Biotecnologia

Archiu:CAPS 0 Phe yeast 1ehz.png

Estructura de rajos X del ARN de transferència de la rent.

Archiu:Clasificacion biotecnologia.jpg

Classificació de la biotecnología.

La biotecnología (del grec βίος bíos, ‘vida’, τέχνη téchne, ‘destrea’ i -λογία -loguía, ‘tractat, estudi, ciència’) és una àmplia branca interdisciplinària de les ciències biològiques que consistix en tota aplicació tecnològica que utilise sistemes biològics i organismes vius o els seus derivats per a la creació o modificació de productes o processos per a usos específics. Dits organismes poden o no estar modificats genèticament, per lo que no cal confondre Biotecnologia en Ingenieria Genètica. l'Organisació per a la Cooperació i el Desenroll Econòmic (OCDE) definix la biotecnologia com la «aplicació de principis de les matemàtiques i l'ingenieria per a tractaments de materials orgànics i inorgànics per sistemes biològics per a produir bens i servicis». Les seues bases són la biologia, ingenieria, física, química, i biomedicina; i el camp d'esta ciència té gran repercussió en la farmacologia, la medicina, la bromatología, el tractament de residus sòlits, líquits i gaseosos, l'indústria, la ganaderia i l'agricultura.

Aixina també, la Biotechnology Innovation Organization indica que la biotecnologia és tecnologia basada en la biologia, que utilisa processos celulars i biomoleculars per a crear productes i tecnologies que milloren tant la nostra calitat de vida com la salut del planeta. Lo cert és que, durant més de 6.000 anys, hem produït una varietat d'aliments útils com pa, formage i entre uns atres, per mig de tals processos biològics de microorganismes, ademés d'atres bens o productes útils.

Provablement el terme va ser falcat pel ingenier hongarés Károly Ereki, en 1919, quan ho va introduir en el seu llibre Biotecnologia en la producció cárnica i làctea d'una gran explotació agropecuaria.

Segons el Conveni sobre Diversitat Biològica de 1992, la biotecnologia podria definir-se com «tota aplicació tecnològica que utilise sistemes biològics i organismes vius o els seus derivats per a la creació o modificació de productes o processos per a usos específics».

El Protocol de Cartagena sobre Seguritat de la Biotecnologia del Conveni sobre la Diversitat Biològica definix la biotecnologia moderna com l'aplicació de:

• Tècniques in vitro d'àcit nucleico, inclosos l'àcit desoxirribonucleico (ADN) recombinante i l'injecció directa d'àcit nucleico en cèlulas o orgànuls.
• La fusió de cèlules més allà de la família taxonómica, que supere les barreres fisiològiques naturals de la reproducció o de la recombinació i que no siguen tècniques utilisades en la reproducció i selecció tradicionals.
• L'experiència recent ha demostrat que es poden obtindre en una baixa provabilitat resultats aleatoris no reproduibles en el procés de modificació gènica, per lo que la comunitat científica s'està postulant per la classificació específica d'este tipo de productes i la creació d'un protocol que garantise la seguritat de tots els suposts resultats inesperats provables.

Aplicacions

La biotecnologia té aplicacions en importants àrees industrials, en el desenroll de processos alternatius que protegixquen al mig ambient; com l'atenció de la salut, en el desenroll de nous enfocaments per al tractament de malalties; l'agricultura, en el desenroll de cultius i aliments millorats; usos no alimentaris dels cultius, per eixemple plàstics biodegradables, olis vegetals i biocombustibles, i conte migambiental a través de la biorremediación, com el reciclage, el tractament de residus i la neteja de llocs contaminats per activitats industrials. A este us específic de plantes en la biotecnologia se li crida biotecnologia vegetal. Ademés, s'aplica en la genètica per a modificar certs organismes.

