Empecemos con una definición. Según la OCDE1, la biotecnología se refiere a todas «las aplicaciones de la ciencia y la tecnología a organismos vivos o a sus componentes, productos o modelos, con el fin de modificar materiales, vivos o no, para la producción de conocimientos, bienes o servicios. «El advenimiento de la biotecnología moderna tuvo lugar a principios de la década de 1950, cuando Francis Crick y James Watson destacaron la estructura del ADN.

En la industria, la biotecnología es el uso de las propiedades bioquímicas de microorganismos, células o sus componentes para producir un producto en particular o para modificar organismos vivos. Forma parte de la ingeniería genética, en el marco de la biotecnología.

También podemos definir la biotecnología como:

La biotecnología es el uso de organismos vivos, sus partes o subproductos, en aplicaciones industriales. El término Biotecnología puede referirse a una amplia gama de aplicaciones, desde una vacuna hasta apósitos de heridas recubiertos de Chitosan (Chitosan se deriva de la cáscara de cangrejo), desarrollando nuevas fuentes de biocombustible, modificación genética de cultivos, elaboración de cerveza e incluso cosméticos antienvejecimiento.

Ámbito de la biotecnología:

La biotecnología se utiliza para mejorar el carácter deseado en un sistema biológico. Ya sea la resistencia a las enfermedades en los cultivos, la producción de medicamentos, el mejor rendimiento, etc., se utiliza la biotecnología.

Si se descubre que un organismo tiene un carácter deseado, como la capacidad de tolerar condiciones de sequía. Ese carácter se transfiere a las plantas de cultivo agrícola para que crezcan en menos condiciones de riego. De este modo, el rendimiento y el crecimiento de la nueva planta aumentan en comparación con los de sus antepasados. La misma planta que no fue tolerante a las condiciones de sequía, es tolerante a la sequía después de la aplicación de los principios de la biotecnología.

Esto es posible porque el gen responsable de tolerar la condición de sequía en otro organismo fue transferido al genoma de nuestro cultivo deseado. De ahí que nuestra cosecha deseada logre resistencia a la sequía y crezca bien.

Así, la biotecnología combina las ciencias de la vida (biología), las tecnologías de otras disciplinas (química, física, informática, etc.) y las ciencias de la ingeniería.

La biotecnología es, por tanto, tan importante como fascinante porque forma parte de nuestra vida cotidiana (se utiliza desde hace más de 6000 años en la fabricación de pan y queso) y promete grandes avances en la superación de los grandes retos de nuestro tiempo.

Un poco de historia

El sector de la biotecnología moderna comenzó a principios de los años setenta. El nacimiento de este campo de investigación como campo industrial fue posible gracias al trabajo de varios investigadores de la Universidad de California San Francisco (UCSF) y Stanford. En ese momento, hicieron un descubrimiento importante: la transferencia de secuencias de ADN a bacterias (o transgénesis).

Las primeras empresas se crearon en Silicon Valley. Genentech y Chiron en particular. Poco después, Ginebra vio nacer a Biogen y Los Ángeles a Amgen.

Hoy en día, el Área de la Bahía de San Francisco es uno de los centros más grandes de los Estados Unidos y del mundo en términos de presencia de empresas de biotecnología e inversión en el sector, pero también en términos de investigación, debido en particular a la presencia de universidades líderes como la UCSF, la UC Berkeley y la Stanford.

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Ejemplos de Biotecnología | Aplicaciones

Entre las principales aplicaciones o ejemplos podemos mencionar algunas que ya son conocidas por gran parte de la sociedad.

Producción de medicamentos: entre los aportes de la biotecnología en este sentido podemos mencionar la creación de la penicilina descubierta en 1928 y utilizada desde 1941 para el tratamiento de infecciones.

Fermentación industrial: la fermentación es un proceso utilizado para la fabricación de numerosos productos, entre los que podemos destacar la producción de queso, vino, cerveza, pan y otros alimentos.

Clonación: La clonación, a pesar de ser un tema controvertido, fue un descubrimiento importante que puede allanar el camino para el tratamiento de enfermedades y un mejor conocimiento sobre el funcionamiento del cuerpo.

Análisis de ADN: las aplicaciones que utilizan el reconocimiento de ADN son numerosas, podemos citar la criminología forense y las pruebas de paternidad como desarrollos importantes de esta herramienta para la sociedad.

Uso de microorganismos en la agricultura: El uso de pesticidas naturales es una tendencia mundial para reducir la contaminación del suelo y de los alimentos.

Lucha contra las enfermedadesLa terapia génica, a pesar de que todavía está en su infancia, tiene un gran potencial para el futuro. En lugar de bombear medicamentos con efectos secundarios graves a un paciente, la terapia génica introduce ADN genéticamente modificado en la célula del paciente. Además, hay ciertas enfermedades como la degeneración macular donde no hay cura. En esos casos, los científicos han introducido el gen que invierte la degeneración utilizando el virus del resfriado común como canal de transmisión.

