¿Biotecnología? - FEBiotec Divulga

¿?
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¿Biotecnología?
¿?
¿Qué es eso?
¿Qué es la Biotecnología?
La biotecnología es un conjunto
de técnicas que utilizan
o transforman el material
de organismos vivos
para desarrollar nuevos procesos
y productos en beneficio de la sociedad.
¿Qué organismos
son los más utilizados
en biotecnología?
Los organismos más utilizados
en biotecnología son los microorganismos,
seres vivos muy pequeños que solo
pueden visualizarse con el microscopio
y que conviven con nosotros.
Los microorganismos que tienen interés biotecnológico
son las bacterias, algas, levaduras (hongos) y protozoos.
Sabías que...
La biotecnología lleva presente en nuestras
vidas desde tiempos ancestrales, aunque
no seamos conscientes. En el año 6.000 a.C
en Medio Oriente utilizaban levadura (hongo) para la elaboración de cerveza. En China
fabricaban yogur y queso por fermentación
láctica utilizando bacterias ya en el año
4.000 a.C. Otro ejemplo claro es que
las plantas que hoy cultivamos
son, en la mayoría de los casos,
totalmente diferentes de sus
antepasados, ya que el agricultor
lleva modificando y seleccionando
variedades en función de sus necesidades
desde hace más de 10.000 años.
La biotecnología moderna, en cambio,
surge en la década de los ’80, y utiliza
técnicas, denominadas en su conjunto
“ingeniería genética”, para
modificar y transferir genes
de un organismo a otro.
¿Qué es el ADN?
El ácido desoxirribonucleico (ADN)
es una macromolécula con forma de doble
hélice que contiene toda la información genética
necesaria para el desarrollo de un ser vivo (animales,
plantas y microorganismos). La información genética
del ADN se usa para fabricar las proteínas necesarias
para el desarrollo y funcionamiento del organismo.
El genoma humano está constituido por un ADN nuclear
y un ADN mitocondrial. El ADN nuclear se localiza en el núcleo de la
célula y es la información genética que heredamos mitad de nuestra
madre y mitad de nuestro padre. El ADN mitocondrial es el material
genético que se encuentra dentro de las mitocondrias (los orgánulos
que generan energía para la célula) y se hereda solo de la madre
(herencia por vía materna).
Las bases nitrogenadas que forman parte del ADN son: Adenina (A),
Guanina (G), Citosina (C) y Timina ( T), por lo que el ADN
siempre se escribe con estas cuatro letras que además,
siempre se emparejan de dos en dos: AT, CG.
La información genética que tiene cada uno de nosotros
es inmensa: más de 3.000 millones de letras, ordenadas
una detrás de la otra.
¡Toda esta información equivale
a 900 libros de El Quijote! Sabías que...
• Si se estirara el ADN de una célula
mediría 2.04 m.
• Menos del 10 % de nuestro ADN
son genes.
• El genoma humano tiene
más de 3.000 millones de letras.
Si fuera un libro y se pudieran leer
10 letras por segundo, se tardaría
11 años en leer el texto.
• Alteraciones en un solo gen
son las causantes de entre 3.000
y 4.000 enfermedades hereditarias.
• Estirando el ADN de las células
de nuestro cuerpo podríamos dar
más de 1.500 vueltas al planeta.
• Nuestro ADN es igual en un 98,7%
al del chimpancé.
¿Qué es un Gen?
¿Qué es la Ingeniería Genética?
Es un fragmento de ADN que
contiene la información necesaria
para fabricar una o más proteínas.
Es un conjunto de técnicas que permiten
modificar un organismo, añadiendo
o modificando sus genes. Con estas técnicas
se puede cortar y empalmar genes de
organismos distintos, proporcionando
a esos organismos nuevas características
de interés para el ser humano.
¿Qué son las Proteínas?
En este proceso son muy importantes
las enzimas de restricción, producidas por
varias bacterias y que actúan como “tijeras”
Son las moléculas ejecutoras de la función definida en un gen.
del ADN, y la ligasa, otro tipo de enzima que actúa como “pegamento”.