Les aplicacions de la biotecnologia són numeroses, i solen classificar-se en:

Biotecnologia roja

S'aplica a l'utilisació d'biotecnologia en processos meges. Alguns eixemples són l'obtenció d'organismes per a produir antibiòtics, el desenroll de vacunas més segures i nous fàrmacs, els diagnòstic moleculars, les teràpies regeneratives i el desenroll de l'ingenieria genètica per a curar malalties a través de la manipulació génetica. Dins d'esta, es troba:

Diagnòstic de malalties

La biotecnologia ha aportat noves ferramentes diagnòstiques, especialment útils per als microorganismes que són difícils de cultivar, ya que permeten la seua identificació sense necessitat d'aïllar-los. Fins a fa molt poc temps, tots els métodos es basaven en el cultiu microbiològic, la tinción histológica o les proves químiques i determinacions en sèrum, alguns métodos en general llarcs i tediosos que requerixen molta mà d'obra i són molt difícils de manejar. El desenroll dels inmunodiagnósticos en els anticossos monoclonales i de les tècniques que analisen el material genètic com la hibridació i seqüenciació de el ADN o ARN, en l'ajuda tècnica de la PCR, han segut un guany biotecnológico important i decisiu per a introduir el concepte del diagnòstic ràpit, sensible i precís. Ademés, es té en conte que esta metodologia permet la seua robotización i automatisació en el futur del diagnòstic molecular i genètic.

Aportes en la malaltia del càncer

La biotecnologia ha proporcionat ferramentes per al desenroll d'una nova disciplina, la patologia molecular, que permet establir un diagnòstic del càncer basat no en la morfologia del tumor, com fa l'anatomia patològica clàssica (microscopía combinada en histoquímica), sino en les seues característiques patogénicas degudes a les alteracions genètiques i bioquímiques. La patologia molecular ha incorporat tècniques d'inmunohistoquímica i anàlisis genètic a l'estudi de les proteïnes o dels àcit nucleicos extrets dels tumorés. Estes tècniques han permés la detecció precoç de les cèlules malignes i també la seua classificació. Un tumor que s'ha detectat en les seues fases inicials i que està ben classificat pot eliminar-se en facilitat ans que es produïxca la seua disseminació a atres llocs de l'organisme, de manera que la seua detecció i classificació precoç pot salvar més vides que el desenroll de noves teràpies.

Biotecnologia blanca

També coneguda com a biotecnologia industrial, és aquella aplicada a processos indústriaels. Un eixemple és l'obtenció de microorganismes per a generar un producte químic o l'us d'enzimas com catalisadors o inhibidors enzimàtics industrials, ya siga per a obtindre productes químics valiosos o per a destruir contaminants químics perillosos (per eixemple, utilisant oxidorreductasas). També s'aplica als usos de la biotecnologia en l'indústria textil, en la creació de nous materials, com plàstics biodegradables, i en la producció de biocombustibles. El seu principal objectiu és la creació de productes fàcilment degradables, que consumen menys energia i que generen menys rebujos durant la seua producció. La biotecnologia blanca tendix a consumir menys recursos que els processos tradicionals utilisats per a produir bens industrials.

Biotecnologia vegetal o biotecnologia verda

És la biotecnologia aplicada a processos agrícoles buscant brindar seguritat alimentària. Els principals objectius d'esta branca de la biotecnologia són: desenrollar cultius més resistents a condicions climàtiques adverses, reduir el temps de cultiu i aumentar l'aporte nutricional dels cultius. Un eixemple d'això és l'obtenció de plantes transgèniques capaces de créixer en condicions ambientals desfavorables o plantes resistents a plagues i malalties. S'espera que la biotecnologia verda produïxca solucions més amigables en el mig ambient que els métodos tradicionals de l'agricultura industrial. Un eixemple d'açò és l'ingenieria genètica en plantes per a expressar plaguicidas, en lo que s'elimina la necessitat de l'aplicació externa dels mateixos, com és el cas del dacsa Bt. La biotecnologia s'ha convertit en una ferramenta en diverses estratègies ecològiques per a mantindre o aumentar substancialment recursos naturals com els boscs. En este sentit, els estudis realisats en fongos de caràcter micorrízico permeten implementar en el camp plántulas d'espècies forestals en micorriza, les quals presentaran una major resistència i adaptabilitat que aquelles plántulas que no ho estan.

Biotecnologia alimentària o groga

És la biotecnologia aplicada als productes per a consum humà, per mig de diverses tècniques com el disseny del procés de la seua elaboració, millora dels processos d'elaboració i conservació d'aliments, millora dels seus composts en cultius i aditius. És considerada la primera branca de la biotecnologia en comprendre els processos de fermentació que produïxen aliments com el pa, el vi, la cervesa i el formage. Sol ser confosa en la biotecnologia verda en treballar de prop en els cultius; la seua principal diferència consta que la biotecnologia groga analisa els processos fermentativos i analisa l'adició de productes obtinguts per microorganismes per a brindar-li millor calitat als aliments.

