Ultimo tema del semestre a/2010

BIOTECNOLOGIA

La biotecnología consiste simplemente en la utilización de microorganismos así como de células vegetales y animales para producir materiales tales como alimentos, medicamentos y productos químicos útiles a la humanidad.

En el momento que los primeros hombres se dieron cuenta de que podían cultivar sus propias plantas y criar a sus propios animales, ellos aprendieron a usar la biotecnología. El descubrimiento de que el jugo de fruta fermentado se convierte en vino, o que la leche puede convertirse en queso o yogurt, o que la cerveza puede ser hecha fermentando soluciones de malta y lúpulo fue el comienzo del estudio de la biotecnología.

En la antigüedad el hombre descubrió, casi por casualidad, cómo utilizar los procesos biológicos que ocurren permanentemente con las células vivas. Aunque no entendían los procesos, podían observar los resultados.

Los científicos actualmente comprenden qué son muchos de estos procesos biológicos y cómo ocurren, lo que les ha permitido desarrollar nuevas técnicas a fin de modificar o copiar algunos de dichos procesos naturales para poder así lograr una variedad mucho más amplia de productos. Algunos, como el queso, son los mismos que se obtenían utilizando la biotecnología tradicional, pero los nuevos métodos son más rápidos, menos costosos y más confiables. Otros, como algunos de los nuevos productos farmacéuticos, ni siquiera se podrían hacer por medio de los métodos más antiguos.

Cuando se habla de biotecnología algunos piensan en el mejoramiento del ganado, otros sueñan con ilimitados recursos terapéuticos para los humanos. Y hay quienes piensan en la posibilidad de cultivos más nutritivos y con una resistencia natural a las pestes que alimenten a una población en crecimiento. Todo esto es posible. Las promesas de la biotecnología agrícola residen en aumentar la productividad y reducir costos, generar innovaciones y mejoras en los alimentos y conducir a prácticas agrícolas más "ecológicas"; contribuir, en suma, a la agricultura sustentable, que utiliza los recursos con respeto al medio ambiente y sin hipotecar a las generaciones futuras.Las plantas que hoy cultivamos son, en muchos casos, radicalmente distintas de sus antepasados silvestres, ya que el hombre ha modificado y seleccionado sus propiedades a la largo de más de diez mil años en función de sus necesidades. Las variedades que utiliza el agricultor en la actualidad han sido generadas, en su mayor parte, por ingenieros agrónomos, en centros públicos o privados dedicados a la producción de nuevas variedades por los métodos convencionales. Esta tecnología se basa en la repetición de varios procesos de hibridación y selección de las plantas. La hibridación de dos variedades o especies de plantas combina miles de genes en un proceso al azar, y son necesarias repeticiones sucesivas de selección e hibridación para obtener una nueva variedad que incorpore todas las características (genes) deseadas y que evite, en la medida de lo posible, la incorporación de los genes no deseados.

Este proceso de generación de nuevas variedades ha sido muy útil y ha dado lugar a la generación de nuevas variedades que se cultivan hoy en día."Ahora y en un futuro cercano, los alimentos derivados de la biotecnología proveen mejoras de calidad que, además, incluyen mejor sabor y son más sanos. Las particularidades agronómicas que le fueron insertadas crean valor. El hecho más notable es que las plantas incrementan la producción y reducen la necesidad de otros agregados como pesticidas y herbicidas químicos. La soja, el maíz y el algodón son algunos de nuestros actuales productos enmarcados en los programas de biotecnología que, además de generar mayores rindes, implican menores costos de inversión gracias al control de pestes y malezas. Existen tres ventajas fundamentales respecto de las técnicas convencionales de mejora genética basadas en la hibridación.

Primero, los genes que se van a incorporar pueden ser de cualquier procedencia.Segundo, en la planta mejorada genéticamente se puede introducir un único gen nuevo con lo que se preservan en su descendencia el resto de los genes de la planta original.