Las proteínas desempeñan prácticamente la totalidad de las funciones
Así, es posible quitar un gen de la cadena principal y en su lugar colocar otro.
biológicas de los organismos vivos.
Podríamos decir que una célula es como una fábrica, donde los genes
son los ingenieros y las proteínas los operarios. Dependiendo de la
¿Un ejemplo? la insulina
información que tengamos en el ADN, las propiedades de nuestras
proteínas cambiarán, y lo harán también las características que dependan
La insulina es producida por el páncreas y se utiliza para metabolizar
de esas proteínas (por ejemplo, el color de nuestros ojos o nuestro pelo).
el azúcar y otros hidratos de carbono. Los enfermos de diabetes
no producen la suficiente cantidad, por lo que necesitan inyecciones
diarias de esta hormona. Antes, la insulina se obtenía del páncreas
de vacas y cerdos pero, como no es idéntica a la humana, provocaba
problemas en algunos enfermos. Actualmente, mediante ingeniería
genética se remodela el material genético de una bacteria, añadiéndole un gen sintético que contiene el código de la fabricación
OJOS
NEGROS
de insulina de tipo humano. Así, la bacteria es «inducida» a producir
moléculas de insulina y utilizada, en cierto modo, como una «factoría»
LABIOS
FINOS
PELO
RUBIO
PIEL
BLANCA
PELO
RIZADO
GRUPO
SANGUINEO
0+
de esta hormona, que resulta más segura.
¿Qué es un OGM?
El arroz dorado
La falta de vitamina A en la población infantil tiene graves consecuen-
Es un organismo al que, mediante ingeniería genética,
se le ha introducido en su genoma nuevos genes
provenientes de otros organismos, o se han
modificado los propios, con el fin de otorgarle alguna
característica de interés.
cias. Se estima que cada año alrededor de 500.000 niños en todo el
mundo pierden la vista a causa de esta enfermedad, que se manifiesta
en el Sudeste de Asia y ciertas áreas de África y Latinoamérica. En todas
estas zonas, el arroz es un alimento básico. Según datos facilitados por
UNICEF, alrededor de 124 millones de niños no consumen los niveles
recomendados por la FAO de vitamina A. El aumento de esta vitamina
en la dieta infantil podría prevenir entre uno y dos millones de muertes
al año de niños menores de cuatro años y unas 500.000 muertes
de niños que superan esta edad.
El arroz dorado es un arroz modificado genéticamente para acumular
en su embrión betacaroteno y otros carotenos, que son precursores de
la vitamina A. El Arroz Dorado pretende aportar vitamina A extra a las
poblaciones que no consumen la suficiente cantidad de esta vitamina
imprescindible en su dieta diaria. De este modo, el Arroz Dorado
contribuirá a paliar la avitaminosis en los países
en vías de desarrollo.
Para que el arroz dorado produzca
betacaroteno, se implantan
tres nuevos genes:
Si al OGM se le introduce
ADN de otra especie,
se denomina TRANSGÉNICO.
dos de los narcisos
y el tercero
de una bacteria.
¿Qué son las Células Madre?
Son aquellas células capaces de
dividirse indefinidamente y a
partir de las cuales se originan
los diferentes tipos celulares
del organismo. Estas células,
aún no especializadas, son
capaces de originar cualquier
célula del organismo, formando así células del hígado, piel,
corazón, pulmones, etc.
Existen tres tipos de células madre según el tipo
celular en que pueden derivar: células totipotentes (pueden
generar un organismo completo), células pluripotentes (pueden generar
cualquier tipo de célula del organismo), y células madre multipotentes
(capaces de reparar un tejido determinado, por ejemplo, las células madre
de la médula ósea pueden fabricar cualquier célula de la sangre: glóbulos
rojos, glóbulos blancos o plaquetas).