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Producción de vacunas: la producción de vacunas implica, en la gran mayoría de los casos, procesos biológicos que tienen como objetivo crear anticuerpos a través de la interacción con un organismo animal.

Mejoramiento genético: el mejoramiento genético tiene numerosas aplicaciones, entre las más comunes podemos mencionar el mejoramiento del ganado vacuno de carne para una mayor productividad de la carne y la leche, vegetales más resistentes a plagas entre otros.

Forense – El análisis de ADN o la toma de huellas dactilares de ADN ha hecho que sea increíblemente fácil determinar la cuestión de la paternidad y ha ayudado a resolver muchos delitos. El ADN de cada persona contiene un patrón específico que se utiliza para identificar su ADN. Los productos biotecnológicos de hoy en día se han vuelto tan sofisticados que pueden incluso hacer perfiles de ADN incluso a partir de 1 ng de muestras!

La siguiente tabla muestra cómo se determina un parentesco. Un niño obtiene la banda de ADN tanto de la madre como del padre. Si miras con atención, la banda del niño coincide con la madre y el padre 3, el verdadero padre.

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Como podemos ver, las aplicaciones de la biotecnología son numerosas, algunas prácticas son eventualmente más susceptibles a las críticas que otras, la clonación y el mejoramiento genético suelen ser impugnados por varias organizaciones. Es importante que la sociedad comprenda que la biotecnología no es en ningún momento perjudicial, el buen uso de la ciencia es lo que validará o no su uso.

Tipos de Biotecnología

El alcance de la Biotecnología moderna en nuestro mundo ha llevado a la necesidad de clasificar la Biotecnología en función de algunas características comunes o de su finalidad final. A continuación se presentan algunas de las principales áreas o tipos de Biotecnología que utilizan una clasificación por colores.

La Biotecnología Roja (Biofarmacia) reúne todos los usos de la Biotecnología relacionados con la medicina y los productos veterinarios. Red Biotechnology incluye la producción de vacunas y antibióticos, el desarrollo de nuevos fármacos, técnicas de diagnóstico molecular, terapias regenerativas y el desarrollo de ingeniería genética para curar enfermedades mediante manipulación genética.

La Biotecnología Blanca se relaciona con la Biotecnología industrial. White Biotechnology presta especial atención al diseño de procesos y productos que consuman menos recursos, haciéndolos más eficientes energéticamente y menos contaminantes que los tradicionales. Un ejemplo de la biotecnología blanca es el uso de microorganismos en la producción química, el diseño y la producción de nuevos plásticos/textiles y el desarrollo de nuevas fuentes de energía sostenibles como los biocombustibles.

La biotecnología amarilla se ha utilizado para referirse al uso de la biotecnología en la producción de alimentos, por ejemplo en la elaboración de vino, queso y cerveza por fermentación. (¡Un color favorito de Biotech en la oficina de LSC!)

La Biotecnología Gris se refiere a aplicaciones ambientales, y se centra en el mantenimiento de la biodiversidad y la eliminación de contaminantes/contaminantes utilizando microorganismos y plantas para aislar y eliminar diferentes sustancias como metales pesados e hidrocarburos.

Un gran ejemplo de ello es la PYME MicroGen Biotech, con sede en Carlow, que está ayudando a limpiar terrenos contaminados industrialmente en China.

La biotecnología verde se centra en la agricultura. Los enfoques y aplicaciones de la biotecnología verde incluyen la creación de nuevas variedades de plantas de interés agrícola, la producción de biofertilizantes y biopesticidas. Esta área de la biotecnología se basa exclusivamente en los transgénicos (modificación genética), es decir, que tienen uno o más genes insertados en su ADN. El gen adicional puede provenir de la misma especie o de una especie diferente.

Una de las novedades interesantes es que las variedades vegetales pueden actuar como biofactorías y producir sustancias de interés médico, biomédico o industrial en cantidades fáciles de aislar y purificar, por ejemplo, plantas de tabaco modificadas para cultivar la vacuna del Ébola.

La Biotecnología Azul se basa en la explotación de los recursos marinos para crear productos y aplicaciones de interés industrial. Teniendo en cuenta que el mar presenta la mayor biodiversidad, existe potencialmente una gran variedad de sectores que se pueden beneficiar del uso de este tipo de biotecnología. Un ejemplo es el uso de apósitos para heridas recubiertos con Chitosan (Chitosan es un azúcar que se deriva típicamente de las cáscaras de camarón y cangrejo).