Tercero, este proceso de modificación se realiza en mucho menos tiempo. Podemos así modificar propiedades de las plantas de manera más amplia, precisa y rápida que mediante las técnicas clásicas basadas en la hibridación y selección.Los genes que se introducen en una planta transgénica pueden proceder de cualquier ser vivo, del que se copian mediante técnicas de biología molecular. Su origen puede ser una planta relacionada u organismos tan distantes como bacterias o animales. También es posible construir genes sintéticos en el laboratorio e introducirlos en plantas transgénicas. Es muy importante conocer la función de los genes para poderlos utilizar en el diseño de una nueva planta transgénica, y por ello, su uso se utiliza a los genes de función conocida. En la actualidad, proyectos de investigación de la secuencia del genoma de diversos organismos, como el proyecto del genoma humano, están contribuyendo a la identificación de nuevos genes y al conocimiento de su función.Actualmente, existen distintas técnicas de modificación genética en los cultivos. A modo de ejemplo pueden citarse:

Caracteres de Protección· Resistencia a Insectos · Tolerancia a Herbicidas · Resistencia a Hongos · Resistencia a Virus · Resistencia a Bacterias · Resistencia a Nematodes Caracteres de Calidad· Demora de la maduración · Aceites modificados · Alto contenido de sólidos



¿Qué es la Biotecnología?


A nivel básico la biotecnología se puede definir como una técnica que utiliza células vivas, cultivo de tejidos o moléculas derivadas de un organismo como las enzimas para obtener o modificar un producto, mejorar una planta o animal o desarrollar un microorganismo para utilizarlo con un propósito específico.

Según esta definición, la fabricación, entre otros, de pan y cerveza que se basa en el empleo de células de levadura es un proceso biotecnológico.

La diferencia aportada por la biotecnología moderna es que actualmente el hombre no sólo sabe cómo usar las células u organismos que le ofrece la naturaleza, sino que ha aprendido a modificarlos y manipularlos en función de sus necesidades. La biotecnología tal como la conocemos actualmente empezó en los años 50 con el descubrimiento por James Watson y Francis Crick de la estructura de la molécula de ADN* (ácido desoxirribonucleico) que es donde se almacena la información genética (la herencia) en todos los seres vivos.

En contra de lo que pueda parecer, la Biotecnología no es un campo nuevo de actividad empresarial, su desarrollo puede remontarse a varios miles de años atrás cuando el hombre aprendió a producir pan y otros productos como el queso, la cerveza y el vino.

El hombre lleva varios miles de años modificando los vegetales que utiliza como alimento. Por ejemplo, las repollitos de Bruselas, la coliflor y el brócoli son variedades artificiales de la misma planta (aunque no lo parezcan). Lo mismo se puede decir de las decenas de variedades de manzanas, maíz, papas, trigo, entre otros. Los antecedentes salvajes de muchas de estas plantas, cuando existen, son tan poco parecidas que no serían reconocidos como tales por alguien que no fuera experto.

En cuanto a la "mezcla de especies", el triticale, un híbrido de trigo y centeno, lleva décadas prosperando en terrenos de mala calidad (útiles para centeno, pero no para trigo), pero con algunas buenas propiedades del trigo, lo que lo hace mucho más valioso para alimentación humana.

Sin embargo, la ingeniería genética permite ahora llevar a cabo, en pocos años y de forma controlada, lo que antes podía costar décadas o siglos, o conseguir efectos que sólo estaban en los sueños de los agricultores, pero que eran imposibles con las viejas técnicas de cruce y selección.

La ingeniería genética se utilizó inicialmente (por su alto coste) para producir sustancias de usos farmacéutico, como la insulina, modificando genéticamente microorganismos. Con los posteriores desarrollos, se obtuvieron también enzimas para uso industrial, como la quimosina recombinante, utilizada, al igual que la obtenida de estómagos de terneros jóvenes (su fuente original, el "cuajo"), para elaborar el queso. Posteriormente se han obtenido vegetales (y animales) modificados genéticamente para mejorar sus propiedades.Los productos de la biotecnología están alrededor nuestro. El yogurt, la cerveza, el vino y el queso de nuestra heladera son productos de la biotecnología. Los pickles, el pan, y el vinagre de nuestra cocina también lo son.Cientos de años atrás, la gente fue descubriendo, casi por accidente, cómo hacer uso de los procesos biológicos que ocurren dentro de las células vivientes. Sin entender los procesos, podían ver los resultados. Descubrieron, por ejemplo, que ciertos microorganismos, como las bacterias y los hongos podían producir vinagre, cerveza o vino cuando crecían en grandes tinas. Estos procesos fueron llamados fermentación. A través de prueba y error, aprendieron el control de estos procesos y a producir grandes cantidades de un amplio rango de productos.

