Biotecnología? Qué es eso?

Transcripción

1 ?? Biotecnología?? Qué es eso?

2 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. La biotecnología lleva presente en nuestras vidas desde tiempos ancestrales, aunque no seamos conscientes. En el año 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 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 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.

3 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 millones de letras, ordenadas una detrás de la otra. 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 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 y enfermedades hereditarias. Estirando el ADN de las células de nuestro cuerpo podríamos dar más de vueltas al planeta. Nuestro ADN es igual en un 98,7% al del chimpancé. Toda esta información equivale a 900 libros de El Quijote!

4 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. Qué son las Proteínas? Son las moléculas ejecutoras de la función definida en un gen. Las proteínas desempeñan prácticamente la totalidad de las funciones biológicas de los organismos vivos. 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. En este proceso son muy importantes las enzimas de restricción, producidas por varias bacterias y que actúan como tijeras del ADN, y la ligasa, otro tipo de enzima que actúa como pegamento. Así, es posible quitar un gen de la cadena principal y en su lugar colocar otro. Podríamos decir que una célula es como una fábrica, donde los genes son los ingenieros y las proteínas los operarios. Dependiendo de la información que tengamos en el ADN, las propiedades de nuestras proteínas cambiarán, y lo harán también las características que dependan de esas proteínas (por ejemplo, el color de nuestros ojos o nuestro pelo). LABIOS FINOS OJOS NEGROS PIEL BLANCA Un ejemplo? la insulina La insulina es producida por el páncreas y se utiliza para metabolizar 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 de insulina de tipo humano. Así, la bacteria es «inducida» a producir moléculas de insulina y utilizada, en cierto modo, como una «factoría» de esta hormona, que resulta más segura. PELO RUBIO PELO RIZADO GRUPO SANGUINEO 0+

5 Qué es un OGM? 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. El arroz dorado La falta de vitamina A en la población infantil tiene graves consecuencias. Se estima que cada año alrededor de 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 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. Si al OGM se le introduce ADN de otra especie, se denomina TRANSGÉNICO. Para que el arroz dorado produzca betacaroteno, se implantan tres nuevos genes: dos de los narcisos y el tercero de una bacteria.

6 Qué son las Células Madre? Qué es la Terapia Celular? 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. 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. 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. 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.

7 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. 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.

8 Biotecnología aplicada a la SALUD La medicina personalizada 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 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. 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.

9 Biotecnología aplicada al sector AGRÍCOLA, GANADERO Y FORESTAL 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.

10 Biotecnología MARINA, ACUICULTURA 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.

11 Biotecnología INDUSTRIAL Estas son algunas de sus aplicaciones: 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.

12 Qué otras aplicaciones tiene la biotecnología? 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... 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. 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 años de antigüedad!!! Foto MEH (Burgos)

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