más.


¿Qué puede hacer un investigador con estos genes? Por ejemplo, transferir un gen de un individuo al otro. ¿Para qué haría esto? Si un organismo tiene una característica que es beneficiosa y otro organismo diferente no la tiene, se puede transmitir esa característica de uno al otro y así mejorarlo. Al organismo "transformado" se le llama transgénico o recombinante (porque combina material genético de otro organismo).


¿En qué puede ayudar la biotecnología?


Hay muchos productos biotecnológicos que ya están disponibles, y muchos más que están en investigación. En general, se puede decir que la biotecnología en la actualidad se emplea para: mejorar el crecimiento de cultivos que se usan como alimentos; contribuir al cuidado y limpieza del medio ambiente; producir alimentos más nutritivos que contribuyen con la salud; obtener nuevos medicamentos y vacunas; fabricar productos para diferentes industrias y mucho más.


Algunos casos concretos


En la actualidad, mediante la biotecnología, se obtienen plantas resistentes a enfermedades o que toleran el tratamiento con herbicidas (como la soja, el maíz y el algodón), o plantas que fabrican sus propios insecticidas (maíz y algodón). Esto no solo favorece al cultivo que crece mejor, sino que además favorece al medio ambiente ya que así se reduce la cantidad de productos químicos que se deben usar para controlar las plagas. Además, con la biotecnología, se pueden mejorar las variedades vegetales para el futuro, al igual que mejorar la eficiencia productiva de las superficies cultivadas. Con ello, se reduce la superficie necesaria y el impacto de producir cada unidad de alimento, ayudando a salvaguardar los espacios que conservan la biodiversidad natural.


Biotecnología en la Salud Humana y Animal


La Biotecnología está presente en la Medicina y en la Salud animal, participando tanto en el diagnóstico como en el tratamiento de enfermedades. Con la Biotecnología cambia el concepto de la Salud, dirigiéndonos hacia una medicina cada vez más personalizada. Esto significa que podemos tener tratamientos "hechos a medida" para nosotros, así nos curan de forma más eficaz. Cada vez más medicamentos en nuestro hogar son de origen biotecnológico.


Pero… ¿Cuándo empezó la Biotecnología en la Medicina?


A partir del descubrimiento del ADN por Watson y Crick, se empezó a desarrollar lo que se llama Biología Molecular, que ha permitido descubrir genes, determinar su función en el organismo y estudiar su participación en el desarrollo de enfermedades.


Así, la secuenciación del Genoma Humano ha marcado un antes y un después en la historia de la medicina al permitir el estudio de las bases genéticas de las enfermedades (el 80% de las enfermedades adultas tienen una base genética con influencia de factores ambientales y existen miles de genes relacionados con el desarrollo de enfermedades).


De hecho, la investigación de genes y proteínas (genómica y proteómica), la ingeniería genética y sus aplicaciones han permitido el desarrollo de nuevas herramientas que están revolucionando la prevención, el diagnóstico, el tratamiento y la curación de enfermedades.


Las cinco áreas de aplicación de la Biotecnología en Medicina son:


  • Diagnóstico molecular: como ejemplo encontramos los test serológicos para detectar agentes infecciosos como el VIH o virus del sida o el virus de la hepatitis. También es posible hoy en día diagnosticar enfermedades genéticas basándonos en el ADN de las personas.
  • Nuevos fármacos: la Biotecnología permite diseñar y producir nuevas proteínas que pueden utilizarse para tratar un gran número de enfermedades como infecciones, diabetes, enfermedades cardiovasculares e incluso el cáncer. Dentro de este apartado va cobrando cada vez mayor importancia la denominada “medicina personalizada” que consiste en el estudio de la respuesta de cada paciente a los fármacos, basándonos en su perfil genético.
  • Vacunas: la Biotecnología y la genómica han cambiado la manera en la que se diseñan las vacunas (que tradicionalmente era inactivando virus e inyectándolos), permitiendo obtener vacunas más eficaces y seguras y contra un mayor número de enfermedades. Ahora las vacunas se producen mediante ingeniería genética que contienen moléculas aisladas que inducen la respuesta inmune.
  • Terapias Avanzadas:
    • Terapia génica: consiste en la introducción de material genético en las células de un ser humano para prevenir o curar ciertas enfermedades. Pero está aún en desarrollo y respecto a este tipo de terapias quedan aún muchos interrogantes respecto a su eficacia y seguridad, no habiendo ningún medicamento de terapia génica aprobado para su uso en la actualidad.
    • Terapias regenerativas (celular y tisular): aquí hay que hablar de la terapia celular, que consiste en el uso de células madre para tratar enfermedades y de la ingeniería de tejidos, que consiste en la construcción de sustitutos biológicos de órganos y tejidos en el laboratorio. Un ejemplo de ingeniería de tejidos en la fabricación de piel en el laboratorio para implantar a los quemados.