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Los impactos de la biotecnología moderna en la sociedad Las biotecnologías utilizan organismos o partes de organismos, por lo que a menudo plantean problemas éticos o jurídicos. Por ejemplo, ¿deberíamos clonar animales, utilizar células madre embrionarias para tratar enfermedades o transplantar órganos de cerdos a humanos? Utilice este artículo, Impactos de la biotecnología en la sociedad o Bioética

¿Qué es la Bioingeniería? Ingeniería en la biotecnología

La bioingeniería es una disciplina que aplica principios de ingeniería de diseño y análisis a sistemas biológicos y tecnologías biomédicas. Ejemplos de investigación en bioingeniería incluyen bacterias diseñadas para producir químicos, nueva tecnología de imagenología médica, dispositivos portátiles de diagnóstico de enfermedades y órganos de ingeniería tisular.

Los estudiantes de bioingeniería reciben formación en los fundamentos de la biología y la ingeniería, que pueden incluir elementos de ingeniería eléctrica y mecánica, informática, ciencias de los materiales, química y biología. Esta amplitud permite a los estudiantes y al profesorado especializarse en sus áreas de interés y colaborar ampliamente con los investigadores en campos afines.

Los graduados pasan a carreras exitosas en la academia, medicina y una amplia variedad de industrias.

Biotecnología Moderna vs Biotecnología Tradicional

Biotecnología tradicional

La biotecnología tradicional se refiere a una serie de formas antiguas de utilizar organismos vivos para fabricar nuevos productos o modificar los existentes. En su definición más amplia, la biotecnología tradicional se remonta a la transición del hombre de cazador-recolector a agricultor. Como agricultores, los seres humanos recolectaban plantas silvestres y las cultivaban, y se seleccionaban las cepas de mejor rendimiento para su cultivo en las siguientes temporadas.

A medida que los seres humanos descubren más variedades y rasgos o características de las plantas, se vuelven expertos en la obtención de variedades de plantas específicas a lo largo de varios años y a veces de generaciones, para obtener los rasgos deseados como resistencia a las enfermedades, mejor sabor y mayor rendimiento. Con la domesticación de los animales, los antiguos agricultores aplicaron las mismas técnicas de cría para obtener los rasgos deseados entre los animales a lo largo de generaciones.

Hace siglos, la gente descubrió accidentalmente cómo hacer uso de los procesos naturales que ocurren todo el tiempo dentro de las células vivas. Aunque no tenían una explicación científica para los procesos, aplicaron los resultados que vieron a sus vidas domésticas. Descubrieron, por ejemplo, que los alimentos maduran de una manera que cambia su sabor y contenido, y los hace menos perecederos. Así, a través de un proceso llamado fermentación, la masa de harina se leuda en la elaboración del pan, el zumo de uva se convierte en vino y la leche almacenada en bolsas hechas con estómagos de camello se convierte en queso.

A través del ensayo y error y más tarde a través de los avances tecnológicos, la gente aprendió a controlar estos procesos y a fabricar grandes cantidades de productos biotecnológicos. Los avances de la ciencia permitieron la transferencia de estas técnicas, en su mayoría domésticas, a aplicaciones industriales y el descubrimiento de nuevas técnicas. Algunos ejemplos de la biotecnología tradicional  son el mejoramiento selectivo, la hibridación y la fermentación.

Biotecnología moderna

La biotecnología moderna se refiere a una serie de técnicas que implican la manipulación intencional de genes, células y tejidos vivos de una manera predecible y controlada para generar cambios en la composición genética de un organismo o producir nuevos tejidos. Ejemplos de biotecnologia moderna   incluyen: técnicas de ADN recombinante (ADNr o ingeniería genética), cultivo de tejidos y mutagénesis.

La biotecnología moderna comenzó con el descubrimiento en 1953 de la estructura del ácido desoxirribonucleico (ADN) y la forma en que la información genética se transmite de generación en generación. Este descubrimiento fue posible gracias al descubrimiento anterior de genes (unidades discretas e independientes que transmiten rasgos de padres a hijos) por Gregor Mendel. Estos descubrimientos sentaron las bases para la transición de la biotecnología tradicional a la moderna. Hicieron posible producir los cambios deseados en un organismo mediante la manipulación directa de sus genes de una manera controlada y menos lenta en comparación con las técnicas biotecnológicas tradicionales. Estos descubrimientos, junto con los avances de la tecnología y la ciencia (como la bioquímica y la fisiología), abrieron las posibilidades de nuevas aplicaciones de la biotecnología que eran desconocidas con las formas tradicionales.

 

Doctora en Educación por la Universidad de Chile en el año 2010. Subdirectora del Departamento Interfacultativo de Psicología Evolutiva y de la Educación. Experto profesional en E-learning 2.0: educación por internet y formación on-line; impartido con metodología on-line por la UCLA . Master en Programación Web con metodología presencial; impartido por el Centro de Estudios Informáticos en 2016.