BIOTECNOLOGÍA

BIOTECNOLOGÍA

CONCEPTO:

• LA" BIOTECNOLOGÍA" NO ES NUEVA 

EL PROCESO DONDE SE UTILIZAN LOS RECURSOS  BIOLÓGICOS DÍGASE ORGANISMOS VIVOS , SUS PARTES O LOS COMPUESTOS QUE PRODUCEN PARA OBTENER  BIENES DE UTILIDAD PARA EL SER HUMANO.

SEGÚN  LA COOPERACIÓN  Y DESARROLLO ECONÓMICO (OCDE) ES LA APLICACIÓN DE  PROCEDIMIENTOS CIENTÍFICOS  Y TECNOLÓGICOS A LA TRANSFORMACIÓN  DE CIERTAS  MATERIAS  POR AGENTES BIOLÓGICOS  PARA PRODUCIR  BIENES Y SERVICIOS.

APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA EN LA ÉPOCA ANTIGUA  Y MODERNA 

ÉPOCA ANTIGUA

PERIODO PRIMITIVO

ELABORACIÓN DE PAN, VINO, CERVEZA 

LOS GRUPOS HUMANOS COMPENSARON A UTILIZAR LA BIOTECNOLOGÍA EN LA PRODUCCIÓN DE ALIMENTOS.

• EL DESCUBRIMIENTO QUE DE  EL JUGO DE FRUTAS FERMENTADO PODÍA CONVERTIRSE  EN VINO.
• LA CERVEZA MEDIO ORIENTE  6000 AÑOS a.C.
• QUESO Y YOGUR  CHINA  4000 a.C.
• PAN EGIPTO 2300 AÑOS a.C.

REPRODUCCIÓN  SELECTIVA DE PLANTAS Y ANIMALES 

EL SER HUMANO A MODIFICADO LA INFORMACIÓN GENÉTICA DE PLANTAS Y ANIMALES  PARA MEJORAR SU CALIDAD Y  MAYOR PRODUCCIÓN.

SE HAN TRANSFERIDO GENES DE INDIVIDUOS DE LA MISMA ESPECIE  O RELACIONADAS  GENÉRICAMENTE POR MEDIO DE LA CRUZADA DE ANIMALES  QUE HAN SIDO  SELECCIONADOS POR SUS CARACTERÍSTICAS SOBRESALIENTES.

  PERIODO DE LA MICROBIOLOGÍA 

LOUIS PASTEUR

• LOUIS PASTEUR (1822-1895) SEGUNDA MITAD DEL SIGLO XIX   IDENTIFICO LOS MICRO ORGANISMOS  CAUSANTES DE LA FERMENTACIÓN.
• APORTO LAS BASES DE LA ASEPSIA, POR  MEDIO DE LA ESTERILIZACIÓN DEL MATERIAL QUIRÚRGICO.
• LA CREACIÓN DEL PROCESO   DE PASTEURIZACIÓN   PARA LA CONSERVACIÓN   DE LA LECHE.
• LA VACUNA  ANTIRRÁBICA  EN 1885 
• LA INVALIDACIÓN  DE LA TEORÍA DE LA GENERACIÓN ESPONTANEA 

ÉPOCA MODERNA 

GREGOR MENDEL 1900 DESCUBRIÓ LAS BASES GENÉTICAS.

EN LA DÉCADA DE 1950 SE DESCUBRIÓ LA  ESTRUCTURA DEL ADN COMO MATERIAL HEREDITARIO.

MAS TARDE EN LOS AÑOS 60 UN NUEVO CAMPO LLAMADO INGENIERÍA GENÉTICA, QUE HA PERMITIDO AISLAR  Y MANIPULAR  EL MATERIAL GENÉTICO PARA INCORPORARLO  A LAS CÉLULAS DE OTROS INDIVIDUOS, INCLUSO DE DISTINTA ESPECIE , Y SE LOGRÓ LA  CREACIÓN  DE LOS ORGANISMOS  TRANSGÉNICOS  

ELABORACIÓN  DE HORMONA Y ANTIBIÓTICOS  Y MAS 

• INSULINA:  ES HORMONA QUE SE REQUIERE PARA EL TRATAMIENTO DE LA DIABETES.EL HÍGADO CONVIERTE EL GLUCÓGENO EN GLUCOSA Y LO LIBERA EN EL TORRENTE SANGUÍNEO CUANDO SE ESTÁ EN ESTRÉS O CUANDO SE TIENE MUCHA HAMBRE. CUANDO LA INSULINA ESTÁ PRESENTE, LOS MÚSCULOS PUEDEN UTILIZAR EL GLUCÓGENO COMO ENERGÍA SIN TENER QUE LIBERARLO AL TORRENTE SANGUÍNEO.