Actualmente, se están estudiando nuevas vías para logar células madre
pluripotentes inducidas (conocidas como células iPS, por sus siglas en
inglés). Las células iPS son células adultas reprogramadas para comportarse como células madre embrionarias. Se trata de un tipo celular
que tiene las mismas características que las células madre embrionarias
(pluripotencialidad, con capacidad para convertirse en cualquier tejido),
pero cuya obtención es éticamente menos comprometida, al no proceder de embriones, aunque mucho más compleja. Estas células tienen
posibles aplicaciones en investigación y usos terapéuticos evitando
el problema del rechazo en los trasplantes.
¿Qué es la Terapia Celular?
La terapia celular consiste en sustituir células dañadas por células sanas, aprovechando las características de las células madre. Esto permite un
restablecimiento de la función celular logrando una
revitalización de los órganos, tejidos y glándulas
endocrinas correspondientes al tejido implantado.
Sabías que...
La fibrosis pulmonar idiopática es una enfermedad con una supervivencia
media de 3-5 años que actualmente no dispone de ningún tratamiento
eficaz. Actualmente, la empresa Histocell, el Hospital Clínic y el CSIC
están llevando a cabo un proyecto para el desarrollo de una nueva
terapia basada en el trasplante de células extraídas del pulmón para el
tratamiento de esta enfermedad. También se prevé poner en marcha un
programa de investigación con el objetivo
de obtener un medicamento de terapia
celular que permita el tratamiento
a gran escala de los afectados
por fibrosis pulmonar idiopática.
¿Qué es la Clonación?
La clonación consiste en tomar el
material genético de un organismo
para obtener otro idéntico,
denominado clon.
La clonación de animales
es la producción de copias
de un organismo cuyo genoma sea
idéntico al del organismo original.
Sabías que...
La clonación es un fenómeno que existe
en la naturaleza. Se da por ejemplo en:
• El reino vegetal, donde una parte de la planta, por ejemplo un esqueje, puede generar otra nueva y genéticamente idéntica a la planta original.
• En el reino animal, cuando nacen gemelos
monocigóticos (genéticamente idénticos
a diferencia de los mellizos).
• Las bacterias, que se multiplican asexualmente por simple división celular.
La oveja Dolly
La oveja Dolly era parte de un
ambicioso programa de la empresa
PPL Therapeutics que tenía como objeto
obtener a gran escala animales modificados
genéticamente que produjeran en su leche proteínas
humanas de interés terapéutico.
Biotecnología aplicada a la SALUD
La biotecnología aplicada a la salud humana
tiene un gran número de aplicaciones,
entre ellas:
•
Prevención y diagnóstico genético.
• Medicamentos más seguros y eficaces.
• Medicina personalizada o a la carta.
• Regeneración celular de órganos y tejidos.
• Terapia génica.
• Vacunas.
La medicina personalizada
La biología de cada ser humano es distinta, y también es diferente
la reacción de cada persona a un mismo tratamiento farmacológico. La Medicina Personalizada es el uso de la información y
datos de un paciente para analizar la enfermedad, seleccionar
la medicación, proporcionar una terapia o iniciar una medida
preventiva que satisfaga particularmente a ese paciente.
De este modo, se identifican tratamientos a los que el paciente
tiene más posibilidades de responder, evitando los ineficaces
y los efectos secundarios innecesarios.
Sabías que...
La empresa biotecnológica española Vivia Biotech ha desarrollado
un test de medicina personalizada para cánceres hematológicos capaz
de identificar el protocolo de tratamiento más eficaz para cada paciente,
evitando la administración de tratamientos tóxicos no efectivos.
Además de las evidentes ventajas para el paciente, la medicina personalizada podría suponer un ahorro de costes para el sistema de salud,
evitando la administración de costosos e ineficaces tratamientos,
así como reducir las hospitalizaciones derivadas de los mismos.
Biotecnología aplicada al sector AGRÍCOLA,
GANADERO Y FORESTAL
Sabías que...
La biotecnología aplicada a estas áreas
tiene también muchísimas aplicaciones,
entre ellas:
• Mejoras en la calidad de los alimentos.
• Seguridad alimentaria.
