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La biotecnología es la rama de la biología que desarrolla tecnologías de organismos vivos, o materia prima a partir de ellos, a partir de procesos biomoleculares y celulares, para crear o modificar productos y solucionar problemas de la sociedad.
Ejemplos de productos y métodos creados a partir de las ciencias biológicas aplicadas son:
- Vacunas;
- Antibióticos;
- Clonación;
- Transgénicos;
- Fertilización in vitro.
Tipos de biotecnología
Para facilitar la identificación, la Biotecnología se clasifica en 10 colores según el área de operación.
- biotecnología roja: tecnologías desarrolladas para la medicina y la salud humana.
- biotecnología blanca: tecnologías para mejorar los procesos industriales.
- biotecnología verde: tecnologías para la agricultura.
- biotecnología azul: tecnologías para el aprovechamiento de los recursos marinos.
- Biotecnología amarilla: tecnologías para la nutrición y la producción de alimentos.
- biotecnología gris: tecnologías para la protección y restauración del medio ambiente.
- biotecnología marrón: tecnologías para el tratamiento de suelos.
- biotecnología dorada: tecnologías para bioinformática y nanobiotecnología.
- biotecnología púrpura: tecnologías para la propiedad intelectual y la bioseguridad.
- biotecnología negra: tecnologías utilizadas como armas biológicas.
Importancia de la biotecnología
Si bien el ser humano lleva miles de años utilizando la biotecnología, utilizando, por ejemplo, microorganismos para elaborar pan, bebidas y quesos, el conocimiento en varias áreas científicas ha revolucionado la forma de manipular los organismos para obtener determinados productos y procesos.
El desarrollo de la biotecnología, con el apoyo de la Microbiología, Biología Molecular, Genética, Ingeniería e Informática, entre otras áreas, es importante para:
- Prevenir enfermedades, reduciendo la gravedad y la fatalidad;
- Diagnosticar enfermedades a tiempo y salvar vidas;
- Disminuir costos, simplificar y acelerar la producción industrial;
- Crear plantas e insumos con características deseables para incrementar el rendimiento agrícola.
Cabe señalar que estos ejemplos están relacionados con las áreas de mayor desarrollo en Biotecnología, pero su importancia no se limita a eso.
Aplicaciones biotecnológicas
Las aplicaciones más importantes de la biotecnología están relacionadas con el campo de la medicina, además de la agricultura y la producción de alimentos, y también en el medio ambiente.
En medicina:
- Producción de insulina, medicamentos y vacunas;
- Manipulación de animales, como cerdos, para utilizar órganos en trasplantes;
- Producción de anticuerpos en el laboratorio para pacientes con un sistema inmunológico deficiente;
- Terapia génica para el tratamiento de enfermedades como el cáncer, neurológicas y cardiovasculares, cuyos tratamientos convencionales no resultan eficaces;
- Investigación con células madre con fines terapéuticos.
En la agricultura:
- Producción de insumos, tales como: fertilizantes, semillas y plaguicidas;
- Mejoramiento genético vegetal;
- Procesamiento de alimentos: alimentos transgénicos
en el ambiente:
- Biorremediación: según el tipo de contaminación y las condiciones ambientales, se utilizan diferentes técnicas para reducir o eliminar la contaminación en el ambiente;
- Bioconversión de residuos agrícolas;
- Producción de biocombustibles a partir de organismos vivos o residuos vegetales;
- Producción de plástico biodegradable a partir de microalgas.
Obtenga más información sobre la biorremediación.
Historia de la biotecnología
En la antigüedad, hace más de 4000 años, ya se utilizaban técnicas de manipulación de seres vivos para obtener ciertos resultados; por ejemplo, para hacer vino o pan, donde la clave es la fermentación realizada por microorganismos, levaduras.
Inicio de la microbiología
Con el desarrollo de las distintas áreas científicas, fue posible comprender cómo se desarrollaban los procesos. A finales del siglo XIX, los estudios microbiológicos de Louis Pasteur le llevaron a descubrir la fermentación en sus experimentos.
Descubrimiento de moléculas de ADN
Con eso, la gente dejó de creer en la generación espontánea y la atención se centró en el estudio de los microorganismos y la teoría celular.
Los científicos James Watson, Francis Crick y Maurice Wilkins fueron galardonados con el Premio Nobel en 1962 por describir la estructura de la molécula de ADN en el año 1953 en la revista naturaleza.
El modelo presentado por la pareja se basó en información de Erwin Chargaff sobre bases nitrogenadas mediante la técnica de cromatografía y en imágenes de difracción de rayos X obtenidas por Rosalind Franklin.
Ingeniería genética y ADN recombinante
Los estudios se profundizaron y en 1978, 3 investigadores recibieron nuevamente el Premio Nobel por el aislamiento de enzimas de restricción, la base de la técnica del ADN recombinante.
Lea sobre la generación espontánea en Origin of Life.
Biotecnología en Medicina
Laboratorio de Investigaciones Biológicas.
