168 Breviario para mis nietos Ibrahim González-Urbaneja La Página de los Jueves Copyright TXu 1-703-206 BIOTECNOLOGÍA Edición: Norka Salas
BIOTECNOLOGÍA Por biotecnología se entiende «toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos». Permite transferir genes seleccionados individuales de un organismo a otro, también entre especies no relacionadas, creando especies nuevas con condiciones o características determinadas. La biotecnología, en un sentido amplio se puede definir como la aplicación de organismos, componentes o sistemas biológicos para la obtención de bienes y servicios. Esto significa que desde hace miles de años, la humanidad ha venido realizando biotecnología, si bien hasta la época moderna, de un modo empírico, sin base científica: La domesticación de plantas y animales ya comenzó en el período Neolítico. Las civilizaciones Sumeria y Babilónica (6000 años a.c.) ya conocían cómo elaborar cerveza. Los egipcios ya sabían fabricar pan a partir del trigo hacia el 4000 a.c. 1498
Antes de la escritura del libro del Génesis, se disfrutaba del vino en el Cercano Oriente: recuérdese que, según la Biblia, Noé «sufrió» (o disfrutó) accidentalmente los efectos de la fermentación espontánea del mosto de la uva (primera borrachera con vino). Otros procesos biotecnológicos conocidos de modo empírico desde la antigüedad: fabricación de queso, cultivo de champiñones, alimentos y bebidas fermentadas como la salsa de soja, yogur, etc., tratamiento de aguas residuales... Por supuesto, hasta la llegada de la moderna biología, y en muchos casos hasta el siglo XIX, la base de muchos de estos procesos era desconocida. De hecho, solamente es en el siglo XVIII cuando cobra cuerpo la idea de que la materia viva puede ser estudiada como la materia inanimada, es decir, usando el método experimental. La Real Academia Española, se refiere a la Biotecnología como «la tecnología de la manipulación y transferencia del ADN de unos organismos a otros, que posibilita la creación de nuevas especies, la corrección de defectos génicos y la fabricación de numerosos compuestos útiles. Sabemos que el núcleo de cada célula, cualquiera que ella sea, animal o vegetal, como en un verdadero ultra 1499
computador con su respectivo código (genético), está contenida toda la información necesaria para su normal funcionamiento, para que se desarrolle y se diferencie, para que madure, para que envejezca y también en última instancia, para que muera. Toda esa información en cada célula, está contenida en una larga molécula, llamado ácido desoxirribonucleico (ADN). Es esta misma molécula la que transmite la información cuando una célula se divide y se multiplica. El ADN guarda la información mediante un código. La información que contiene el ADN se implementa a través de traducirse en la síntesis de una proteína. Aplicaciones. La biotecnología tiene aplicaciones en importantes áreas como lo son la atención de la salud, el desarrollo de nuevos enfoques para el tratamiento de enfermedades; la agricultura con el desarrollo de cultivos y alimentos mejorados; usos no alimentarios de los cultivos, como por ejemplo plásticos biodegradables, aceites vegetales y biocombustibles; y cuidado medioambiental a través de la biorremediación, como el reciclaje, el tratamiento de residuos y la limpieza de sitios contaminados por actividades industriales. A este uso específico de plantas en la biotecnología se llama biotecnología vegetal. Además se aplica en la genética para modificar ciertos organismos. Las aplicaciones de la biotecnología son numerosas y suele clasificarse en: 1500
la manipulación génica. Biotecnología roja: se aplica a la utilización de biotecnología en procesos médicos. Algunos ejemplos son el diseño de organismos para producir antibióticos, el desarrollo de vacunas más seguras y nuevos fármacos, los diagnósticos moleculares, las terapias regenerativas y el desarrollo de la ingeniería genética para curar enfermedades a través de Biotecnología blanca: también conocida como biotecnología industrial, es aquella aplicada a procesos industriales. Un ejemplo de ello es el diseño de microorganismos para producir un producto químico o el uso de enzimas como catalizadores industriales, ya sea para producir productos químicos valiosos o destruir contaminantes químicos peligrosos (por ejemplo utilizando oxidorreductasas. También se aplica a los usos de la biotecnología en la industria textil, en la creación de nuevos materiales, como plásticos biodegradables y en la producción de biocombustibles. Su principal objetivo es la creación de 1501
productos fácilmente degradables, que consuman menos energía y generen menos desechos durante su producción. La biotecnología blanca tiende a consumir menos recursos que los procesos tradicionales utilizados para producir bienes industriales. Biotecnología verde: es la biotecnología aplicada a procesos agrícolas. Un ejemplo de ello es el diseño de plantas transgénicas capaces de crecer en condiciones ambientales desfavorables o plantas resistentes a plagas y enfermedades. Se espera que la biotecnología verde produzca soluciones más amigables con el medio ambiente que los métodos tradicionales de la agricultura industrial. Biotecnología azul: también llamada biotecnología marina, es un término utilizado para describir las aplicaciones de la biotecnología en ambientes marinos y acuáticos. Aún 1502