Los científicos actualmente comprenden muchos de estos procesos biológicos y cómo estos ocurren. Esto les ha permitido desarrollar nuevas técnicas para alterar o copiar algunos de estos procesos naturales y por lo tanto lograr una amplia variedad de productos. Algunos, como el queso, son los mismos productos hechos utilizando la biotecnología tradicional, pero con los nuevos métodos son más rápidos, económicos y más confiables. Otros, como algunos de los nuevos productos farmacéuticos no pueden ser fabricados con los métodos antiguos.

Muchas definiciones de biotecnología han sido discutidas a lo largo de estos años. Algunas de las que se han mantenido a través de los años son:"Biotecnología significa la aplicación de principios científicos y de ingeniería para el proceso de materiales a través de agentes biológicos para obtener bienes y servicios. Estos principios cubren una amplia variedad de disciplinas pero se basa principalmente en microbiología, bioquímica, genética e ingeniería genética". OECD 1982, "Biotecnología, Perspectivas y Tendencias Internacionales"."Biotecnología significa la aplicación de la ciencia y de la ingeniería con el uso directo o indirecto de organismos vivos o partes o productos de organismos vivos en su forma natural o modificada". Canadian Environmental Protection Act, 1985.





¿Cuáles son los beneficios de la Biotecnología?


La biotecnología ofrece los medios para producir alimentos de mejor calidad, en forma más eficiente y segura para la salud y el medio ambiente. Desde el punto de vista productivo, el uso de estas nuevas tecnologías, permite aumentar la competitividad de países agroexportadores como la Argentina, aumentando los rendimientos, disminuyendo los costos y aumentando la seguridad de la cosecha. Una de las promesas de la biotecnología es generar innovaciones y mejoras en los alimentos conduciendo a prácticas agrícolas más ecológicas, contribuyendo a una agricultura sustentable, que utiliza con respeto los recursos del medio ambiente y sin hipotecar generaciones futuras.





¿Cómo se diferencia la Biotecnología de las Técnicas tradicionales de cruzamiento?


La biotecnología es un método científico de mejoramiento de las cosechas. Durante siglos, los agricultores, panaderos, vinicultores, cerveceros, productores de quesos, etc., han producido híbridos (es decir, mezclado los genes) de diferentes plantas, intentando producir más y mejores alimentos. Mediante la utilización de métodos científicos avanzados, la biotecnología moderna, representa una mejora eficiente de esta práctica de larga data.Las técnicas tradicionales de hibridación mezclaron durante varios años miles y miles de genes y muchas generaciones de plantas con el fin de obtener una característica deseada. La biotecnología acelera este largo proceso permitiendo a los científicos tomar solamente los genes deseados de una planta, logrando de ese modo los resultados deseados en tan sólo una generación.

La biotecnología es una herramienta más segura y eficiente para el mejoramiento de especies respecto de las técnicas tradicionales, puesto que elimina gran parte del azar presente en el mejoramiento tradicional. Por otro lado, la biotecnología moderna es una nueva tecnología, en la medida que puede modificar los atributos de los organismos vivientes mediante la introducción de material genético que ha sido trabajado "in vitro" (fuera del organismo).





¿Qué es la ingeniería Genética?