Biotecnología en la Agricultura y el Medio Ambiente


Desde hace 10.000 años en el Oriente Próximo que el hombre comenzó a utilizar la agricultura para producir alimentos, se han ido realizando mejoras continuas en los cultivos. Hoy en día, tenemos abonos enriquecidos, que permiten aumentar la productividad de los cultivos en todo el planeta, plantas que resisten plagas o sequías, incluso sabemos cómo utilizar diferentes seres vivos o productos derivados de ellos para eliminar contaminantes ambientales.


En esta última década, las plantas transgénicas, es decir, aquellas elaboradas a partir de una planta original a la que se le modifica alguna propiedad a nivel de su ADN haciendo uso de técnicas de Ingeniería Genética, han ido ganando protagonismo, ya que han dado lugar a cultivos más eficientes y más rentables a nivel productivo, nutritivo y económico y son más respetuosas con el medio ambiente.


España es actualmente el país europeo con mayor superficie de héctareas agrobiotecnológicas cultivadas, situándose en decimocuarto lugar a nivel mundial. Desde este punto de vista, y tras una preocupación social normal, que quiere llegar a un mayor conocimiento, se pueden plantear diversas cuestiones:


¿Es la modificación genética de plantas algo natural?


Todas las mejoras en la inmensa mayoría de los cultivos actuales han sido conseguidas con el esfuerzo humano, y las plantas transgénicas no son una excepción. Es tan natural una sandía sin pepitas como un maíz modificado genéticamente protegido contra plagas, pues para obtenerlos se han empleado recursos naturales gracias al progreso en los conocimientos.


¿Son seguros los alimentos modificados genéticamente para el medio ambiente?


Los cultivos modificados genéticamente sólo son autorizados cuando la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria y también a partir de ahora cada país, siempre siguiendo criterios científicos, han concluido que no hay evidencia de riesgos para el medio ambiente, ni para la salud por el consumo de alimentos y piensos derivados de su cultivo y empleo. La evaluación de riesgos no termina en el momento de la autorización, sino que prosigue en los Planes de Seguimiento que acompañan la comercialización de estas variedades. Entre los beneficios que aporta la biotecnología agrícola al medioambiente y a la sociedad se encuentran la reducción en la huella ecológica por el descenso en el uso de pesticidas; una disminución del 17,2% en el Coeficiente de Impacto Ambiental; la mitigación del cambio climático por la reducción del consumo de combustibles y de las emisiones de CO2.


Entre otros ejemplos de los beneficios de la biotecnología aplicada a la agricultura podemos destacar algunos como:


  • Producción de plantas productoras de vacunas, como el tétanos o la malaria
  • Producción de cultivos que ayudan a la salud del consumidor. Por ejemplo, el "arroz dorado" que tiene vitamina A y puede ayudar a poblaciones que sufren enfermedades severas por carencia de esta vitamina, frutos secos que no producen alergias, etc…
  • Obtención de variedades de plantas de colores imposibles sin el uso de la biotecnología

Biotecnología Industrial


Un ser vivo es una máquina capaz de procesar compuestos para transformarlos en energía, biomasa y otros subproductos. Lo que hace a esta máquina tan especial es que las materias primas que utiliza y los productos finales que genera se integran en ciclos naturales en los que se reutilizan los residuos y así se cierra el ciclo sin generar residuos finales contaminantes.


Estas características tan especiales del ser vivo las utiliza la Biotecnología Industrial para la fabricación de sustancias y productos con el menor impacto medioambiental posible y de una manera altamente eficaz.