Los objetivos iniciales de la biotecnología moderna se centraron en cuestiones de salud humana y animal, con el uso de microorganismos para fabricar medicamentos.
Sin embargo, las técnicas se han diversificado mucho y en la actualidad existen muchas posibilidades de aplicación, tanto dentro de la medicina como en otras áreas.
Cabe mencionar que las investigaciones se empezaron a desarrollar en los laboratorios de universidades y centros públicos de investigación, sin embargo, actualmente quienes dominan la investigación y el mercado de la biotecnología son empresas privadas, grandes multinacionales farmacéuticas y agroquímicas, por lo que los valores y objetivos son muy diferentes. .
Aplicaciones de la ingeniería genética
Son muchas las biotecnologías utilizadas en el sector de la salud, que es una de las mayores áreas de aplicación de estas técnicas en Brasil.
Los órganos de animales se utilizan para trasplantes, producción de insulina y vacunas mediante la técnica del ADN recombinante, entre otros para la producción de fármacos, hormonas y anticuerpos.
Muy controvertidos son los enfoques relacionados con la clonación, que involucra cuestiones éticas.
Asimismo, se ha continuado la investigación y se aplica a la clonación reproductiva, en casos de infertilidad o para prevenir enfermedades futuras, y clonación terapéutica, lo que apunta al tratamiento de enfermedades degenerativas utilizando células madre, como una ventaja del método.
Lea también sobre la terapia genética.
Biotecnología en la agricultura
Cultivo de tejidos vegetales.
En el sector agroalimentario se encuentran los usos más antiguos de la biotecnología, por ejemplo, cuando el ser humano solía cruzar entre especies vegetales para obtener otras variedades o mejorar los resultados de la cosecha.
«Revolución verde»
En la segunda mitad del siglo XX, un modelo desarrollado principalmente en Estados Unidos se internacionalizó a través de la llamada “Revolución Verde”.
En Brasil, desde la década de 1960 en adelante, Siguiendo los moldes de la «revolución verde», comenzaron a producirse transformaciones en las zonas rurales, cuyos objetivos eran: modernizar el sector agrícola, incrementar la oferta de alimentos y productos para la exportación, y también liberar mano de obra para uso de la población urbana -sector industrial.
Se implementaron tecnologías importadas que fueron desarrolladas para climas templados y no para ecosistemas tropicales, donde los suelos son muy diferentes y hay mayor biodiversidad, como es el caso de Brasil.
Organismos genéticamente modificados (OGM) y transgénicos
La producción de transgénicos es una realidad y los principales alimentos modificados son el maíz, la soja y el trigo.
LA Soja, por ejemplo, está presente en la mayoría de los alimentos industrializados en diversas formas, es uno de los principales alimentos transgénicos y esta información no siempre se transmite correctamente al consumidor.
Biotecnología ambiental
El uso de biotecnologías ambientales es una forma de revertir una situación creada por el ser humano y que está creciendo en todo el mundo, la producción de residuos de diversas actividades humanas.
Es una forma de utilizar procesos naturales controlados para mejorar el estado de ecosistemas contaminados o crear soluciones biodegradables que eviten la contaminación.
Así, se utilizan seres vivos: bacterias, algas, plantas, entre otros, para realizar procesos como la fermentación, respiración aeróbica y anaeróbica y controlar la contaminación de un ambiente determinado.
Otra aplicación interesante de la biotecnología en el área ambiental es la reutilización de residuos agrícolas (como el bagazo de caña de azúcar) o efluentes sólidos (alcantarillado) para la producción de energía y biocombustibles.
¿Ventaja o desventaja?
Muchas de las aplicaciones de la biotecnología pueden ser beneficiosas para la humanidad, pero generan controversias sobre las consecuencias sobre la salud humana y animal, los impactos ambientales y la sociedad. todavía no se sabe seguro los efectos a largo plazo.
Beneficios de la biotecnología
- Mayor producción de alimentos, principalmente motivada por la posibilidad de acabar con el hambre en el mundo;
- Posibilidad de obtener alimentos más nutritivos con propiedades medicinales;
- Técnicas terapéuticas para enfermedades que aún no tienen cura, como el cáncer, o cuyos tratamientos no son tan efectivos;
- Producción de fármacos, además de hormonas, anticuerpos e insulina;
- Uso de biorremediación para controlar y eliminar la contaminación en los ambientes;
- Producción de productos biodegradables para reducir la contaminación ambiental;
Impactos negativos
- Uso intensivo de pesticidas y fertilizantes inorgánicos;
- Interferencia en el equilibrio de la naturaleza;
- Creación de semillas genéticamente modificadas (infértiles);
- «Contaminación genética», ya que no es posible controlar los efectos de la propagación de organismos modificados genéticamente en el medio ambiente;
- Los alimentos transgénicos pueden causar alergias, entre otros daños.
- Cuestiones éticas relacionadas con la clonación de seres vivos;
- La producción de células madre produce estrés celular que puede conducir al envejecimiento prematuro, entre otros;
