La biotecnología es la tecnología basada en la biología, especialmente usada en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, medio ambiente y medicina. Se desarrolla en un enfoque
multidisciplinario que involucra varias disciplinas y ciencias
como biología, bioquímica, genética, virología,agronomía, ingeniería, física, química, medicina y veterinaria entre otras. Tiene gran repercusión en
la farmacia, la medicina, la microbiología, la ciencia, la minería y
la agricultura entre otros campos.
Probablemente
el primero que usó este término fue el ingeniero húngaro Károly Ereki, en 1919,
quien la introdujo en su libro Biotecnología en la producción cárnica y
láctea de una gran explotación agropecuaria.1 2
Según
el Convenio sobre
Diversidad Biológica de 1992,
la biotecnología podría definirse como "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".3 4
El
Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnología del Convenio sobre
la Diversidad Biológica5 define
la biotecnología moderna como la aplicación de:
·
Técnicas in vitro de ácido nucleído, incluidos el ácido desoxirribonucleico (ADN) recombinante y la inyección directa de ácido nucleído
en células u orgánulos, o
·
La
fusión de células más allá de la familia taxonómica que superan las barreras fisiológicas naturales de la reproducción o de la recombinación y que no son
técnicas utilizadas en la reproducción y selección tradicional.
La
biotecnología tiene aplicaciones en importantes áreas industriales como lo son
la atención de la salud, con el desarrollo de nuevos enfoques para el
tratamiento de enfermedades; la agricultura con el desarrollo de cultivos y
alimentos mejorados; usos no alimentarios de los cultivos, como por
ejemplo plásticos biodegradables, aceites vegetales y biocombustibles; y cuidado medioambiental a través de la biorremediación, como el reciclaje, el tratamiento de residuos
y la limpieza de sitios contaminados por actividades industriales. A este uso
específico de plantas en la biotecnología se llama biotecnología vegetal. Además se aplica en la genética para
modificar ciertos organismos.6
Las
aplicaciones de la biotecnología son numerosas y suelen clasificarse en:
·
Biotecnología roja: se aplica a la utilización de
biotecnología en procesos médicos.
Algunos ejemplos son la obtención de organismos para producir antibióticos, el desarrollo de vacunas
más seguras y nuevos fármacos, los diagnósticos moleculares, las terapias
regenerativas y el desarrollo de la ingeniería genética para curar enfermedades a través de
la manipulación génica.
·
Biotecnología blanca: también conocida como biotecnología
industrial, es aquella aplicada a procesos industriales. Un ejemplo de ello es la obtención de
microorganismos para producir un producto químico o el uso de enzimas como catalizadores industriales, ya sea para producir
productos químicos valiosos o destruir contaminantes químicos peligrosos (por
ejemplo utilizandooxidorreductasas7 ).
También se aplica a los usos de la biotecnología en la industria textil, en la creación de nuevos materiales, como
plásticos biodegradables y en la producción de biocombustibles. Su principal
objetivo es la creación de productos fácilmente degradables, que consuman menos
energía y generen menos desechos durante su producción.8 La
biotecnología blanca tiende a consumir menos recursos que los procesos
tradicionales utilizados para producir bienes industriales.9
·
Biotecnología verde: es la biotecnología aplicada a
procesos agrícolas. Un ejemplo de ello es la obtención de plantas transgénicas capaces de crecer en condiciones ambientales
desfavorables o plantas resistentes a plagas y enfermedades. Se espera que la
biotecnología verde produzca soluciones más amigables con el medio ambiente que
los métodos tradicionales de la agricultura industrial. Un ejemplo de esto es
la ingeniería genética en plantas para expresar plaguicidas, con lo que se elimina la necesidad de la
aplicación externa de los mismos, como es el caso del maíz Bt.10
Ventajas
Entre
las principales ventajas de la biotecnología se tienen:
·
Rendimiento
superior. Mediante los OGM el rendimiento de los cultivos aumenta, dando más
alimento por menos recursos, disminuyendo las cosechas perdidas por enfermedad o plagas así
como por factores ambientales.17
·
Reducción
de pesticidas. Cada vez que un OGM es modificado para resistir
una determinada plaga se está contribuyendo a reducir el uso de los plaguicidas
asociados a la misma que suelen ser causantes de grandes daños ambientales y a
la salud.18
·
Mejora
en la nutrición. Se puede llegar a introducir vitaminas19 y
proteínas adicionales en alimentos así como reducir los alérgenos y toxinas
naturales. También se puede intentar cultivar en condiciones extremas lo que
auxiliaría a los países que tienen menos disposición de alimentos.