Biotecnologia blava

També cridada biotecnologia marina, és un terme utilisat per a descriure les aplicacions de la biotecnologia en ambients marins i aquàtics. Encara es troba en una fase primerenca de desenroll. El seu principal objectiu se centra en la preservació d'espècies i ecosistemes marins, les seues aplicacions són prometedores per a atres àrees com l'acuicultura, contes sanitaris, cosmètica i productes alimentaris.

Biotecnologia grisa

També cridada biotecnologia del mig ambient, és aquella aplicada al manteniment de la biodiversitat, preservació de les espècies i l'eliminació de contaminants i metals pesats de la naturalea. Està molt lligada a la biorremediación, utilisant plantes i microorganismes per a reduir contaminants . La biotecnologia grisa aplica diverses de les tècniques de la biorremediación per a detoxificar el mig ambient, com lo són la fitorremediación, la bioventilación, la biolixiviación, la rizofiltración, la bioaumentación i l'aplicació de biorreactores. És important considerar que l'aplicació d'estos métodos biotecnológicos comporten un risc a la bioseguridad en expondre o requerir organismes en modificacions genètiques pels mecanismes de transferència horisontal de gens que pot posar en risc la diversitat genètica.

Biorremediación i biodegradación

Artícul principal → Biorremediación.

La biorremediación és el procés pel qual s'utilisen microorganismes per a la neteja d'un lloc contaminat. Els processos biològics eixerciten un paper important en l'eliminació de contaminants i la biotecnologia aprofita la versatilitat catabólica dels microorganismes per a degradar i convertir dits composts. En l'àmbit de la microbiologia ambiental, els estudis basats en el genoma òbrin nous camps d'investigació in silico ampliant el panorama de les rets metabòliques i la seua regulació, aixina com pistes sobre les vies moleculars dels processos de degradació i les estratègies d'adaptació a les canviants condicions ambientals. Els enfocaments de genómica funcional i metagenómica aumenten la comprensió de les distintes vies de regulació i de les rets de fluix del carbono en ambients no habituals i per a composts particulars, que sense dubte acceleraran el desenroll de tecnologies de biorremediación i els processos de biotransformación.

Els entorns marítims són especialment vulnerables, ya que els derrames de petròleu en les regions costeres i en mar oberta són difícils de contindre i els seus danys difícils de mitigar. Ademés de la contaminació a través de les activitats humanes, millons de tonellades de petròleu entren en el mig ambient marí a través de filtracions naturals. A pesar de la seua toxicitat, una considerable fracció del petròleu que entra en els sistemes marins s'elimina per l'activitat de degradació d'hidrocarburs portada a terme per comunitats microbianas, en particular, per les cridades bactèries hidrocarbonoclásticas (HCB). Ademés, varis microorganismes, com Pseudomonas, Flavobacterium, Arthrobacter i Azotobacter, poden utilisar-se per a degradar petròleu. El derrame del barco petroler Exxon Valdez, en Alaska en 1989, va anar el primer cas en el que es va utilisar biorremediación a gran escala de manera exitosa: es va estimular la població bacteriana, suplementándole nitrogen i fòsfor, que eren els limitantes del mig.

S'ha propost l'us de processos biològics per a la destoxificación de residus i remediación de llocs afectats, degut a que han demostrat ser més pràctics i econòmicament factibles per al maneig i tractament de diferents tipos de residus de les activitats d'exploració i producció de petròleu. Els métodos de tractament biològic depenen de la capacitat dels microorganismes per a degradar residus aceitosos a productes inocuo (diòxit de carbono, aigua i biomassa) a través de reaccions bioquímiques. No obstant, existixen algunes limitantes que dificulten la seua aplicabilidad com, per eixemple, la disponibilitat de nutrients, l'alt contingut d'argila, aireación i la disponibilitat del contaminant, sense mencionar l'edat de la contaminació. Estudis realisats recentment en l'Institut Mexicà del Petròleu varen demostrar el potencial d'aplicació de les tecnologies de biorremediación en llocs contaminats en fancs i retallades de perforació per mig de l'aplicació de la tecnologia de composteo en biopilas.