• ANTIBIÓTICO: EL PRIMER ANTIBIÓTICO FUE LA PENICILINA  FUE DESCUBIERTA POR ALEXANDER FLEMING EN 1928

• VACUNAS:  PERMITE INTRODUCIR GENES QUE DETERMINAN LA PRODUCCIÓN DE CIERTOS ANTÍGENOS EN BACTERIAS INOCUAS, LAS CUALES CONSTITUYEN, EN SÍ MISMAS, LAS VACUNAS, QUE PERMITEN QUE EL INDIVIDUO VACUNADO PUEDA GENERAR LOS ANTICUERPOS PROTECTORES NECESARIOS PARA ATAJAR UNA POSIBLE INFECCIÓN. 

ORGANISMOS  TRANSGÉNICOS 

• LA TRANSFERENCIA DE  GENES YA SEA DE LA MISMA  ESPECIE  O DE UNA DIFERENTE, QUE  VAN A DETERMINAR  EN ELLOS  NUEVA  CARACTERÍSTICA, GENERALMENTE  PARA MEJORARLOS.
• PLANTAS: AUMENTO DE PRODUCCIÓN  Y SE REDUCE EL COSTO DE INDONESIO. LAS CARACTERÍSTICAS   QUE SE INCORPORAN  EN LAS  NUEVAS VARIEDADES  SON LAS NECESARIAS  Y LA  RESISTENCIA.
• ANIMALES: EN LAS PRIMERAS ETAPAS DEL  EMBRIONARIO  SE LES INSERTA  EL GEN Y LOGRAN QUE DESARROLLEN  LAS CARACTERÍSTICAS  DESEABLES.

BIORREMEDIACIÓN  

EL USO DE  ORGANISMOS  VIVOS EN ESPECIAL BACTERIAS Y HONGOS, PARA REDUCIR  LA CONTAMINACIÓN AMBIENTAL  ES LO QUE SE LLAMA BIORREMEDIACIÓN. LOS  MICROORGANISMOS  DE LA DEGRADACIÓN DE LOS DESECHOS  ORGANISMOS  UTILIZADOS  A PARTIR  DEL SIGLO XIX  PARA LA REDUCCIÓN DE LA CONTAMINACIÓN DE LOS SISTEMAS ACUÁTICOS Y TERRESTRES.

CIENCIA FORENSE

LA HUELLAS GENÉTICA  EXCLUYE A LOS INOCENTES  A IDENTIFICA A LOS DELINCUENTES . LA HUELLAS  GENÉTICAS DE LOS  INDIVIDUOS  AL ANALIZAR EL ADN DE LAS PEQUEÑAS  MUESTRA DE SANGRE , SEMEN, PELO , PIEL, O  SALIVA.

DIAGNOSTICO Y TRATAMIENTO  DE TRASTORNOS  HEREDITARIOS 

A PARTIR DE 1970 FUE POSIBLE  AISLAR MUCHOS  GENES HUMANOS HOSPEDADOS E   INSERTARLOS  EN CÉLULAS HOSPEDADAS  PARA OBTENER PROTEÍNAS DE INTERÉS TERAPÉUTICO EN ORGANISMOS  TRANSGÉNICOS, LAS CUALES SE EMPLEAN  PARA EL TRATAMIENTO DE DIVERSAS  ENFERMEDADES  HEREDITARIAS.  

EL GENOMA HUMANO, LOGRADO POR EL PROYECTO  GENOMA HUMANO  QUE CONSTA DE  ALREDEDOR DE 3200 MILLONES DE  DE NUCLEOTIDOS  QUE  FORMAN  U POCO MAS  DE 30 000 GENES  Y DE LA UBICACIÓN  DE MAS  DE MIL GENES RELACIONADOS CON  ENFERMEDADES GENÉTICAS.

EL LIMORFISMOS DE UN SOLO NUCLEÓTIDO (SNIPS) LAS COMBINACIONES DE  LOS SNISP EN EL GENOMA DE CADA  PERSONA  LE CONFIEREN SU INDIVIDUALIDAD (CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y FISIOLÓGICAS).