Algunos de los productos más utilizados de la Biotecnología industrial y que están muy de moda en la actualidad son:


  • Las enzimas, que son moléculas de naturaleza proteica responsables de disminuir o aumentar las reacciones químicas. Su uso industrial comenzó en los 80, cuando se introdujeron como agentes blanqueantes y desengrasantes de los detergentes. Hoy existen más de 159 enzimas de uso industrial cuyas aplicaciones cubren casi todos los sectores, desde el alimentario (pectinasas para eliminar la pulpa de los zumos, amilasas como mejorantes de la masa de pan o galactosidasas para la obtención de productos lácteos) hasta el textil (celulasas sustitutos de lavado "a la piedra", lacasas y catalasas para procesos de blanqueado o proteasas para el curtido de pieles).
  • Los biocombustibles que son combustibles que se elaboran a partir de materia prima de origen biológico (maíz, caña de azúcar, cáscaras de naranja, etcétera). El incremento incesante de los precios de petróleo, las especulaciones sobre la escasez de las reservas mundiales y la amenaza del cambio climático, hacen que los biocombustibles jueguen un papel destacado. Ya existen países como EEUU, Brasil, Alemania, en los que existe una producción importante de biocombustibles gracias a una combinación de medidas de uso obligatorio.
  • Los biomateriales, que son los materiales sintetizados a partir de material biológico o utilizando metodologías basadas en sistemas biológicos. Un ejemplo de estos biomateriales es el tejido a base de seda de araña que promete revolucionar el campo de la ropa y material deportivo y militar (chaleco antibalas), ya que la seda de araña es uno de los materiales más resistentes, flexibles y ligeros que se conocen. Es cinco veces más fuerte que el acero y seis veces más ligero. Su elasticidad es tal que se dice que una tela de araña cuyas fibras tuvieran el grosor de un dedo, podrían detener un avión de pasajeros en pleno vuelo sin romperse.

Biotecnología en la Alimentación


La biotecnología de los alimentos es sin duda la más antigua de todas las biotecnologías. Los primeros hombres en utilizar la Biotecnología fueron los sumerios hace 7.000 años, ya que producían alimentos como la cerveza, el vino, el pan, el yogur y el queso haciendo uso del bioproceso de la fermentación.


La fermentación es el proceso biotecnológico realizado por diferentes levaduras y microorganismos en medios anaeróbicos, es decir, en los que falta aire (en ausencia de Oxígeno), por eso es un proceso de oxidación incompleta. Las bacterias o microorganismos, así como también las levaduras, se alimentan de algún tipo de componente natural y se multiplican, cambiando la composición del producto inicial. En el caso de las levaduras que se utilizan para hacer fermentar el pan, las mismas requieren de la presencia de azúcar o glucosa ya que es esta la que se convierte en su alimento y les permite crecer en tamaño. Lo mismo sucede con la fermentación alcohólica que proporciona bebidas como el vino o la cerveza.


La Biotecnología alimentaria utiliza técnicas y procesos que emplean organismos vivos o sus sustancias para producir o modificar un alimento, mejorar las plantas o animales de los que provienen, o desarrollar microorganismos que intervengan en su elaboración.


Uno de los casos más conocidos dentro de la biotecnología alimentaria son los alimentos probióticos y prebióticos.


Los probióticos son microorganismos vivos que se adicionan a un alimento, permaneciendo activos en el intestino y ejerciendo importantes efectos fisiológicos. Ingeridos en cantidades suficientes tienen efectos muy beneficiosos, como contribuir al equilibrio de la flora bacteriana intestinal del huésped y potenciar el sistema inmunitario. Son capaces de atravesar el tubo digestivo y recuperarse vivos en las heces, pero también se adhieren a la mucosa intestinal.


Los alimentos prebióticos al contrario que los probióticos (compuestos de microorganismos vivos) son por regla general hidratos de carbono no digestibles. Estos alimentos prebióticos estimulan el crecimiento y la actividad de bacterias beneficiosas para la flora intestinal.


También la biotecnología alimentaria participa en el control y seguridad de los alimentos que ingerimos. A través de un análisis de ADN se puede identificar por ejemplo si el atún de las latas, es realmente el pescado del atún y no otro producto.


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