L'us de noves tecnologies per a les aplicacions diàries com el bioplástico, en menor temps de degradació, contribuïx al mejoramiento de l'ambient, disminuint l'utilisació de el PET, un dels principals contaminants.

Biotecnologia taronja

És la biotecnologia educativa i s'aplica a la difusió de la biotecnologia i la formació en esta àrea. Proporciona informació i formació interdisciplinària sobre temes d'biotecnologia (per eixemple, el desenroll d'estratègies educatives per a presentar temes biotecnológicos tals com el disseny d'organismes per a produir antibiòtics) para tota la societat, incloses les persones en necessitats especials, com les persones en problemes auditius o visuals. Es pretén fomentar, identificar i atraure a persones en vocació científica i altes capacitats o superdotación per a la biotecnología.

Biotecnologia dorada

És la biotecnologia que ampra recursos tecnològics per al seu desenroll; es dividix en la bioinformática que s'encarrega d'utilisar les ferramentes informàtiques per a processar grans volums d'informació, i la nanobiotecnología que s'encarrega de l'estudi i ocupació de materials i organisme en l'escala nanométrica. Alguns dels seus principals usos és la seqüenciació del genoma dels organismes, modelación de processos biològics, generació de bases de senyes de ADN, ARN i proteïnes.

Biotecnologia violeta o púrpura

És la biotecnologia encarregada dels aspectes llegals, de propietat intelectual, paleses i bioéticos que comporta la branca. S'encarrega del disseny dels protocols de seguritat, buscant previndre el mal us de les ferramentes biotecnológicas, com el bioterrorismo.

Bioingeniería

Artícul principal → Bioingeniería.

L'ingenieria biològica o bioingeniería és una branca de l'ingenieria que se centra en la biotecnologia i en les ciències biològiques. Inclou diferents disciplines, com l'ingenieria bioquímica, l'ingenieria biomèdica, l'ingenieria de processos biològics, l'ingenieria de biosistemas, l'ingenieria bioinformática, l'ingenieria de biorreactores, etcétera. Es tracta d'un enfocament integrat dels fonaments de les ciències biològiques i els principis tradicionals de les ingenieries clàssiques com la química o l'informàtica.^{cita requerida}

Els bioingenieros en freqüència treballen duent processos biològics de laboratori a escales de producció industrial. Per una atra part, a sovint atenen problemes de gestió, econòmics i jurídics. Degut a que les paleses i els sistemes de regulació (per eixemple, la FDA en els Estats Units) són qüestions de vital importància per a les empreses d'biotecnología, els bioingenieros a sovint deuen conéixer estos temes.^{cita requerida}

Existix un creixent número d'empreses d'biotecnología, i moltes universitats de tot lo món proporcionen programes en bioingeniería i biotecnologia de forma independent. Entre elles, destaquen les de l'especialitat en ingenieria bioinformática.

Est és un camp interdisciplinari que s'ocupa dels problemes biològics usant tècniques computacionals pròpies de l'ingenieria informàtica. Eixa interdisciplinariedad fa que siga possible la ràpida organisació i anàlisis de les senyes biològiques. Este camp també pot denominar-se biologia computacional, i pot definir-se com "la conceptualización de la biologia en terme de molècules i, a continuació, l'aplicació de tècniques informàtiques per a comprendre i organisar l'informació associada a estes molècules, a gran escala". La bioinformática eixercita un paper clau en diverses àrees, tals com la genómica funcional, la genómica estructural i la proteómica, i forma un component clau en el sector de la biotecnologia i la farmacèutica.

Ventages, riscs i desventages

Ventages

Entre les principals ventages de la biotecnologia es tenen:

• Rendiment superior. Per mig d'organismes genèticament modificats (OGM), el rendiment dels cultius aumenta, donant més aliment per menys recursos, disminuint les collites perdudes per malaltia o plagas aixina com per factors ambientals.

• Reducció de plaguicidas. Cada volta que un OGM és modificat per a resistir una determinada plaga s'està contribuint a reduir l'us dels plaguicidas associats a la mateixa que solen ser causants de grans danys ambientals i a la salut.