   

TERAPIA GÉNICA 

LAS ENFERMEDADES  CAUSADAS  POR GENES  DEFECTUOSOS, COMO LA HEMOFILIA, LA FIBROSIS QUÍMICA Y OTRAS. SE REALIZAN IMPORTANTES  INVESTIGACIONES  PARA IDENTIFICAR  LOS  GENES DEFECTUOSOS  Y REMPLAZARLOS  POR NORMALES Y ASÍ  CURAR O  PREVENIR LA ENFERMEDAD.

FUNDAMENTOS DE LA TÉCNICA DEL ADN RECOMBINANTE Y SU UTILIZACIÓN  EN LA INGENIERÍA  GENÉTICA 

LA TECNOLOGÍA DEL ADN RECOMBINANTE  

LA INGENIERÍA GENÉTICA ES UNA TÉCNICA QUE CONSISTE EN LA INTRODUCCIÓN DE GENES EN EL GENOMA DE UN INDIVIDUO QUE CARECE DE ELLOS.
SE REALIZA A TRAVÉS DE LAS ENZIMAS DE RESTRICCIÓN QUE SON CAPACES DE "CORTAR" EL ADN EN PUNTOS CONCRETOS. SE DENOMINA ADN RECOMBINANTE AL QUE SE HA FORMADO AL INTERCALAR UN SEGMENTO DE ADN EXTRAÑO UN UN ADN RECEPTOR. POR EJEMPLO, LA INTEGRACIÓN DE UN ADN VÍRICO EN UN ADN CELULAR.

LA INGENIERÍA GENÉTICA INCLUYE UN CONJUNTO DE TÉCNICAS BIOTECNOLÓGICAS, ENTRE LAS QUE DESTACAN:

• LA TECNOLOGÍA DEL ADN RECOMBINANTE: CON LA QUE ES POSIBLE AISLAR Y MANIPULAR UN FRAGMENTO DE ADN DE UN ORGANISMO PARA INTRODUCIRLO EN OTRO.
• LA SECUENCIACIÓN DEL ADN: TÉCNICA QUE PERMITE SABER EL ORDEN O SECUENCIA DE LOS NUCLEÓTIDOS QUE FORMAN PARTE DE UN GEN.
• LA REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA (PCR): CON LA QUE SE CONSIGUE AUMENTAR EL NÚMERO DE COPIAS DE UN FRAGMENTO DETERMINADO DE ADN, POR LO TANTO, CON UNA MÍNIMA CANTIDAD DE MUESTRA DE ADN, SE PUEDE CONSEGUIR TODA LA QUE SE NECESITE PARA UN DETERMINADO ESTUDIO.
• LAS APLICACIONES DE LA INGENIERÍA GENÉTICA: SON NUMEROSAS LAS APLICACIONES PRÁCTICAS Y COMERCIALES DE LA INGENIERÍA GENÉTICA.
  

ENZIMAS DE RESTRICCIÓN Y VECTOR

LAS ENZIMAS DE RESTRICCIÓN :

SON PROTEÍNAS CUYA FUNCIÓN ES CORTAR LAS HEBRAS DE ADN. SE PODRÍA DECIR QUE SON “TIJERAS MOLECULARES” QUE CORTAN ADN. LO HACEN EN FORMA ESPECÍFICA. ESTO SIGNIFICA QUE CADA ENZIMA RECONOCE UN SITIO PARTICULAR DEL ADN,

 LOS VECTORES DE CLONACIÓN SON MOLÉCULAS  TRANSPORTADORAS QUE TRANSFIEREN Y REPLICAN FRAGMENTOS DE ADN  QUE LLEVAN INSERTADOS MEDIANTE TÉCNICAS DE ADN RECOMBINANTE. PARA QUE SIRVA DE VECTOR, UNA MOLÉCULA DEBE SER CAPAZ DE REPLICARSE JUNTO CON EL FRAGMENTO DE ADN QUE TRANSPORTA. TAMBIÉN TIENE QUE TENER SECUENCIAS DE RECONOCIMIENTO QUE PERMITAN LA INSERCIÓN DEL FRAGMENTO DE ADN CLONAR.