• Plantas y animales resistentes
a enfermedades y cambios climáticos.
• Incremento de la productividad.
• Biofertilizantes más ecológicos.
El maíz Bt es un maíz transgénico o
genéticamente modificado que produce
una proteína que lo defiende de una plaga
que arruina las cosechas. Esto es gracias a
que este maíz tiene un gen de una bacteria
(Bacillus thuringiensis) que de forma
natural produce esa proteína. Así, cuando
las larvas de los insectos comúnmente
denominados “barrenadores del tallo”
intentan alimentarse de la hoja o del tallo
del maíz Bt, mueren. Los beneficios que
presenta el maíz Bt se centran en la posibilidad que tiene el agricultor de controlar
las plagas sin emplear insecticidas, lo que
constituye además un beneficio directo
para el medio ambiente. Por su parte, la reducción en el nivel de productos químicos es un
beneficio para la salud humana y animal.
Biotecnología MARINA, ACUICULTURA
Sabías que...
Estas son las principales aplicaciones:
•
Conservación de especies acuáticas.
• Materias primas de origen marino.
• Mejora de la calidad
de especies alimentarias.
• Mejora de la seguridad alimentaria.
• Uso de productos biológicos
de origen marino en sectores
como el farmacéutico, cosmético,
médico o el de los biomateriales.
Unos investigadores
del King’s College
de Londres han
descubierto como
el coral produce
compuestos naturales
de protección solar para
resguardarse de los dañinos
rayos ultravioleta del sol,
por lo que los científicos creen
que estos compuestos podrían
aprovecharse como base para
un nuevo tipo de protector solar
aplicable a los seres humanos.
Biotecnología INDUSTRIAL
Estas son algunas de sus aplicaciones:
Sabías que...
• Desarrollo sostenible y reducción
del impacto del cambio climático.
• Desarrollo de nuevos
productos no derivados
del petróleo o químicos
(bioplásticos, biocombustibles,
productos textiles, productos
de la industria del papel, etc.).
La “biorremediación” es una técnica
basada en la capacidad natural de los
microorganismos de alimentarse de
sustancias contaminantes y convertirlas en compuestos más sencillos y menos tóxicos. Por ejemplo, se han encontrado en la naturaleza bacterias que
se alimentan de petróleo. Este proceso
natural se puede acelerar aportando
nutrientes y oxígeno que facilitan
la multiplicación de las bacterias,
e incentivan su apetito.
El proceso de biorremediación
fue probado con éxito en derrames
accidentales de petróleo, como el
caso del buque Exxon Valdez ocurrido
en Alaska en 1989, y el caso del Prestige acontecido en 2002 frente a las
costas de Galicia, en España.
¿Qué otras aplicaciones
tiene la biotecnología?
Genoma España es una Fundación del sector público
estatal que impulsa el desarrollo tecnológico, la transferencia de conocimiento y la innovación, principalmente
en el sector biotecnológico.
Además, la biotecnología tiene otras muchas aplicaciones, como la criminología (identificación genética),
los estudios paleontológicos, la identificación de
especies, los estudios de parentesco, la conservación
de especies en peligro de extinción...
La biotecnología incide en múltiples sectores: agroalimentario, químico, energía, salud, medio ambiente, etc.
Así mismo, destaca por su contribución a la mejora
de la calidad de la asistencia sanitaria, la competitividad
empresarial y la generación de empleo cualificado.
Por este motivo, desde la Fundación Genoma España
consideramos indispensable hacer comprender a la sociedad
el tremendo impacto de la Biotecnología en nuestra vida
diaria y en la economía de diversos sectores.
Investigadores del Instituto
Max Planck de Leipzig (Alemania)
han logrado analizar parte del genoma
de varios esqueletos de neanderthal.
Gracias a ello sabemos, por ejemplo,
que algunos de estos individuos eran pelirrojos y de piel blanca.
¡¡¡Los científicos extrajeron el ADN de huesos de aproximadamente
40. 000 años de antigüedad!!!
Foto MEH (Burgos)
Sabías que...
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