• Millora en la nutrició. Es pot aplegar a introduir vitaminas i proteïnes adicionals en aliments aixina com reduir els alérgenos i toxines naturals. També es pot intentar cultivar en condicions extremes lo que auxiliaria als països que tenen menys disposició d'aliments.

• Millora en el desenroll de nous materials.

L'aplicació de la biotecnologia presenta riscs que poden classificar-se en dos categories diferents: els efectes en la salut dels humans i dels animals i les conseqüències ambientals. Ademés, existixen riscs d'un us èticament qüestionable de la biotecnologia moderna. (vore: Conseqüències imprevista).

Riscs migambientals

Entre els riscs per al mig ambient cal senyalar la possibilitat de polinisació creuada, per mig de la qual el polen dels cultius genèticament modificats (GM) es difon a cultius no GM en camps propencs, per lo que poden dispersar-se certes característiques com a resistència als herbicidas de plantes GM a aquelles que no són GM. Açò que podria donar lloc, per eixemple, al desenroll de maleza més agressiva o de parents selvats en major resistència a les malalties o als estresses abióticos, trastornant l'equilibri del ecosistema.

Atres riscs ecològics sorgixen del gran us de cultius modificats genèticament en gens que produïxen toxinas insecticidas, com el gen del Bacillus thuringiensis. Açò pot fer que es desenrolle una resistència al gen en poblacions d'insectes expostes a cultius GM. També pot haver risc per a espècies que no són l'objectiu, com aus i palometas, per plantes en gens insecticida.

També es pot perdre biodiversitat, per eixemple, com a conseqüència del desplaçament de cultius tradicionals per un menut número de cultius modificats genèticament.

En general els processos d'alvanç de la frontera agrícola en àrees tropicals i subtropicales solen generar impactes ambientals negatius, entre uns atres: processos d'erosió dels sols major que en àrees templades i pèrdua de la biodiversitat.

Riscs per a la salut

Existixen riscs de transferir toxines d'una forma de vida a una atra, de crear noves toxines o de transferir composts alergénicos d'una espècie a una atra, lo que podria donar lloc a reaccions alèrgiques imprevista.

Existix el risc de que bactèries i virus modificats escapen dels laboratoris d'alta seguritat i infecten a la població humana o animal.

Els agents biològics es classifiquen, en funció del risc d'infecció, en tres grups:

• Agent biològic del grup 1: aquell que resulta poc provable que cause una malaltia en l'home.
• Agent biològic del grup 2: aquell que pot causar una malaltia en l'home i pot supondre un perill per als treballadors, sent poc provable que es propague a la colectivitat i existint generalment profilaxis o tractament eficaç.
• Agent biològic del grup 3: aquell en moltes provabilitats de que es propague a la colectivitat i sense que existixca generalment una profilaxis o un tractament eficaç.

Desventages

Els processos de modernisació agrícola, ademés de l'aument de la producció i els rendiments, tenen atres conseqüències.

• Una d'elles és la disminució de la mà d'obra amprada per efectes de la mecanisació; açò genera desocupació i èxodo rural en moltes àrees.
• Per un atre costat, per a aprofitar les noves tecnologies es requerixen diners i accés a la terra i a l'aigua. Els agricultors que no poden accedir a eixos recursos queden fòra de la modernisació i en pijors condicions per a competir en les produccions modernes.

Llegislació i regulació

Mèxic

La regulació nacional relacionada en la bioseguridad s'havia centrat en aspectes de prevenció i control de possibles riscs de l'us i aplicació de OGMs per a la salut humana, la sanitat vegetal i animal i el mig ambient, aspectes en l'àmbit de competència de les Secretaries de Salut (SS), Secretaria d'Agricultura, Ganaderia, Desenroll Rural, Peixca i Alimentació (SAGARPA) en base en la Llei General de Salut; Llei Federal de Sanitat Vegetal; Llei sobre Producció, Certificació i Comerç de Llavors i en la NOM-FITO-056. Pel que fa a l'ambient, la Secretaria del Mig ambient i Recursos Naturals (SEMARNAT), es rig per la Llei General de l'Equilibri Ecològic i la Protecció a l'Ambient i el reglament en matèria d'impacte ambiental. Atres dependències governamentals, relacionades en els OGMs són la Secretaria de Facenda i Crèdit Públic (SHCP), aplica la normatividad relacionada en el control sobre moviments transfronterizo de bens, aduana, imposició tributària, etc.; la Secretaria d'Economia, responsable del comerç exterior, polítiques comercials, tractats internacionals; l'IMPI, a càrrec dels aspectes relatius a la propietat industrial (paleses, marques, etc.) i la Secretaria d'Educació Pública (SEP) i la Secretaria de Ciència, Humanitats, Tecnologia i Innovació (SECITHI) indirectament relacionades estos dos últims en la bioseguridad en aplicar normes jurídiques vinculades en l'elaboració de polítiques educatives i d'investigació.

