Introducción a la Biotecnología
Biotecnología Tradicional
Comprende un conjunto de procesos industriales en los que se cultivan los microorganismos a gran escala para obtener productos útiles para el ser humano, como resultado de su metabolismo. En este tipo de biotecnología se fundamenta la biotecnología industrial, que utiliza las técnicas de fermentación tradicionales en la fabricación de alimentos como el queso, el vino, la cerveza; de productos farmacéuticos como los antibióticos y las vacunas.
Biotecnología Actual
Se basa en la utilización de técnicas de reciente desarrollo:
- Los nuevos métodos de cultivo de células que son un conjunto de técnicas que permiten el mantenimiento de las células in vitro.
- La ingeniería genética o la tecnología del ADN recombinante, conjunto de técnicas que permiten modificar la información genética de una célula u organismo, e incluso combinar en un genoma genes procedentes de diferentes individuos, originándose organismos transgénicos o con características nuevas.
Aplicaciones de la Biotecnología
Ejemplos de Procesos Biotecnológicos con Microorganismos No Manipulados Genéticamente
En la Industria Alimentaria:
- Fermentación Láctica: Las bacterias lácticas intervienen en la elaboración del queso y productos como el yogurt o la cuajada al fermentar azúcares sencillos para producir ácido láctico.
- Fermentación Alcohólica: Los microorganismos que intervienen en la fabricación de productos como el pan, el vino o la cerveza son levaduras de la especie Saccharomyces cerevisiae, las cuales llevan a cabo una fermentación alcohólica a partir de azúcares presentes en la harina de trigo, en las uvas o en la malta de la cebada.
En la Medicina:
- Obtención de antibióticos (por ejemplo, la penicilina).
- Obtención de tejidos para trasplantes.
En la Industria Energética:
- Para la obtención de biocombustibles.
- En la extracción de minerales (Cu).
En el Medio Ambiente:
- Depuración biológica de las aguas residuales.
- Fabricación de abonos.
- Obtención de productos biodegradables (bioplásticos).
Procesos Biotecnológicos con Microorganismos Manipulados Genéticamente
Microorganismo Transgénico:
La biotecnología actual emplea en la mayoría de las ocasiones, la ingeniería genética o tecnología del ADN recombinante como forma de conseguir unas aplicaciones impensables hace muy poco tiempo. Un ADN recombinante es un fragmento de ADN construido artificialmente con segmentos procedentes de organismos diferentes. Las moléculas de ADN recombinante suelen contener un vector y el gen o genes de interés. Los vectores más utilizados son los plásmidos y los virus. Se pueden manipular determinados virus o plásmidos bacterianos a cuyo genoma se les unen determinados genes que interesan introducir en el genoma de un organismo para que este produzca una proteína. Así, los virus o los plásmidos manipulados genéticamente, es decir modificados de forma artificial (a los que se les introducen genes extraños) se les denomina plásmidos recombinantes o virus recombinantes. Se pueden utilizar como vectores o vehículos para incorporar determinados genes que interesen introducir en la célula hospedadora. Se puede amplificar (aumentar el número de copias) de una molécula de ADN recombinante (normalmente un plásmido) sometiéndola a clonación bacteriana que consiste en introducirlo en el interior de una bacteria. Para ello se colocan en el medio de cultivo algunas bacterias con lo que se incorporan de forma espontánea en algunas células bacterianas. El plásmido se replica dentro de la bacteria y cuando la bacteria se divide algunas copias pasan a las células hijas. Como las bacterias se dividen rápidamente, incluso en minutos, en muy poco tiempo se originan miles de bacterias que contienen el gen. El gen se ha sometido a clonación. Las bacterias que contienen el gen lo transcriben y lo traducen por lo que se pueden utilizar como fábricas de proteínas útiles.
Un microorganismo transgénico es aquel microorganismo cuyo genoma ha sido modificado artificialmente, o sea, lleva genes extraños (que no proceden de sus antecesores por herencia).
En la Medicina:
Los microorganismos transgénicos tienen gran interés médico pues pueden emplearse para producir proteínas humanas (como la insulina), para fabricar medicamentos o vacunas, en terapia génica.
- Producción de insulina por la clonación bacteriana: El gen de la insulina en bacterias con lo que se incorporan de forma espontánea algunas células bacterianas.
- Vacunas vs enfermedades víricas: Se pueden obtener transfiriendo a bacterias el gen que forma la funda proteica de los virus. La bacteria reproduce la funda vírica que inyectada en un animal, estimula la producción de anticuerpos.
- Terapia Génica: Consiste en el tratamiento de una enfermedad con base génica mediante la introducción de genes en el organismo. La técnica se lleva a cabo introduciendo genes correctos, para el efecto producido por genes defectuosos.
En la Agricultura y en la Ganadería:
Las técnicas de ingeniería genética han permitido crear organismos modificados genéticamente (OMG) o especies transgénicas de interés agrícola y ganadero, plantas y animales transgénicos para mejorar o aumentar la productividad agrícola y ganadera.
- Mejora de vegetales: Vegetales resistentes a plagas o a herbicidas con frutos más grandes, etc.
- Mejora de animales: Aumento del rendimiento y calidad de la leche, de la carne y otros productos de interés; especies resistentes a enfermedades y de crecimiento más rápido.