PARA INSERTAR UN FRAGMENTO DE ADN AL VECTOR, SE UTILIZA UNA ENZIMA DE RESTRICCIÓN, Y SE MEZCLA CON FRAGMENTOS DE ADN PRODUCIDOS CON LA MISMA ENZIMA.

LOS VECTORES QUE TRANSPORTAN UN FRAGMENTO INSERTADO SE DENOMINAN VECTORES RECOMBINANTES.

REACCIÓN EN CADENA DE  LA POLIMERASA O    PCR  (POLYMERASE  CHAIN REACION)

KARY B. MULLI  EN 1985 APORTO UNA NUEVA TÉCNICA QUE PERMITIÓ OBTENER UNAS CUANTAS COPIAS DEL FRAGMENTO DE ADN QUE SE DESEABA ESTUDIAR .ESTA TÉCNICA, LLAMADA  REACCIÓN  EN CADENA  DE  LA POLIMERASA POR  SU  SENCILLEZ   Y CONFIABILIDAD  HA FACILITADO  LA INVESTIGACIÓN  EN LOS DIFERENTES CAMPOS  COMO BIOLOGÍA, MEDICINA,  Y ARQUEOLOGÍA.
A DIFERENCIA DE  DE LA CLONACIÓN, LA TÉCNICA DE PCR NO REQUIERE EL ADN  RECOMBINANTE  NI LA MANIPULACIÓN  IN VIVO   DEL SEGMENTO DE  ADN QUE DESEA ANALIZAR, EN CAMBIO FACILITA EL AISLAMIENTO DE  Y EL MANEJO  DE SECUENCIAS ESPECIFICAS DE NUCLEÓTIDOS  DEL SEGMENTO DE ADN  IN VITRO.

SE DESTRUYE PRIMERO LA CÉLULA BACTERIANA O DE TEJIDO  CON DETERGENTES ESPECIALES ; DESPUÉS  LA MUESTRA   SE PROCESA  PARA SEPARAR  EL MATERIAL GENÉTICO DE LOS  RESIDUOS  CELULARES MEDIANTE PROCEDIMIENTOS  QUIMICOS  O POR  ULTRACENTRIFUGACIÓN.
PARA  AMPLIFICAR  UN SEGMENTO DE ADN  SE REQUIERE FUNDAMENTALMENTE :

• CEBADORES:  UN PARTIDOR, CEBADOR, INICIADOR O PRIMER, ES UNA CADENA DE ÁCIDO NUCLEICO  O DE UNA MOLÉCULA RELACIONADA QUE SIRVE COMO PUNTO DE PARTIDA PARA LA REPLICACIÓN DEL ADN.
• DESOXINUCLEÓTIDOS  TRIFOSFATOS:  SON LOS NUCLEÓTIDOS  PERCUSORES  QUE SE APAREAN  EN FORMA  COMPLEMENTARIA  CON LOS  NUUCLEÓTIDOS  DE LAS CADENAS MOLDES PREEXISTENTES.
• ENZIMA ADN POLIMEROSA:  ACOPLA LOS  NUCLEÓTIDOS  DE 1 EN 1  EN SITIOS CORRESPONDIENTES.
• ELONGACIÓN:  LA SINTESIS  DE LAS NUEVAS CADENAS  A PARTIR  DE LAS ORIGINALES  DESDE  LOS CEBADORES.  DE MANERA QUE CADA  CADENA  SERVIRÁ COMO PLANTILLA  PARA OTRA COPIAS  EN SUCESIVO  CICLOS DE PCR.
•  INTERPRETACIÓN DE  DEL MATERIAL OBTENIDO:  EL PRODUCTO  DE LA AMPLIFICACIÓN ES SOMETIDO A ELECTROFORESIS EN GEL DE AGAROSA, QUE LUEGO  ES TEÑIDO  CON UNA  SOLUCIÓN DE BROMURO  DE ETIDIO (BrEt)  Y FINALMENTE  OBSERVADO  BAJA LUZ ULTRAVIOLETA. 

        BENEFICIOS  DE LA  BIOTECNOLOGÍA  EN   DIFERENTES CAMPOS.

MEDICINA:    

 EL USO DE LA BIOTECNOLOGÍA A LA MEDICINA, PERMITE IDENTIFICAR LOS GENES QUE INTERVIENEN EN LAS ENFERMEDADES.LA BIOTECNOLOGÍA PERMITE EL DESARROLLO DE NUEVAS TÉCNICAS PARA EL DIAGNOSTICO COMO LO SON: LOS ANTICUERPOS MONOCLONALES, LA HIBRIDACIÓN O LA SECUENCIA DEL DNA O RNA.