Una vez que los científicos entendieron el código del ADN, comenzaron a buscar formas de cambiar las instrucciones en los genes y de aislarlos para entender su funcionamiento, o introducir cambios que lograran que las células produjeran más o mejores compuestos químicos necesarios, o llevaran a cabo procesos útiles, o dieran a un organismo características deseables. El resultado fue la moderna ingeniería genética la ciencia de manipular y transferir "instrucciones químicas" de un organismo a otro.Una de las metas primarias de la biotecnología moderna es hacer que una célula viviente actúe de una forma útil y específica de una forma predecible y controlable. La tarea de estas células puede ser fermentar el azúcar para hacer alcohol, o producir una sustancia que logre obtener flores rojas, u obtener un compuesto que permita luchar contra una infección.Cómo una célula viva desarrollará estas tareas está determinado por su estructura genética – las instrucciones contenidas en una colección de mensajes químicos que denominamos "genes". Estos genes son heredados de una generación en otra, por lo tanto la descendencia hereda un rango de atributos individuales de sus padres. Los científicos ahora comprenden el sistema de códigos químicos subyacentes en estos genes, que están basados en una sustancia denominada ADN (Ácido Desoxirribonucleico). Un gen es, en realidad, un segmento de este ADN y su mensaje está codificado en su estructura molecularMuchas veces se identifica una característica deseable para una planta en algún otro organismo o en otro vegetal con el cual no puede cruzarse sexualmente. Esta característica no puede ser introducida por métodos de mejoramiento tradicionales. En este caso, la ingeniería genética permite identificar el gen que otorga la característica deseada, cortarlo e introducirlo en el genoma de la planta".





¿Qué es un Genoma?


Los genes son las instrucciones que le proveen a los organismos sus características particulares. Dichas instrucciones son almacenadas en cada célula de cada organismo vivo en una molécula con aspecto de cordón alargado y cuyo nombre es ADN. El conjunto total de instrucciones es lo que se denomina genoma. Todos los organismos tienen genomas de dimensiones variadas; por ejemplo el genoma humano tiene una cantidad estimada de 100.000 genes. Los nematodos (gusanos en su mayoría parásitos) tienen aproximadamente 19.000 genes, Arabidopsis (una planta) unos 40000 y Escherichia coli (una bacteria encontrada en el tracto digestivo del hombre) tiene algo más de 4000.

El conocimiento sobre los genomas permitirá la identificación un gran número de genes individuales y la comprensión de sus propiedades específicas. La técnica de ingeniería genética permite que esos genes funcionales sean integrados al genoma de otro organismo.





¿Es necesaria la Biotecnología para alimentar al mundo?


Sí, porque puede y debe ayudar a cultivar más en medios ambientes que ya no pueden sostener una mayor carga de producción. Se dice que hoy en día hay suficiente alimento pero, sin embargo, todavía un octavo de la población mundial (2.000 millones de seres humanos) vive crónicamente desnutrida.

El escenario de los próximos 20 años será sumamente complicado: la demografía pronostica para este período la duplicación de la actual población mundial, lo que supone que para mantener constante la producción de alimentos, ésta no debería duplicarse sino "triplicarse" mientras la tierra cultivable, su capacidad de producción y los recursos hídricos están ya en el límite; es decir que las actuales prácticas agrícolas sólo están contribuyendo a destruir la fertilidad de los suelos. Es por eso que, en los últimos años, el fenómeno de la desertificación se convirtió en uno de los temas centrales de las agendas gubernamentales.

La biotecnología puede y debe jugar un rol importante en el desarrollo de nuevos productos agrícolas, pero otros factores, incluyendo tecnologías tradicionales de reproducción y el mejoramiento de las infraestructuras agrícolo-ganaderas no serán menos importantes.Una vez más, Norman Borlaug, el padre de la Revolución Verde y Premio Nóbel de la Paz, lo explica de este modo: "Cada año, 90 millones de personas se suman a la demanda de alimentos del planeta. Para hacer frente a estos requerimientos, necesitamos rápidamente aplicar la mayor tecnología posible a la agricultura. Y la biotecnología resulta la menos ofensiva. A diferencia de la naturaleza, es tremendamente rápida y precisa en la incorporación de genes que interesan para el mejoramiento de los cultivos. No estoy interesado en distribuir equitativamente el hambre. A pesar de las reservas existentes, según la FAO hay 800 millones de personas en el planeta que no reciben el alimento suficiente. La resolución de esta situación debe ser prioritaria".