La
aplicación de la biotecnología presenta riesgos que pueden clasificarse en dos categorías
diferentes: los efectos en la salud de los humanos y de los animales y las
consecuenciasambientales.4 Además,
existen riesgos de un uso éticamente cuestionable de la biotecnología moderna.21 (ver: Consecuencias imprevistas).
[editar]Riesgos
para el medio ambiente
Entre
los riesgos para el medio ambiente cabe señalar la posibilidad de polinización cruzada, por medio de la cual el polen de
los cultivos genéticamente
modificados (GM) se difunde a
cultivos no GM en campos cercanos, por lo que pueden dispersarse ciertas
características como resistencia a los herbicidas de plantas GM a aquellas que no son GM.22 Esto
que podría dar lugar, por ejemplo, al desarrollo de maleza más
agresiva o de parientes silvestres con mayor resistencia a las enfermedades o a
los estreses abióticos, trastornando el equilibrio del ecosistema.4
Otros
riesgos ecológicos surgen del gran uso de cultivos modificados genéticamente
con genes que producen toxinas insecticidas, como el gen del Bacillos. Esto puede
hacer que se desarrolle una resistencia al gen en poblaciones de insectos expuestas a cultivos GM. También puede
haber riesgo para especies que no son el objetivo, como aves y mariposas, por plantas con genes insecticidas.22
También
se puede perder biodiversidad, por ejemplo, como consecuencia del
desplazamiento de cultivos tradicionales por un pequeño número de cultivos
modificados genéticamente".4
En
general los procesos de avance de la frontera agrícola en áreas tropicales y
subtropicales suelen generar impactos ambientales negativos, entre otros:
procesos de erosión de los suelos mayor que en áreas templadas y pérdida de la
biodiversidad
Riesgos
para la salud
Existen
riesgos de transferir toxinas de una forma de vida a otra, de crear nuevas
toxinas o de transferir compuestos ale génicos de una especie a otra,
lo que podría dar lugar a reacciones alérgicas imprevistas.4
Existe
el riesgo de que bacterias y virus modificados escapen de los laboratorios de
alta seguridad e infecten a la población humana o animal.23
Los
agentes biológicos se clasifican, en función del riesgo de infección, en cuatro
grupos:24
·
Agente
biológico del grupo 1: aquel que resulta poco probable que cause una enfermedad
en el hombre.
·
Agente
biológico del grupo 2: aquel que puede causar una enfermedad en el hombre y
puede suponer un peligro para los trabajadores, siendo poco probable que se
propague a la colectividad y existiendo generalmente profilaxis o tratamiento
eficaz.
·
Agente
biológico del grupo 3: aquel que puede causar una enfermedad grave en el hombre
y presenta un serio peligro para los trabajadores, con riesgo de que se
propague a la colectividad y existiendo generalmente una profilaxis o
tratamiento eficaz.
·
Agente
biológico del grupo 4: aquel que causando una enfermedad grave en el hombre
supone un serio peligro para los trabajadores, con muchas probabilidades de que
se propague a la colectividad y sin que exista generalmente una profilaxis o un
tratamiento eficaz.
Desventajas
Los
procesos de modernización agrícola, además del aumento de la producción y los
rendimientos, tienen otras consecuencias.
·
Una
de ellas es la disminución de la mano de obra empleada por efectos de la
mecanización; esto genera desempleo y éxodo rural en muchas áreas.
·
Por
otro lado, para aprovechar las nuevas tecnologías se requieren dinero y acceso
a la tierra y al agua. Los agricultores pobres que no pueden acceder a esos
recursos quedan fuera de la modernización y en peores condiciones para competir
con las producciones modernas.