en una fase temprana de desarrollo sus aplicaciones son prometedoras para la acuicultura, cuidados sanitarios, cosmética y productos alimentarios. Biorremediación y biodegradación. La biorremediación es el proceso por el cual son utilizados microorganismos para limpiar un sitio contaminado. Los procesos biológicos desempeñan un papel importante en la eliminación de contaminantes y la biotecnología aprovecha la versatilidad catabólica de los microorganismos para degradar y convertir dichos compuestos. En el ámbito de la microbiología ambiental, los estudios basados en el genoma abren nuevos campos de investigación, ampliando el panorama de las redes metabólicas y su regulación. Los enfoques de genómica 1503
funcional y meta genómica aumentan la comprensión de las distintas vías de regulación y de las redes de flujo del carbono en ambientes no habituales, que sin duda acelerarán el desarrollo de tecnologías de biorremediación y los procesos de biotransformación. Los entornos marítimos son especialmente vulnerables ya que los derrames de petróleo en regiones costeras y en mar abierto son difíciles de contener y sus daños difíciles de mitigar. Además de la contaminación a través de las actividades humanas, millones de toneladas de petróleo entran en el medio ambiente marino a través de filtraciones naturales. A pesar de su toxicidad, una considerable fracción del petróleo que entra en los sistemas marinos se elimina por la actividad de degradación de hidrocarburos llevada a cabo por comunidades microbianas, en particular, por las llamadas bacterias «come petróleo» o hidrocarbonoclásticas. 1504
Además varios microorganismos como Pseudomonas, Flavobacterium, Arthrobacter y Azotobacter pueden ser utilizados para degradar petróleo. El derrame del barco petrolero Exxon Valdez en Alaska en 1989 fue el primer caso en el que se utilizó biorremediación a gran escala de manera exitosa, estimulando la población bacteriana suplementándole nitrógeno y fósforo que eran los limitantes del medio. Tras la explosión de la plataforma petrolífera «Deepwater Horizon» y su posterior hundimiento el 22 de abril en aguas del Golfo de México, las tareas para limpiar la zona no han cesado. Miles de animales muertos y centenares de kilómetros de playas manchadas de crudo están dejando un paisaje desolador. Pero ahora los científicos se han sorprendido con el descubrimiento de una bacteria que está, literalmente, comiéndose el petróleo derramado en las aguas del Golfo de México. Las investigaciones han sido dirigidas por Terry Hazen, del laboratorio «Lawrence Berkeley», en California y los resultados, publicados en Sciencexpress están basados en más de 200 muestras obtenidas en 17 lugares, en aguas profundas, entre el 25 de mayo y el 2 de junio de este año mientras estudiaban la dispersión submarina del petróleo que queda en la zona. 1505
La bacteria podría tratarse de una nueva especie, de la familia de las Oceanospirillales, que con el tiempo se habría adaptado al medio oleoso originado por filtraciones y fugas naturales de petróleo. Bacterias marinas con gran potencial para degradar petróleo La bacteria descubierta parece ser que trabaja a bajas temperaturas y no estaría consumiendo grandes cantidades de oxígeno, lo que evitaría una «zona muerta» que afecte a otras especies, y podría convertirse en el elemento ideal para deshacerse de las manchas de petróleo de alta mar. La bacteria estaría estrechamente relacionada con otros microbios degradantes del petróleo, ya conocidos, pero cuyo consumo de oxígeno es mucho mayor. Un equipo de investigadores europeos ha descifrado el genoma de otra bacteria clave que degrada el petróleo, la Alcanivorax borkumensis. «Ya conocemos varias bacterias marinas que degradan el petróleo», existen organismos que se desarrollan muy bien en un ambiente oleaginoso, y la A. borkumensis es uno de ellos, afirma el doctor Peter Golyshin del Centro para la investigación de las enfermedades infecciosas de Helmholtz, en Alemania. Habida cuenta de que vive en las capas superiores del océano, tiene varios genes que ayudan a protegerla contra los efectos nocivos de la radiación ultravioleta. Virtualmente, con la biotecnología existe el riesgo de transferir toxinas de una forma de vida a otra, de crear nuevas 1506
toxinas o de transferir compuestos alergénicos de una a otra especie, lo que podría dar lugar a reacciones alérgicas imprevistas. Igualmente hay posibilidades de que bacterias y virus modificados escapen de los laboratorios de alta seguridad e infecten a la población humana o animal. Reconociendo que los problemas éticos suscitados por los rápidos adelantos de la ciencia y de sus aplicaciones tecnológicas deben examinarse teniendo en cuenta no sólo el respeto debido a la dignidad humana, sino también la observancia de los derechos humanos, la Conferencia General de la Unesco aprobó en octubre de 2005 la Declaración Universal sobre Bioética y Derechos Humanos. 1507