En el terreny específic de la bioseguridad de les activitats de la biotecnologia moderna, la regulació vigent en el paísPlantilla:Quin requerix una revisió i integració sistematisada i harmònica que li permeta ser congruent en criteris internacionals, que conte en els elements operatius adequats per a donar-li eficàcia gràcies a l'evaluació i al monitoreo dels riscs biotecnológicos, que garantisen la seguritat jurídica d'els qui realisen activitats d'investigació, producció, comercialisació i, en general, el maneig dels organismes genèticament modificats i dels productes obtinguts dels mateixos.

El 30 d'abril de 2002, el Senat de la República va ratificar el Protocol de Cartagena sobre la Seguritat de la Biotecnologia del Conveni sobre la Diversitat Biològica, que va entrar en vigor l'11 de setembre de 2003, noranta dies posteriors a la ratificació per 50 països. Si ben l'orige i la naturalea del Protocol és ambiental, el seu contingut i la forma en que s'assimile llegalment en el nostre país per a la seua aplicació tindrà importants repercussions en l'investigació, producció i comercialisació de OGMs i de productes que els continguen, aixina com un efecte en l'organisació i participació de distintes autoritats governamentals. Ademés també és important recordar que el Congrés de l'Unió va aprovar en decembre de 2001, una modificació a l'artícul 420 Ter del Còdic Penal Federal, la qual poguera dur per conseqüència que qualsevol individu, si maneja, utilisa o transporta transgènics, pot incórrer en la comissió d'un delicte i, per lo tant, ser subjecte d'un procediment penal.

En base en lo anterior, el Senat de la República en el 2002, va solicitar a l'Acadèmia Mexicana de Ciències (AMC) el respal tècnic per a l'elaboració de l'Iniciativa de la Llei d'Bioseguridad d'Organismes Genèticament Modificats (ILBOGMs).

Vore també

• [[Archiu:{{#switch:Biotecnologia|20px|Vore el portal sobre Biotecnologia]] Portal:Biotecnologia. Contingut relacionat en Biotecnologia.

Ingenieria d'Aliments Aliments transgènics Bioinformática Bioingeniería Biologia molecular Bioquímica Biologia sintètica Ingenieria genètica

Biorreactor Ingenieria biotecnológica Biotecnologia genètica Medicina genómica Mejoramiento genètic Ingenieria Química Biotecnologia cosmètica Biotecnologia aplicada

Bibliografia adicional

• Jesús Ballesteros; Encarnación Fernández Ruiz-Gálvez (2007). Biotecnologia i posthumanismo, Editorial Aranzadi. ISBN 978-84-8355-095-3.
• Fukuyama, Francis (2002). El fi de l'home: conseqüències de la revolució biotecnológica, Edicions B. ISBN 978-84-666-0874-9.
• Jonas, Hans (1997). Tècnica, medicina i ètica: sobre la pràctica del principi de responsabilitat, Edicions Paidós Ibèrica. ISBN 978-84-493-0341-8.
• Henco, A. International Biotechnology Economics and Policy: Science, Business Planning and Entrepreneurship; Impact on Agricultural Markets and Industry; Opportunities in the Healthcare Sector. ISBN 978-0-7552-0293-5.
• Bisang, R., Campi, M., & Cessa, V. (2009). Biotecnologia i desenroll. Repositori CEPAL.

Enllaços externs

Archiu:Wiktionary-logo-v2.svg Biotecnologia en el Viccionari. Commons

• Erro al crear miniatura: Wikimedia Commons alberga contingut multimèdia sobre Biotecnologia.
• "El sector de la biotecnologia en Espanya". Informe del sector en Espanya elaborat per la Fundació Cajamar en 2009.