LA BIOTECNOLOGÍA PERMITE EL DESARROLLO DE NUEVAS TÉCNICAS PARA EL DIAGNOSTICO COMO LO SON: LOS ANTICUERPOS MONOCLONALES, LA HIBRIDACIÓN O LA SECUENCIA DEL DNA O RNA.

LAS VACUNAS  PERMITEN  INTRODUCIR GENES QUE DETERMINAN LA PRODUCCIÓN DE CIERTOS ANTÍGENOS EN BACTERIAS INOCUAS, LAS CUALES CONSTITUYEN, EN SÍ MISMAS, LAS VACUNAS, QUE PERMITEN QUE EL INDIVIDUO VACUNADO PUEDA GENERAR LOS ANTICUERPOS PROTECTORES NECESARIOS PARA ATAJAR UNA POSIBLE INFECCIÓN. 

INDUSTRIA: 

“LA BIOTECNOLOGÍA ES LA APLICACIÓN DE LA CIENCIA Y LA INGENIERÍA AL USO DIRECTO O INDIRECTO DE ORGANISMOS

VIVOS, PARTES DE ORGANISMOS O PRODUCTOS DE ORGANISMOS VIVOS, EN SU FORMA NATURAL

O MODIFICADA”

 AGRICULTURA:

LA RESISTENCIA A HERBICIDAS SE BASA EN LA TRANSFERENCIA DE GENES DE RESISTENCIA A PARTIR DE BACTERIAS Y ALGUNAS ESPECIES VEGETALES, COMO LA PETUNIA. ASÍ SE HA CONSEGUIDO QUE PLANTAS COMO LA SOJA SEAN RESISTENTES AL GLIFOSATO, A GLUFOSINATO EN LA COLZA Y BROMOXINIL EN ALGODÓN.

ASÍ CON LAS VARIEDADES DE SOJA, MAÍZ, ALGODÓN O CANOLA QUE LAS INCORPORAN, EL CONTROL DE MALAS HIERBAS SE SIMPLIFICA PARA EL AGRICULTOR Y MEJORAN LA COMPATIBILIDAD MEDIOAMBIENTAL DE SU ACTIVIDAD, SUSTITUYENDO MATERIAS ACTIVAS RESIDUALES. OTRO ASPECTO MUY IMPORTANTE DE ESTAS VARIEDADES ES QUE SUPONEN UN INCENTIVO PARA QUE LOS AGRICULTORES ADOPTEN TÉCNICAS DE AGRICULTURA DE CONSERVACIÓN, DONDE SE SUSTITUYEN PARCIAL O TOTALMENTE LAS LABORES DE PREPARACIÓN DEL SUELO.

GANADERÍA:

LA PRODUCCIÓN GANADERA REPRESENTA YA MÁS DE UN TERCIO DEL PRODUCTO INTERNO BRUTO (PIB) AGRÍCOLA EN LOS PAÍSES EN DESARROLLO
LAS TECNOLOGÍAS CONVENCIONALES Y LAS BIOTECNOLOGÍAS GANADERAS HAN CONTRIBUIDO ENORMEMENTE AL AUMENTO DE LA PRODUCTIVIDAD, PARTICULARMENTE EN LOS PAÍSES DESARROLLADOS, Y PUEDEN AYUDAR A MITIGAR LA POBREZA Y ALIVIAR EL HAMBRE, REDUCIR LAS AMENAZAS QUE PRESENTAN LAS ENFERMEDADES Y CONSEGUIR LA SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL EN LOS PAÍSES EN DESARROLLO. 

LA POTENCIALIDAD DE LA BIOTECNOLOGÍA ESTRIBA EN PRODUCIR CANTIDADES ILIMITADAS DE SUBSTANCIAS DE LAS QUE NUNCA SE HABÍA DISPUESTO CON ANTERIORIDAD

-PRODUCTOS QUE SE OBTENÍAN EN PEQUEÑAS CANTIDADES

-ABARATAMIENTO DE LOS COSTES DE PRODUCCIÓN

-MAYOR SEGURIDAD EN LOS PRODUCTOS OBTENIDOS

-NUEVAS MATERIAS PRIMAS, MÁS ABUNDANTES Y MENOS CARAS.