·
marina,
es un término utilizado para describir las aplicaciones de la biotecnología en
ambientes marinos y acuáticos. Aún en una fase temprana de desarrollo sus
aplicaciones son prometedoras para la acuicultura, cuidados sanitarios, cosmética y productos
alimentarios.
Biorremediación y biodegradación
La
biorremediación es el proceso por el cual son utilizados microorganismos para limpiar un sitio contaminado. Los
procesos biológicos desempeñan un papel importante en la eliminación de
contaminantes y la biotecnología aprovecha la versatilidad catabólica de los microorganismos para degradar y
convertir dichos compuestos. En el ámbito de la microbiología ambiental, los
estudios basados en el genoma abren nuevos campos de investigación in sillico ampliando
el panorama de las redes metabólicas y su regulación, así como pistas sobre
las vías moleculares de los procesos de degradación y las estrategias de
adaptación a las cambiantes condiciones ambientales. Los enfoques de genómica
funcional y meta genómica aumentan la comprensión de las distintas vías de
regulación y de las redes de flujo del carbono en ambientes no habituales y
para compuestos particulares, que sin duda aceleraran el desarrollo de
tecnologías de biorremediación y los procesos de biotransformación.12
Los
entornos marítimos son especialmente vulnerables ya que los derrames de
petróleo en regiones costeras y en mar abierto son difíciles de contener y sus
daños difíciles de mitigar. Además de la contaminación a través de las
actividades humanas, millones de toneladas de petróleo entran en el medio
ambiente marino a través de filtraciones naturales. A pesar de su toxicidad,
una considerable fracción del petróleo que entra en los sistemas marinos se elimina
por la actividad de degradación de hidrocarburos llevada a cabo por comunidades
microbianas, en particular, por las llamadas bacterias hidrocarbonoclásticas
(HCB).13 Además
varios microorganismos como Pseudomonas, Flavobacterium, Arthrobacter y Azotobacter pueden ser utilizados para degradar
petróleo.14 El
derrame del barco petrolero Exxon Valdez en Alaska en
1989 fue el primer caso en el que se utilizó biorremediación a gran escala de
manera exitosa, estimulando la población bacteriana suplementándole nitrógeno y fósforo que
eran los limitantes del medio.15
Bioingeniería
La
ingeniería biológica o bioingeniería es una rama de ingeniería que se centra en la biotecnología y en
las ciencias biológicas. Incluye diferentes disciplinas, como la ingeniería bioquímica, la ingeniería, la ingeniería de procesos
biológicos, la ingeniería de diasistemas, la ingeniería bioinformática, etc. Se trata de un enfoque integrado de los
fundamentos de las ciencias biológicas y los principios tradicionales de las
ingenierías clásicas como la química o la informática.
Los
bioingenierías con frecuencia trabajan escalando procesos biológicos de
laboratorio a escalas de producción industrial. Por otra parte, a menudo
atienden problemas de gestión, económicos y jurídicos. Debido a que las patentes y los sistemas de regulación (por
ejemplo, la FDA en
EE.UU.) son cuestiones de vital importancia para las empresas de biotecnología,
los bioingenierías a menudo deben tener los conocimientos relacionados con
estos temas.
Existe
un creciente número de empresas de biotecnología y muchas universidades de todo
el mundo proporcionan programas en bioingeniería y biotecnología de forma
independiente. Entre ellas destacan las de la especialidad de Ingeniería Bioinformática.
Este
es un campo interdisciplinario que se ocupa de los problemas biológicos usando
técnicas computacionales propias de la Ingeniería Informática. Esa interdisciplinariedad hace que sea
posible la rápida organización y análisis de los datos biológicos. Este campo
también puede ser denominado biología computacional, y puede definirse como,
"la conceptualización de la biología en término de moléculas y, a
continuación, la aplicación de técnicas informáticas para comprender y
organizar la información asociada a estas moléculas, a gran escala."16 La
bioinformática desempeña un papel clave en diversas áreas, tales como la genómica funcional, la genómica estructural y la proteínica, y forma un
componente clave en el sector de la biotecnología y la farmacéutica. sin
embargo hay muchas ciencias importantes
holi
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